微电子封装业和微电子封装设备论文.docx

微电子封装业和微电子封装设备论文微电子封装业和微电子封装设备论文虽然2001年国际微电子产业因遭遇4~5年一次的“硅周期”、网络泡沫破产、“9.11”事件等的影响，产值出现了灾难性的暴跌，比2000年下降31.9%,2002年的增长率也只有1.5%，但预计2003年的增长率将达到15%，将超过1992~2002年的年平均增长率11.32%。如果国际上不出现重大的突发事件,2004年也将会有大于10%的增长率。像微电子产业这种30年保持高速发展，长盛不衰的情况在其他产业中是很少见的。导体行业协会按Moore定律共同制定的“国际半导2半导体技术发展的趋势仍将遵循莫体技术发展路线"(InternationalTechnologyRoadmapof尔定律而不断前进Semiconductors)在发展，甚至有时实际进展速度还快于原定的时间表。主要与微电子封装有关的1999国际半导体技术的发展仍将遵循国际上各国半~2014年15年的1C技术发展路线列。晶体管数)是每2年增加1倍。预计这15年内与微电子封装业有关的主要发展趋势是：最大芯片尺寸将增大1倍(从450_2增大到937_2);高性能类电路的芯片上最高I/O端数将从2304个增加到4416个，提高约90%;而高性能类封装的最大引出端数将从1600个增加到8758个，增加4.47倍;芯片上的压焊盘节距将缩小到35~40日用品类1C的封装厚度将从1mm减小到0.5mm,降低50%;高性能类1C的芯片-板级速度将从1200MHz提高到3600MHz,提高2倍;便携式类器件的电源电压将从1.5~1.8V降为0.3~0.6V,减小到原来的1/3;高性能类1C的最大功耗将从90W提高到183W,增大1倍;而封装价格将进一步降低，价格性能类1C产品将从0.90~1.90美分/引线降为0.42~0.88美分/引线，存贮器类1C产品的封装价将从0.40~1.90美分/线降为0.19~0.39美分/线，即为原来的1/2~1/5。3BGA、CSP、WLP等几类新颖封装为了适应半导体器件体积越来越小、封装密度越来越高、引出端数越来越多、工作频率越来越高的要求，上世纪90年代出现了BGA、CSP、WLP等几类新颖封装，并得到了快速发展。BGA是英文BallGridArray的缩写，中文称为“焊球阵列”。这类封装的基本特征是引出端采用布置在封装基板底平面上的焊球阵列。根据基板和包封材料不同，可以分为塑料焊球阵列(PBGA)、陶瓷焊球阵列(CBGA)、金属焊球阵列(MBGA)和载带焊球阵列(TBGA)等。典型的PBGA结构如图1所示。BGA封装的特点是引出端布置在封装体的下表面上因此可容纳较多的引出端数，内引出线短、电性能和热性能好，芯片腔可较大，可容纳较大面积的芯片，非常适合于封MPU及一些ASIC电路。BGA的主流产品是PBGA，PBGA封装中的多层PCB基板制造、植球、回流等类似于SMT工艺，其余是与QFP等传统封装工艺类似。CSP是英文ChipsizePackage的缩写，我国称为“芯片尺寸封装”。CSP的基本特征是封装在印制板上所占面积比芯片面积不大于1.2~1.5倍。这是一种封装密度很高的封装，它们的引出端也只能布置在封装底面上，可以是4周排列，也可以是面阵列排列(这时也可称为微焊球阵列，如yBGA,mBGA等)。因为它的封装底平面比芯片面积大不了多少，因此即使节距很小，总的封装引出端数也不可能很多，故主要适用于少或中等数量的引出端封装，少数几种也可达到400个I/O以上，但这类往往已是WLP封装了。一般CSP的外形WLP是英文WaferLelelPackaging的缩写，称为“圆片级封装%它实际上是一种在圆片上完成主要封装工艺的CSP，即它们在封装密度上(封装面积/芯片面积)属于CSP。但主要的封装工艺不是像传统封装工艺那样:将前道工序加工后的桂圆片先分离成管芯，再逐个管芯地去进行粘片_引线键合一塑封等后道封装加工,而是在前道加工完后的硅圆片上进行再布线-形成焊盘-塑料包封-植焊球_分离成单个1C器件。WLP的主要封装工艺都是在圆片级而不是管芯完成的，故它的“封装设备”有许多与前道工序是类同的，只是加工的线宽和间距不同而已，如涂光刻胶、光刻、电子束蒸发或溅射、细线条刻蚀等。而有的设备则与传统封装用的设备类似，如切割分离、打印、包装等。有的设备是它特有的,如圆片电镀设备等。4我国将成为世界主要封装基地我国的微电子封装虽起步很早，但过去经营模式陈旧、技术落后、产量低、发展很慢。近几年来在发展驱动力、经营主体、经营模式、产品对象等方面已基本完成了适应时代产业发展的转变。发展驱动力和产品已由主要受军工和宇航需要的驱动、经费以政府和军方的资助为主，转变为主要受商品市场的需求推动和各公司筹资为主。在经