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先进封装技术发展趋势-3

hjhbcc  发表于 2009/9/13 20:08:52      1268 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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围在不断扩展并进入新的领域,而且根据引脚数目和器件类型细分市场。无源器件、分立器件、RF和存储器件的份额不断提高,并开始进入逻辑IC和MEMS之中。随着芯片尺寸和引脚数目的增加,板级可靠性成为一大挑战。

在过去的十年间,低引脚数目的WCSP部分已经变得非常成熟,众多厂家使用不同尺寸的晶圆不断推出高产量应用,并不断扩展面向不同市场的产品空间。随着基础设施建立的完成,并且也已经实现量产,下一个主要聚焦的方面是降低成本,这对于低引脚数目的器件来说尤为关键,同时对高数目引脚的器件来说也很重要,包括300mm晶圆。

较高引脚数目带来新的挑战,在一些因硅面积的限制导致扇入技术不能胜任的案例中,引入了扇出技术。这些技术存在制造和成本挑战,一个例子是在一个较大承载衬底上放置芯片的精度问题。扇出技术在系统级封装(SiP)中也存在应用潜力,而且可以是一个过渡性的方法,或者可以与诸如TSV叠层封装等替代性方案进行竞争。

简化现有结构可以实现成本节约,另一个节约的来源是与材料供应商合作开发下一代材料。

针对MEMS的特殊考虑

SiP技术已经开始集成MEMS器件,以及其他的一些逻辑和面向特定应用的电路。MEMS应用覆盖了惯性/物理、RF、光学和生物医学等领域,而且这些应用要求使用不同种类的封装,比如开腔封装、过模封装、晶圆级封装和一些特殊类型的密闭封装。这些微系统必须具备可以在潮湿、盐渍、高温、有毒和其他恶劣环境中工作的能力(图5)。
 

扇出技术使用再分布层或者其他替代物
图5. 扇出技术使用再分布层或者其他替代物,有可能与使用TSV的叠层封装进行竞争

使用TSV的三维封装技术可以为MEMS器件与其他芯片的叠层提供解决方案。TSV与晶圆级封装的结合可以获得更小的填充因子。潜在的应用包括光学、微流体和电学开关器件等。

医疗、安防、汽车和环境应用是电子产业中出现的具备高增长潜力的领域。大多数的这些应用需要将传感器或MEMS与IC作为系统的一部分。独立系统通过使用电池或能量提取技术以很低的功率进行工作。这类器件在个人医疗中的广泛应用将依赖于它们的效用、使用方便性以及价格。

在医疗器件方面,MEMS具有很多机会,这包括体外诊断、芯片上实验室以及药物供给等。基于MEMS的微流体技术将是支撑这些应用的一项关键技术。其他的一些机遇包括三轴加速度计、压力传感器、能量收集器以及用于听觉器件的硅微麦克风。可植入器件同样需要特别的封装,以在人体内恶劣的环境下保持可靠的性能。

降低封装成本是MEMS器件面临的最大挑战,而这推动着更多的标准化和封装在填充因子方面通用性的发展。其他的一些关键性挑战包括应力管理(特别是对于压力和惯性传感器)、避免污染杂质、组装位置偏差、压力控制以及密闭性等。

结论

先进封装在推动更高性能、更低功耗、更低成本和更小形状因子的产品上发挥着至关重要的作用。在芯片-封装协同设计以及为满足各种可靠性要求而使用具成本效益的材料和工艺方面,还存在很多挑战。为满足当前需求并使设备具备高产量大产能的能力,业界还需要在技术和制造方面进行众多的创新研究。在能量效率、医疗护理、公共安全和更多领域,都需要创新的封装解决方案。

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