時(shí)尚手機(jī)引發(fā)半導(dǎo)體封裝工藝技術(shù)的挑戰(zhàn)

 
摘 要：近年無線技術(shù)應(yīng)用驚人發(fā)展，使得終端消費(fèi)產(chǎn)品革新比以往任何一年都要頻繁。 

關(guān)鍵詞：封裝,SOC,貼片,射頻

中圖分類號：TN305．94 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：D 文章編號：l 004-一4507(2005)05—0045—02


1 封裝技術(shù)的挑戰(zhàn)

近年無線技術(shù)應(yīng)用驚人發(fā)展，使得終端消費(fèi)產(chǎn)品革新比以往任何一年都要頻繁。手機(jī)產(chǎn)品的生命周期也變得越來越短了。為了實(shí)現(xiàn)這類產(chǎn)品的快速更新，電器技術(shù)方面的設(shè)計(jì)就不得不相應(yīng)快速的簡化。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供先進(jìn)的高密度功能塊整合封裝技術(shù)正好與此相得益彰。因此為手機(jī)提供基本功能的元件數(shù)目就變得更少了，電器設(shè)計(jì)也因此變得更簡單了。

實(shí)現(xiàn)高密度功能塊集成有兩種方法，其一是把兩個(gè)或更多的功能性模塊設(shè)計(jì)在一起成為一個(gè)系統(tǒng)芯片(SOC)，它的后果是增加了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制程的挑戰(zhàn)性，并加速了芯片設(shè)計(jì)的更新頻率。另外一種技術(shù)被稱作為系統(tǒng)封裝技術(shù)(SIP或MCM)，即是把多顆獨(dú)立的晶粒封裝在同一個(gè)復(fù)雜的包裝里。它被更多地應(yīng)用在這個(gè)快速更新的領(lǐng)域，因?yàn)橄鄬τ谙到y(tǒng)芯片技術(shù)，它能節(jié)省更多的時(shí)間和成本。

2 射頻微型器件(RFMD)帶來的挑戰(zhàn)

系統(tǒng)封裝技術(shù)(SIP)在電信領(lǐng)域勝出的第二個(gè)原因，是因?yàn)樯漕l功能(RF)芯片必須把砷化鎵制程芯片與硅制程芯片整合在一起。而SOC是無法做到這一點(diǎn)的。對IC貼片機(jī)來說RF系統(tǒng)封裝技術(shù)挑戰(zhàn)是最大的，因?yàn)樗粌H僅是要求機(jī)臺具有多模組封裝能力，而且對芯片傾斜(tilt)，芯片接合厚度(BLT)參數(shù)要求更是苛刻。只有同時(shí)具備多模組封裝，高精度貼片，準(zhǔn)確地控制傾斜和芯片接合厚度以及高產(chǎn)能等能力的貼片機(jī)，才能保證高良率的產(chǎn)能。 

 

3 覆晶技術(shù)(Flip Chip)

下一時(shí)代的系統(tǒng)封裝應(yīng)用在手機(jī)上的技術(shù)又將面臨更新的挑戰(zhàn)。首先，為確保提供更輕薄短小的手機(jī)，必須要求減小芯片的尺寸。其次，是因?yàn)樾碌碾娦啪W(wǎng)絡(luò)都是在高頻的條件下工作的。這兩個(gè)方面持續(xù)地推動(dòng)芯片封裝工藝的內(nèi)部連接技術(shù)朝著覆晶技術(shù)發(fā)展。因?yàn)楦簿Ъ夹g(shù)的應(yīng)用意味著可以向更高頻率的工作條件挑戰(zhàn)。并且它縮短了電性連接距離，而不需要任何多余的連線。這樣就大大地減少了多余的電容值，使得封裝體積也即變小。 但是要達(dá)到這個(gè)目的，需要投資重新研發(fā)設(shè)計(jì)芯片，所以我們不可能迅速從傳統(tǒng)的貼片技術(shù)轉(zhuǎn)移到覆晶技術(shù)。比較可行的方案是采取軟著陸方式，即逐步將各自獨(dú)立的芯片封裝轉(zhuǎn)換成覆晶技術(shù)。所以在短時(shí)間內(nèi)，我們將會看到混雜封裝方式(MCM+Flip Chip)的系統(tǒng)封裝技術(shù)，這將需要IC貼片機(jī)在具備系統(tǒng)封裝技術(shù)的基礎(chǔ)上，整合覆晶技術(shù)封裝，并且所有工序必須控制在lO um(3s)的精度。

4 互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo)體(CMOS)影像傳感器封裝(CIS Packages)

不僅僅是高密度高集成產(chǎn)品對半導(dǎo)體封裝帶來挑戰(zhàn)，更多的新產(chǎn)品市場刺激著新的封裝方式的開發(fā)。帶攝像頭手機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用一直以來是對封裝工藝的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。就光電藕合元件(CCD)和互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)本身而言已經(jīng)是耳熟能詳了，但是在大生產(chǎn)中，應(yīng)用封裝工藝保證高產(chǎn)出的CMOS和濾波片組合，還是處于初期應(yīng)用階段。 先進(jìn)的CMOS攝像頭模組包含：光電傳感晶片，紅外光濾波片和濾波片支架3個(gè)部件，所有部件都要求有極其精確的封裝精度。一搬的，CMOS晶片的尺寸為5 mm