接下来的时期可以从20世纪80年代中期开始算起。人们研发出来了表面贴装技术(SMT),主要特点就是令引脚取代针脚。它是由比较细微的引线将集成电路贴装到PCB板上,使以往的PTH插装形式发生重大改变,从而使IC 的电气特性得到了很大改观,使封装密度得到提高,同时也使生产的自动化程度得到提升。尽管表面贴装有前述很多优点,但是在很多的部分还有许多不足,例如在电路使用频率、封装密度以及I/O 数方面。随着专用集成电路和微处理器的快速向前发展,以上的许多弊端很难再满足人民的需求。
最后一个时期是从20世纪90 年代到现在。器件的封装技术也进一步的发展壮大,由于器件的尺寸越来越小,引脚数也跟着增加,功耗也跟着持续增大,由此产生了更多新型的封装形式技术,这些与以前不同的方式有很多都是用平面阵列,封装密度得到了很大的改观。其中最有发言权的是多芯片组件(MCM)、芯片级封装(CSP)、倒扣芯片(FC)和球栅阵列(BGA)等技术。近年来,一些发达国家已经研究出来了封装效率更加高效的芯片尺寸封装(CSP-Chip Scale Package)技术,芯片面积远远大于封装面积,近年来开始出现的SOC(System on Chip)技术,SOP(System on Package)等技术象征着电子封装技术已经比以前更为先进。
种种迹象表明,目前微电子封装技术的特点是:多芯片,超薄型,三维封装以及焊料无铅化。芯片的演化进程如图1-1所示。
图1-1单芯片封装的微小化发展趋势
目前我国每年大概需要170多亿块芯片,但我国的封装无论是数量还是质量都远远达不到人们的需求,大量芯片需要从外国进口,由此可见,如此广大的市场需要我们更加重视,发展本国的封装技术,重视电子封装产业的发展[11-14]。论文网
1。3 FCBGA封装技术
球栅阵列(BGA)这种封装形式是在20世纪80年代由日本富士通公司开发出来的,是富士通公司在与日本CITIZEN公司进行合作的项目中的OMPAC芯片需要进行全新的封装形式,由此而诞生出来的[17]。如今,这种封装形式主要应用于一些性能较高的芯片的封装中,例如DSP以及CPU等。采用球栅阵列封装形式的器件基本上都有很多很大的优点。电性能好,封装密高,安装可靠性强,产品更容易组装成型,这些都是球栅阵列封装形式的良好优点,其中焊点的引出形式也可以用于多芯片组件以及系统封装。
倒装芯片封装技术(FC)是IBM公司于20世纪60年代年所研发的,为了提高运行速度,降低封装的成本,并且提升组件的可靠性[18]。FC封装方式为芯片正面朝下,指向基板,并且不再需要引线的键合,从而可以形成最短的电路,以此可以有效的降低电阻;封装方式采用金属球连接,大大缩小封装的尺寸,其最大的特点是可以解决BGA为增加引脚数而扩大体积的困扰。
倒装芯片球栅阵列封装(FCBGA)是只把芯片以倒扣的方式安插在基板的上面,通过焊点以使得基板与芯片得到连接[19]。如图1-2所示,由于焊点可以很随便的焊接在芯片上比较合理的位置,所以可以很明显地看出来芯片的利用率是非常高的,而且这种封装形式不需要通过引线来连接器件,所以这种封装形式还有一个重要的优点就是其组装密度是非常高的。
采用这种封装形式解决了两大问题,一是电磁干扰(EMI),另一个是电磁兼容(EMC)。采用传统封装形式的芯片,信号的传递需要经过引线的传递,在高频的情况下可能会在传递过程中产生干扰,而FCBGA用小球来代替针脚,提供了最短的传输距离,可以很好的防止干扰以及损耗。最后,由于其结构的独特性,使采用这种封装形式的芯片可以直接和外界相接触,大大加强了芯片的散热,有利于芯片的稳定性。与此同时,基板也可通过金属层来提升散热的效能,提高器件整体的寿命和使用时的稳定性。