高密度高性能电子封装技术的现状与发展

高仕骥

【摘 要】近年来，我国的微电子技术获得了快速的发展，较多新技术得到了研究与应用。在本文中，将就高密度高性能电子封装技术的现状与发展进行一定的研究。

【关键词】电子封装技术；现状；发展

一、引言

在科学技术不断发展的过程中，微电子成为了现今世界当中的重要产业，并在发展当中逐渐形成了集设计、封装与制造的独立产业。其中，微电子封装是IT产业发展当中的关键技术，具有着较高的应用价值，需要做好其发展情况的研究与把握。

二、电子装联技术

（一）波峰焊

在该技术中，即是将融化的钎料在经电磁泵喷流以及电动泵处理后形成满足要求的钎料波峰，以后，将之前具有电子元器件印制板通过钎料波峰后，对元器件引脚、印制板、焊盘机械同电气连接的软钎料。该方式在实际应用中，主要应用在以混合方式组装以及通孔插装组件的焊接当中。在对波峰焊接方式进行应用时，因引线在钎料方面遮蔽作用的存在，则可能因此出现桥接、钎缝不充实以及漏焊等缺陷问题，无法对钎料可靠性进行保证。为了能够实现这部分缺陷问题的克服，双波峰焊则成为了一种有效的方式。在该方式中，其具有两个波峰，其中第一个为具有较快流速以及窄喷嘴的波峰，钎料在垂直压力方面具有较好的表现，在使表面柱状元器件在焊端具有较好渗透性的情况下对钎料的湿润性进行了增加，且能够在对其遮蔽效应进行克服的情况下对钎缝不充实以及漏焊等缺陷问题进行减少，以此使其具有更高的可靠性。第二个即是具有较慢流速的波峰，能够形成具有充实特征的钎缝，能够对量的钎料修正钎焊面进行去除的基础上对焊接可靠性进行保证。

（二）再流焊

在该方式中，即通过重新融化后将其实现对印制板焊盘的分配，以此对注浆元器件引脚同焊端到电气连接的软钎焊进行实现。同波峰焊相比，该方式具有较多的优点，首先其在钎料当中不会混入不纯物，在实际钎焊时，能够对组成情况进行保证。其次，通过局部加热技术的应用，则能够在同一基板上对不同的载流焊接工艺进行使用。同时，受到熔融钎料张力作用的影响，在实际对元器件进行放置时，如果存在一定的偏离情况，则能够对其进行自动的纠正。最后，在其实际处理当中仅仅在需要的位置对钎料进行施放集合，且能够对钎料的施加量进行控制，避免发生桥接等缺陷问题。具体来说，其可以包括有红外、激光、气相以及热风循环等技术类型，其中，红外载流是应用较多的技术类型，工具加热是具有较强实用特征的局部再流技术。

三、芯片级互联技术

（一）引线键合技术

对于该技术来说，其是对载体以及芯片进行连接经常应用到的一种互联方式，是一种将电子封装外壳I/O引线同半导体芯片焊区通过金属细丝进行连接的一类技术。在实际焊接当中，其主要方式有超声键合焊、金丝球焊以及热压焊这几种技术类型，在实际合焊当中，在受热影响下，则会使焊区以及焊丝形成氧化层，使芯片容易形成具有具有特殊特征的金属氧化物，并因此对焊点的可靠性产生影响。同热压键相比，超声建合能够对焊接表面存在的金属氧化膜进行充分的去除，具有较高的焊接质量且不需要加热，且对芯片方面也具有更小的损伤。热声键合能够在较低温度下连接而不容易出现氧化情况，且在接触表面洁净度时具有一定的不敏感性，并因此在集成电路当中得到了较多的应用。

在超声键合当中，超声振动将对键合强度产生影响，其公里处情况将直接对键合可靠性以及强度具有决定性的作用。目前，根据线管人员研究，在温度、键合力以及时间分为设置为室温、4.7N以及100ms参数时，当超声功率大于3.5W时，键合强度所受到的功率影响并不明显。当超声功率小于3.5W时，键合强度则将受到较大来自超声功率的影响。当功率在1.6W以下时，在对超声功率进行增加时，键合强度则将随之降低，而当超声功率在1W以下时，在对超声功率增加时，则将具有较高的键合强度，即当功率在1-1.6W范围内时，所获得的鍵合强度较为稳定。

（二）载带自动焊技术

对于TAB技术来说，其是芯片阴脚框架当中的互联工艺类型，在高聚物上，首先需要进行元件阴脚的导体图样处理，之后将具有凸点晶片根据具体键合情况在上面放置，通过热电机方式的应用对引线进行键合处理，以此对基板同芯片间的互联目标进行实现。就目前来说，TAB技术在不断发展当中已经具有了较为成熟的特点，且具有较高的自动化程度，是一种生产效率较高的内引线键合技术，所具有的成本较低，在印制板上具有较低的断面形状，电感小、引线短，在电气性能方面具有较好的表现。

（三）倒装芯片技术FC

该技术可以说是目前较为主流的半导体封装技术，即是将芯片在进行倒置处理后在基片上装配，基片以及芯片上的焊区为互连介质。该技术的优点，即是能够在芯片的任何位置设置焊区，并因此具有了较高的芯片利用率。同时，因其消除了封装以及键合引线，则因此具有了较高的组装密度。在该技术实际应用中，对于基板以及芯片的定位可以说是非常重要的一项内容，目前，有研究人员对超声波倒装芯片键合机进行了研制，在对视觉芯片定位控制系统进行建立的基础上通过图像处理以及识别方式的应用检测芯片位置，在同PID控制方式相结合的基础上对平台的精确控制进行实现，且能够对基板同芯片的键合定位进行完成。在芯片上，所植的焊球可靠性将对芯片封装质量产生影响，目前，有研究人员通过电镀方式的应用在芯片上进行植球处理，在连接可靠性方面获得了较好的表现，同印刷技术相比，以该技术获得的焊球直径能够达到10μm，具有20μm的球间距，能够有效实现无铅焊球的提升。

四、结束语

在上文中，我们对高密度高性能电子封装技术的现状与发展进行了一定的研究，在未来工作中，需要能够进一步加大研究力度，在完善现有技术的基础上积极研发新技术，通过封装技术的科学应用更好的实现生产目标。

【参考文献】

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