一、基本技術(shù)

在國(guó)際上，微電子組裝是一個(gè)很廣泛的概念，包含組裝和封裝的多項(xiàng)內(nèi)容。微電子封裝所包含的范圍應(yīng)包括單芯片封裝(SCP)設(shè)計(jì)和制造、多芯片封裝(MCM)設(shè)計(jì)和制造、芯片后封裝工藝、各種封裝基板設(shè)計(jì)和制造、芯片互連與組裝、封裝總體電性能、機(jī)械性能、熱性能和可靠性設(shè)計(jì)、封裝材料、封裝工模夾具以及綠色封裝等多項(xiàng)內(nèi)容。

二、核心技術(shù)

微電子組裝，首先我們要敘述一下三級(jí)封裝的概念。一般說(shuō)來(lái)，微電子組裝分為三級(jí)。

所謂一級(jí)封裝就是在半導(dǎo)體圓片裂片以后，將一個(gè)或多個(gè)集成電路芯片用適宜的封裝形式封裝起來(lái)，并使芯片的焊區(qū)與封裝的外引腳用引線鍵合(WB)、載帶自動(dòng)鍵合(TAB)和倒裝芯片鍵合(FCB)連接起來(lái)，使之成為有實(shí)用功能的電子元器件或組件。一級(jí)封裝包括單芯片組件(SCM)和多芯片組件(MCM)兩大類。應(yīng)該說(shuō)，一級(jí)封裝包含了從圓片裂片到電路測(cè)試的整個(gè)工藝過(guò)程，即我們常說(shuō)的后道封裝，還要包含單芯片組件(SCM)和多芯片組件(MCM)的設(shè)計(jì)和制作，以及各種封裝材料如引線鍵合絲、引線框架、裝片膠和環(huán)氧模塑料等內(nèi)容。這一級(jí)也稱芯片級(jí)封裝。

二級(jí)封裝就是將一級(jí)微電子封裝產(chǎn)品連同無(wú)源元件一同安裝到印制板或其它基板上，成為部件或整機(jī)。這一級(jí)所采用的安裝技術(shù)包括通孔安裝技術(shù)(THT)、表面安裝技術(shù)(SMT)和芯片直接安裝技術(shù)(DCA)。二級(jí)封裝還應(yīng)該包括雙層、多層印制板、柔性電路板和各種基板的材料、設(shè)計(jì)和制作技術(shù)。這一級(jí)也稱板級(jí)封裝。

三級(jí)封裝就是將二級(jí)封裝的產(chǎn)品通過(guò)選層、互連插座或柔性電路板與母板連結(jié)起來(lái)，形成三維立體封裝，構(gòu)成完整的整機(jī)系統(tǒng)，這一級(jí)封裝應(yīng)包括連接器、迭層組裝和柔性電路板等相關(guān)材料、設(shè)計(jì)和組裝技術(shù)。這一級(jí)也稱系統(tǒng)級(jí)封裝。所謂微電子封裝是個(gè)整體的概念，包括了從一極封裝到三極封裝的全部技術(shù)內(nèi)容。

3、技術(shù)發(fā)展

自二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，新型微電子封裝技術(shù)迅速發(fā)展，包括焊球陣列封裝(BGA)、芯片尺寸封裝(CSP)、圓片級(jí)封裝(WLP)、三維封裝(3D)和系統(tǒng)封裝(SIP)等項(xiàng)技術(shù)。

1）焊球陣列封裝(BGA)

焊球陣列封裝(BGA)是世界上九十年代初發(fā)展起來(lái)的一種新型封裝。這種BGA的突出的優(yōu)點(diǎn)：①電性能更好：BGA用焊球代替引線，引出路徑短，減少了引腳延遲、電阻、電容和電感；②封裝密度更高；由于焊球是整個(gè)平面排列，因此對(duì)于同樣面積，引腳數(shù)更高。例如邊長(zhǎng)為31mm的BGA，當(dāng)焊球節(jié)距為1mm時(shí)有900只引腳，相比之下，邊長(zhǎng)為32mm，引腳節(jié)距為0．5mm的QFP只有208只引腳；③BGA的節(jié)距為1．5mm、1．27mm、1．0mm、0．8mm、0．65mm和0．5mm，與現(xiàn)有的表面安裝工藝和設(shè)備完全相容，安裝更可靠；④由于焊料熔化時(shí)的表面張力具有'自對(duì)準(zhǔn)'效應(yīng)，避免了傳統(tǒng)封裝引線變形的損失，大大提高了組裝成品率；⑤BGA引腳牢固，轉(zhuǎn)運(yùn)方便；⑥焊球引出形式同樣適用于多芯片組件和系統(tǒng)封裝。因此，BGA得到爆炸性的發(fā)展。BGA因基板材料不同而有塑料焊球陣列封裝(PBGA)，陶瓷焊球陣列封裝(CBGA)，載帶焊球陣列封裝(TBGA)，帶散熱器焊球陣列封裝(EBGA)，金屬焊球陣列封裝(MBGA)，還有倒裝芯片焊球陣列封裝(FCBGA)(見圖2)等。PQFP可應(yīng)用于表面安裝，這是它的主要優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)PQFP的引線節(jié)距達(dá)到0．5mm時(shí)，它的組裝技術(shù)的復(fù)雜性將會(huì)增加。所以PQFP一般用于較低引線數(shù)(208條)和較小的封裝休尺寸(28mm見方)。因此，在引線數(shù)大于200條以上和封裝體尺寸超過(guò)28mm見方的應(yīng)用中，BGA封裝取代PQFP是必然的。在以上幾類BGA封裝中，F(xiàn)CBGA最有希望成為發(fā)展最快的BGA封裝，我們不妨以它為例，敘述BGA的工藝技術(shù)和材料。從外型圖可以看出，F(xiàn)CBGA除了具有BGA的所有優(yōu)點(diǎn)以外，還具有：①熱性能優(yōu)良，芯片背面可安裝散熱器；②可靠性高，由于芯片下填料的作用，使FCBGA抗疲勞壽命大大增強(qiáng)；③可返修性強(qiáng)。下圖顯示出了FCBGA的工藝流程。

FCBGA外形圖

FCBGA工藝流程圖

FCBGA所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括芯片凸點(diǎn)制作技術(shù)、倒裝芯片焊接技術(shù)、多層印制板制作技術(shù)(包括多層陶瓷基板和BT樹脂基板)、芯片底部填充技術(shù)、焊球附接技術(shù)、散熱板附接技術(shù)等。它所涉及的封裝材料主要包括以下幾類。凸點(diǎn)材料：Au、PbSn和AuSn等；凸點(diǎn)下金屬化材料：Al／Niv／Cu、Ti／Ni／Cu或Ti／W／Au；焊接材料：PbSn焊料、無(wú)鉛焊料；多層基板材料：高溫共燒陶瓷基板(HTCC)、低溫共燒陶瓷基板(LTCC)、BT樹脂基板；底部填充材料：液態(tài)樹脂；導(dǎo)熱膠：硅樹脂；散熱板：銅。目前，國(guó)際上FCBGA的典型系列示于下表。

FCBGA的典型系列

2）芯片尺寸封裝(CSP)

芯片尺寸封裝(CSP)和BGA是同一時(shí)代的產(chǎn)物，是整機(jī)小型化、便攜化的結(jié)果。美國(guó)JEDEC給CSP的定義是：LSI芯片封裝面積小于或等于LSI芯片面積120％的封裝稱為CSP。由于許多CSP采用BGA的形式，所以最近兩年封裝界權(quán)威人士認(rèn)為，焊球節(jié)距大于等于lmm的為BGA，小于lmm的為CSP。由于CSP具有更突出的優(yōu)點(diǎn)：①近似芯片尺寸的超小型封裝；②保護(hù)裸芯片；③電、熱性優(yōu)良；④封裝密度高；⑤便于測(cè)試和老化；⑥便于焊接、安裝和修整更換。因此，九十年代中期得到大跨度的發(fā)展，每年增長(zhǎng)一倍左右。由于CSP正在處于蓬勃發(fā)展階段，因此，它的種類有限多。如剛性基板CSP、柔性基板CSP、引線框架型CSP、微小模塑型CSP、焊區(qū)陣列CSP、微型BGA、凸點(diǎn)芯片載體(BCC)、QFN型CSP、芯片迭層型CSP和圓片級(jí)CSP(WLCSP)等。CSP的引腳節(jié)距一般在1．0mm以下，有1．0mm、0．8mm、0．65mm、0．5mm、0．4mm、0．3mm和0．25mm等。

CSP系列

一般地CSP，都是將圓片切割成單個(gè)IC芯片后再實(shí)施后道封裝的，而WLCSP則不同，它的全部或大部分工藝步驟是在已完成前工序的硅圓片上完成的，最后將圓片直接切割成分離的獨(dú)立器件。所以這種封裝也稱作圓片級(jí)封裝(WLP) 。因此，除了CSP的共同優(yōu)點(diǎn)外，它還具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：①封裝加工效率高，可以多個(gè)圓片同時(shí)加工；②具有倒裝芯片封裝的優(yōu)點(diǎn)，即輕、薄、短、?。虎叟c前工序相比，只是增加了引腳重新布線(RDL)和凸點(diǎn)制作兩個(gè)工序，其余全部是傳統(tǒng)工藝；④減少了傳統(tǒng)封裝中的多次測(cè)試。因此世界上各大型IC封裝公司紛紛投入這類WLCSP的 研究 、開發(fā)和生產(chǎn)。WLCSP的不足是目前引腳數(shù)較低，還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化和成本較高。WLCSP的外形圖、WLCSP的工藝流程圖如下所示。

WLCS外形圖

WLCSP的工藝流程圖

WLCSP所涉及的關(guān)鍵技術(shù)除了前工序所必須的金屬淀積技術(shù)、光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)等以外，還包括重新布線(RDL)技術(shù)和凸點(diǎn)制作技術(shù)。通常芯片上的引出端焊盤是排到在管芯周邊的方形鋁層，為了使WLP適應(yīng)了SMT二級(jí)封裝較寬的焊盤節(jié)距，需將這些焊盤重新分布，使這些焊盤由芯片周邊排列改為芯片有源面上陣列排布，這就需要重新布線(RDL)技術(shù)。另外將方形鋁焊盤改為易于與焊料粘接的圓形銅焊盤，重新布線中濺射的凸點(diǎn)下金屬(UBM)如Ti-Cu-Ni中的Cu應(yīng)有足夠的厚度(如數(shù)百微米)，以便使焊料凸點(diǎn)連接時(shí)有足夠的強(qiáng)度，也可以用電鍍加厚Cu層。焊料凸點(diǎn)制作技術(shù)可采用電鍍法、化學(xué)鍍法、蒸發(fā)法、置球法和焊膏印刷法。目前仍以電鍍法最為廣泛，其次是焊膏印刷法。重新布線中UBM材料為Al／Niv／Cu、T1／Cu／Ni或Ti／W／Au。所用的介質(zhì)材料為光敏BCB(苯并環(huán)丁烯)或PI(聚酰亞胺)凸點(diǎn)材料有Au、PbSn、AuSn、In等。

3）3D封裝

3D封裝主要有三種類型，即埋置型3D封裝，當(dāng)前主要有三種途徑：一種是在各類基板內(nèi)或多層布線介質(zhì)層中'埋置'R、C或IC等元器件，最上層再貼裝SMC和SMD來(lái)實(shí)現(xiàn)立體封裝，這種結(jié)構(gòu)稱為埋置型3D封裝；第二種是在硅圓片規(guī)模集成(WSl)后的有源基板上再實(shí)行多層布線，最上層再貼裝SMC和SMD，從而構(gòu)成立體封裝，這種結(jié)構(gòu)稱為有源基板型3D封裝；第三種是在2D封裝的基礎(chǔ)上，把多個(gè)裸芯片、封裝芯片、多芯片組件甚至圓片進(jìn)行疊層互連，構(gòu)成立體封裝，這種結(jié)構(gòu)稱作疊層型3D封裝。在這些3D封裝類型中，發(fā)展最快的是疊層裸芯片封裝。原因有兩個(gè)。一是巨大的手機(jī)和其它消費(fèi)類產(chǎn)品市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，要求在增加功能的同時(shí)減薄封裝厚度。二是它所用的工藝基本上與傳統(tǒng)的工藝相容，經(jīng)過(guò)改進(jìn)很快能批量生產(chǎn)并投入市場(chǎng)。

 疊層裸芯片封裝外形

疊層裸芯片封裝有兩種疊層方式，一種是金字塔式，從底層向上裸芯片尺寸越來(lái)越小；另一種是懸梁式，疊層的芯片尺寸一樣大。應(yīng)用于手機(jī)的初期，疊層裸芯片封裝主要是把FlashMemory和SRAM疊在一起，目前已能把FlashMemory、DRAM、邏輯IC和模擬IC等疊在一起。疊層裸芯片封裝所涉及的關(guān)鍵技術(shù)有如下幾個(gè)。①圓片減薄技術(shù)，由于手機(jī)等產(chǎn)品要求封裝厚度越來(lái)越薄，目前封裝厚度要求在1．2mm以下甚至1．0mm。而疊層芯片數(shù)又不斷增加，因此要求芯片必須減薄。圓片減薄的方法有機(jī)械研磨、化學(xué)刻蝕或ADP(Atmosphere DownstreamPlasma)。機(jī)械研磨減薄一般在150μm左右。而用等離子刻蝕方法可達(dá)到100μm，對(duì)于75-50μm的減薄正在研發(fā)中；②低弧度鍵合，因?yàn)樾酒穸刃∮?50μm，所以鍵合弧度高必須小于150μm。目前采用25μm金絲的正常鍵合弧高為125μm，而用反向引線鍵合優(yōu)化工藝后可以達(dá)到75μm以下的弧高。與此同時(shí)，反向引線鍵合技術(shù)要增加一個(gè)打彎工藝以保證不同鍵合層的間隙；③懸梁上的引線鍵合技術(shù)，懸梁越長(zhǎng)，鍵合時(shí)芯片變形越大，必須優(yōu)化設(shè)計(jì)和工藝；④圓片凸點(diǎn)制作技術(shù)；⑤鍵合引線無(wú)擺動(dòng)(NOSWEEP)模塑技術(shù)。由于鍵合引線密度更高，長(zhǎng)度更長(zhǎng)，形狀更復(fù)雜，增加了短路的可能性。使用低粘度的模塑料和降低模塑料的轉(zhuǎn)移速度有助于減小鍵合引線的擺動(dòng)。目前已發(fā)明了鍵合引線無(wú)擺動(dòng)(NOSWEEP)模塑技術(shù)。

4）系統(tǒng)封裝(SIP)

實(shí)現(xiàn)電子整機(jī)系統(tǒng)的功能，通常有兩個(gè)途徑。一種是系統(tǒng)級(jí)芯片(Systemon Chip)，簡(jiǎn)稱SOC。即在單一的芯片上實(shí)現(xiàn)電子整機(jī)系統(tǒng)的功能；另一種是系統(tǒng)級(jí)封裝(SysteminPackage)，簡(jiǎn)稱SIP。即通過(guò)封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的功能。從學(xué)術(shù)上講，這是兩條技術(shù)路線，就象單片集成電路和混合集成電路一樣，各有各的優(yōu)勢(shì)，各有各的應(yīng)用市場(chǎng)。在技術(shù)上和應(yīng)用上都是相互補(bǔ)充的關(guān)系，作者認(rèn)為，SOC應(yīng)主要用于應(yīng)用周期較長(zhǎng)的高性能產(chǎn)品，而SIP主要用于應(yīng)用周期較短的消費(fèi)類產(chǎn)品。

SIP是使用成熟的組裝和互連技術(shù)，把各種集成電路如CMOS電路、GaAs電路、SiGe電路或者光電子器件、MEMS器件以及各類無(wú)源元件如電容、電感等集成到一個(gè)封裝體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的功能。主要的優(yōu)點(diǎn)包括：①采用現(xiàn)有商用元器件，制造成本較低；②產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的周期短；③無(wú)論設(shè)計(jì)和工藝，有較大的靈活性；④把不同類型的電路和元件集成在一起，相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。美國(guó)佐治亞理工學(xué)院PRC 研究 開發(fā)的單級(jí)集成模塊(SingleIntegrated Module)簡(jiǎn)稱SLIM，就是SIP的典型代表，該項(xiàng)目完成后，在封裝效率、性能和可靠性方面提高10倍，尺寸和成本較大下降。到2010年預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)包括布線密度達(dá)到6000cm／cm2；熱密度達(dá)到100W／cm2；元件密度達(dá)到5000／cm2；I／O密度達(dá)到3000／cm2。

盡管SIP還是一種新技術(shù)，目前尚不成熟，但仍然是一個(gè)有發(fā)展前景的技術(shù)，尤其在中國(guó)，可能是一個(gè)發(fā)展整機(jī)系統(tǒng)的捷徑。

第二節(jié) 微電子組裝生產(chǎn)線新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

微組裝技術(shù)是在高密度多層互連基板上，采用微焊接和封裝工藝組裝各種微型化片式元器件和半導(dǎo)體集成電路芯片，形成高密度、高速度、高可靠的三維立體機(jī)構(gòu)的高級(jí)微電子組件的技術(shù).

多芯片組件（MCM）是一種先進(jìn)的微電子組裝與封裝技術(shù)，是目前能最大限度發(fā)揮高集成度、高速半導(dǎo)體IC性能，制作高速電子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電子整機(jī)小型化和系統(tǒng)集成的有效途徑。

1、組裝技術(shù)新亮點(diǎn)

高端BGA(High end BGA)是指陳列式半導(dǎo)體封裝形式的BGA，它適應(yīng)高速電路、高散熱、多接點(diǎn)之特征，在CPU等代表產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，其最大特點(diǎn)是可以吸收Flip Chip眾多的pin數(shù)(FCBGA)，布線距離短，進(jìn)行高速信號(hào)傳輸時(shí)損耗低。作為高端BGA，其結(jié)構(gòu)上設(shè)置了均熱板和散熱板，芯片片基采用多層布線設(shè)計(jì)，這種封裝結(jié)構(gòu)應(yīng)用在Intel信息處理器上，芯片對(duì)應(yīng)的工作頻率可達(dá)20GHz。層疊式封裝高密度組裝的技術(shù)終端，必將會(huì)向立體的三維組裝發(fā)展，也就是說(shuō)在一個(gè)封裝單體內(nèi)層疊了兩三個(gè)芯片，如為了增加電話機(jī)存儲(chǔ)功能的芯片封裝形式，富士通、夏普公司已推出四個(gè)芯片重疊，其封裝厚度僅為1.4mm，對(duì)應(yīng)的芯片厚度可能只有100μm，今后的開發(fā)應(yīng)用方向會(huì)向8個(gè)芯片的重疊結(jié)構(gòu)發(fā)展。

微細(xì)化布線技術(shù)信息產(chǎn)品的小型化和高性能發(fā)展趨勢(shì)使基板的布線日趨細(xì)密。目前，大型基板的布線寬度可做到50μm，并正向25μm發(fā)展，而布線的成型方法都利用半添加法。人們通過(guò)利用半導(dǎo)體薄膜技術(shù)，進(jìn)一步縮小布線寬度，估計(jì)到2008年布線寬度可以做到5μm～10μm。

2、高精密組裝設(shè)備新品迭出

消費(fèi)類信息產(chǎn)品的小型化趨勢(shì)，使得表面貼裝元件尺寸已進(jìn)入0.6mm×0.3mm階段。間距在0.25mm～0.30mm的CSP和Flip- chip技術(shù)在新一代移動(dòng)電話、PDA、數(shù)碼相機(jī)、個(gè)人電腦等產(chǎn)品上的應(yīng)用開始普及，這類微間距封裝器件的大量使用，對(duì)SMT生產(chǎn)線提出了更高的要求。例如，貼裝精度必須提高一個(gè)等級(jí)，生產(chǎn)線應(yīng)該是自動(dòng)的精密組裝生產(chǎn)線。目前著名的貼裝機(jī)廠商如富士、西門子、飛利浦、松下等開發(fā)的高精度模組式實(shí)裝機(jī)器，已受到業(yè)界的歡迎。

對(duì)應(yīng)無(wú)鉛化組裝的環(huán)境要求，焊接設(shè)備的加溫溫區(qū)正在逐步增加。這使裝置的設(shè)計(jì)有大型化傾向。實(shí)際上，焊接設(shè)備的多溫區(qū)化和設(shè)備占有空間大小是相對(duì)的矛盾統(tǒng)一體，可根據(jù)產(chǎn)品組裝要求綜合考慮。當(dāng)前8個(gè)溫區(qū)，溫度差ΔT控制在±2℃的回流焊設(shè)備已進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。

第三節(jié) 微電子組裝生產(chǎn)線國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、多芯片組件（MCM）發(fā)展迅速

MCM是90年代崛起的新一代高密度組裝技術(shù)，涉及許多高、新技術(shù)領(lǐng)域，如多層布線基板制造技術(shù)、芯片倒叩焊技術(shù)、凸點(diǎn)制造工藝與電鍍技術(shù)、芯片級(jí)老化和測(cè)試技術(shù)及MCM封裝技術(shù)等。MCM技術(shù)發(fā)展初期，上述技術(shù)隸屬于有關(guān)整機(jī)、集成電路和混合集成電路制造廠家，如今已有專門公司從事MCM設(shè)計(jì)、制造和銷售，而且發(fā)展速度相當(dāng)驚人。

2、芯片級(jí)老化和測(cè)試技術(shù)及已證好芯片（KGD）技術(shù)得到實(shí)現(xiàn)

美國(guó)已有許多公司從事這方面的 研究 ，開發(fā)出可以對(duì)裸芯片進(jìn)行暫時(shí)封裝的載體。這種芯片載體能對(duì)芯片起到保護(hù)作用，也不會(huì)損傷芯片電極，可以反復(fù)使用。芯片載體內(nèi)裝薄膜多層布線基板，四周有微細(xì)間距的焊區(qū)，焊區(qū)上形成凸點(diǎn)，裸芯片倒叩在多層布線基板上，芯片上焊區(qū)與凸點(diǎn)接觸，芯片上方的蓋板帶有彈簧裝置，使蓋板具有彈性，蓋下時(shí)將芯片與基板壓緊，從而實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。芯片載體再裝到有精細(xì)間距的插座內(nèi)，插座可裝到測(cè)試架或老化板上。這樣就可以進(jìn)行老化和全溫度范圍的電性能測(cè)試，合格芯片就成為KGD，從載體中取出用于組裝MCM等電路。這種裝置“DieMate”之外，還有AEHR公司開發(fā)的“DiePak”。

3、凸點(diǎn)倒叩、凸點(diǎn)制造工藝及技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化

凸點(diǎn)倒叩焊工藝是MCM關(guān)鍵技術(shù)之一，能最大限度地減小互連線通路上的各種寄生參數(shù)，提高信號(hào)傳輸質(zhì)量和速度，因此發(fā)展也非常迅速，通過(guò)凸點(diǎn)使芯片電極與多層布線上的焊區(qū)直接互連，從而使互連線最短，芯片組裝占據(jù)的空間比其他裝連方式都小，這就涉及到兩方面的問(wèn)題:一是凸點(diǎn)制造工藝，二是凸點(diǎn)倒叩焊技術(shù)。美國(guó)目前有不少?gòu)S家從事這些方面的 研究 、開發(fā)和生產(chǎn)，已有成熟的工藝和設(shè)備推向市場(chǎng)。

第四節(jié) 微電子組裝生產(chǎn)線技術(shù)開發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn) 分析

微組裝組件的體積大大縮小，從而導(dǎo)致電子集成模塊單位體積的熱流密度大大增加，微組裝組件熱設(shè)計(jì)成為可靠性的主要問(wèn)題之一；同時(shí)，微組裝技術(shù)導(dǎo)致互連焊點(diǎn)體積減少，互連線路密度增加，微小布線抗電遷移能力和微小焊點(diǎn)的熱疲勞失效和機(jī)械失效的問(wèn)題更加嚴(yán)重。如何保證電子微組裝熱可靠性、微焊點(diǎn)和微孔等互連可靠性和微小布線抗電遷移能力、以及裸芯片的可靠性等成為電子微組裝技術(shù)的關(guān)鍵。

電子組裝技術(shù)的發(fā)展與芯片技術(shù)、基板技術(shù)、環(huán)境調(diào)和有著緊密的關(guān)系。在高密度組裝逐步走向通用電子產(chǎn)品之際，COB技術(shù)、MCM技術(shù)的應(yīng)用面會(huì)逐漸擴(kuò)大，F(xiàn)lip-Chip組裝也會(huì)增多。今后，半導(dǎo)體封裝將會(huì)向系統(tǒng)的單片化和系統(tǒng)的模塊化方向(System on Chip System module)發(fā)展?？梢灶A(yù)料表面貼裝技術(shù)將進(jìn)入芯片貼裝技術(shù)時(shí)代(CMT，Chip Mount Technology)。到那時(shí)，貼裝設(shè)備或者說(shuō)是搭載裝置應(yīng)該具備什么樣的功能，是我們必須考慮的課題。

第五節(jié) 微電子組裝生產(chǎn)線技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

微電子組裝的發(fā)展方向是進(jìn)一步 研究 新的如多基板高密度疊裝組件、不需焊接的微互連技術(shù)等，以制造出更加先進(jìn)的現(xiàn)代電子設(shè)備。

1、低溫共燒陶瓷多層基板技術(shù)

低溫共燒陶瓷（LTCC）基板技術(shù)是近年來(lái)興起的一種多學(xué)科交叉別的整合組件技術(shù)。LTCC以其優(yōu)異的電子、機(jī)械、熱力學(xué)特性已成為未來(lái)電子元件集成化、模組化的首選方式。LTCC是美國(guó)休斯公司于1982年開發(fā)出的新型材料。它是將低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶．在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導(dǎo)體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形，并將多個(gè)被動(dòng)組件（如低容值電容、電阻、濾波器等）埋人多層陶瓷基板中，然后疊壓在一起，內(nèi)外電極可分別使用銀、銅、金等金屬．在900℃下燒結(jié)，制成三維空間互不干擾的高密度電路。另外，LTCC可以制成內(nèi)埋無(wú)源元件的三維電路基板．在其表面貼裝IC和無(wú)源器件。制成無(wú)源／有源集成的功能模塊．進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)器件的微型化。

2、微組裝用無(wú)源元件

隨著高性能．小型化電子產(chǎn)品市場(chǎng)的日趨擴(kuò)大，電子產(chǎn)品中的無(wú)源元件用量越來(lái)越大，在一些移動(dòng)終端（手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等）產(chǎn)品中，無(wú)源元件和有源器件（芯片為主）之比約50：1，甚至可達(dá)100：1．無(wú)源元件以電阻器和電容器為主，一部典型的GSM手機(jī)內(nèi)含500多個(gè)無(wú)源元件．大部分為片式、小尺寸．占電路板面積的50％。在這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)下，0201（0.02英寸×0.01英0.508mmx0.254mm）微小尺寸的無(wú)源元件正在替代過(guò)去占主要地位的0603和0402。與此同時(shí)．組裝0201無(wú)源元件的技術(shù)也成為微組裝中的重要環(huán)節(jié)。

3、無(wú)鉛化的挑戰(zhàn)

鉛是一種有毒的重金屬，每年在電子 行業(yè) 中都會(huì)使用大量的含鉛材料或成品．由此形成含鉛鹽的工業(yè)渣滓，不僅會(huì)對(duì)人體健康造成影響。而且對(duì)環(huán)境也造成嚴(yán)重污染。電子工業(yè)中大量使用的Sn／Pb合金焊料是造成污染的重要來(lái)源之一，所以尋求Sn／Pb焊料的替代品是首要任務(wù)。無(wú)鉛化是封裝業(yè)的必然趨勢(shì)。

第六節(jié) 微波混合集成電路芯片微組裝核心技術(shù)及趨勢(shì)

微波混合集成電路芯片微組裝工藝技術(shù)：核心技術(shù)為基板粘接技術(shù)，芯片粘片技術(shù)，芯片線焊和帶焊技術(shù)。

微波混合集成電路芯片微組裝技術(shù)趨勢(shì)：微波電路的趨勢(shì)是向小型化和集成化發(fā)展。

在相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)、電子戰(zhàn)、衛(wèi)星通訊和其他機(jī)載應(yīng)用中，元器件尺寸和重量已成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮的主要因素。隨著單片微波集成電路(MMIC)技術(shù)和混合微波集成電路(HMIC)技術(shù)的發(fā)展，小型化混合微波集成電路(MHMIC)技術(shù)較好地滿足了電子裝備在體積和重量方面的需求，它在平面微帶電路的基礎(chǔ)上，采用多層集成元件，如金屬-絕緣-金屬(MIM)電容、螺旋電感、電阻和分布參數(shù)電路元件等淀積在襯底上，而有源器件(主要采用MMIC芯片)是外接在陶瓷襯底上。由于使用了MMIC和其他小型化元器件(如梁式引線PIN管)，并采用了多層制造工藝，MHMIC比常規(guī)的HMIC要小得多。在MHMIC制造過(guò)程中，將無(wú)源電路制作在介質(zhì)基板上，包括傳輸線、電感、電容、電阻、空氣橋和 分析 參數(shù)元件；特有源器件(以芯片形式或小型封裝形式)貼裝在電路基板上。

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