微电子封装技术作业(一)

第一次作业

1 写出下列缩写的英文全称和中文名称

DIP: Double In-line Package, 双列直插式组装

BGA: ball grid array, 球状矩阵排列

QFP: Quad flat Pack, 四方扁平排列

WLP: Wafer Level Package, 晶圆级封装

CSP: Chip Scale Package, 芯片级封装

LGA: Land grid array, 焊盘网格阵列

PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier, 塑料芯片载体

SOP: Standard Operation Procedure, 标准操作程序

PGA: pin grid array, 引脚阵列封装

MCM: multiple chip module, 多片模块

SIP: System in a Package, 系统封装

COB: Chip on Board, 板上芯片

DCA: Direct Chip Attach, 芯片直接贴装，同COB

MEMS: Micro-electromechanical Systems, 微电子机械系统

2 简述芯片封装实现的四种主要功能，除此之外LED封装功能。

芯片功能

（1）信号分配;(2)电源分配；（3）热耗散：使结温处于控制范围之内；（4）防护：对器件的芯片和互连进行机械、电磁、化学等方面的防护

LED器件

（2）LED器件：光转化、取光和一次配光。

3 微电子封装技术的划分层次和各层次得到的相应封装产品类别。

微电子封装技术的技术层次

第一层次：零级封装-芯片互连级（CLP）

第二层次：一级封装SCM 与MCM（Single/Multi Chip Module）

第三层次：二级封装组装成SubsystemCOB（Chip on Board）和元器件安装在基板上

第三层次：三级微电子封装，电子整机系统构建

相对应的产品如图（1）所示：

图1 各个封装层次对应的产品

4 从芯片和系统角度简述微电子技术发展对封装的要求

（1）对于单一的芯片，片上集成的功能比较少时，对封装技术要求不太高，但是在芯片上集成系统时（SOC），随着尺寸的减小，将模拟、射频和数字功能整合到一起的难度随之增大，这样在封装工艺上难度会加大，比如，SOC芯片上包含有MEMS或者其他新型的器件，即使解决了在芯片上制作的工艺兼容问题，还将面临封装的难题。从目前MEMS研制情况来看，封装和测试本身就是MEMS的一个技术难点，MEMS封装和测试可以占到器件总成本的60％以上。而且由于很多MEMS有一个对外的非电的信号通道(如声音、温度、气压、气体、液体等)，现有的IC封装方式不适用于MEMS器件，它需要完全定制，这给结构复杂、面积很大的SOC芯片更大的压力。

（2）针对上面的问题，有一种可选择的解决方案是将多个不同的裸芯片封装成一体，这样就是系统级封装（SIP）

SIP对封装的要求：

SiP装配对于印刷设备的挑战

高的印刷精度和良好的稳定性是超细间距元件锡膏或助焊剂印刷成功的关键。对于

0.2 mm～0.4 mm元件高速高品质的印刷是系统装配（SiP）成功的关键。所以这就

要求印刷设备具有精确的影像系统和位置控制系统，稳定的印刷压力，完整有效的

支撑（顶板）系统，有效的印刷钢网清洁系统。对于一些导电胶或散热剂可能还需

要在印刷设备上进行丝网印刷。

SiP装配对于贴片设备的挑战

SiP装配中往往有些IC为裸晶片，直接包装为晶圆（Wafer）,如何解决多种晶圆集

成的高速送料到表面贴装设备？

SiP装配对于工艺的挑战

SiP装配对于工艺最大的挑战是基板的设计和制造技术。在某些高频条件下要求将

有机的基板材料换成介电常数更低，导电导热更优良的材料，如低温共烧陶瓷（LTCC）和高温共烧陶瓷（HTCC）。由于细小元件如0201和01005的应用，还有精细间距

的倒装晶片，晶圆级的CSP等，基板的设计会比较复杂。需要将工艺过程中的各种

变数考虑进往，如设备的影响，材料的影响，环境及操纵的影响，进行适当的设计

以最大程度的补偿某些变数，使其影响程度降到最低。工艺过程当中细小的变化可

能会造成非常明显的影响。