便携式电子产品电路的封装趋势

发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:362

中国电子科技集团公司第58研究所张亚军郭大琪

摘要：本文主要描述了便携式电子产品的封装趋势。趋势就是采用芯片级产品电路的mcm封装包括sip和3d封装。这些芯片级产品可以以fc方式或cob方式安装在封装体中。

关键词：便携式电子产品；芯片级产品；多芯片模块；封装

1 引言

ic封装就是通过一系列工艺过程和方法为集成电路芯片提供满意的电、机械和热性能环境。对于已封装的器件，人们称之为模块。随着封装技术的进步，出现了mcm(多芯片模块)的概念。多芯片模块，就是在一个封装体内安装了多个裸芯片和一些无源元件，从而构成一个电子组件或系统。在20世纪90年代中期，mcm技术曾被人们认为是最佳封装技术，可以满足不断发展的电子工业对封装技术的需要，而且具有很高的附加值。但是由于mcm的制造成本高，因而并未获得大规模应用，而仅用于一些对环境要求比较苛刻、又不太计较成本的场合(如航空航天、军事研究等领域)。

芯片级产品(die products)的出现，为mcm技术的大规模应用开辟了道路。在便携式系统(如笔记本电脑、移动电话等)和掌上系统(如pda、xbox等)中，为了使系统在具有更多功能的同时兼具小、轻、薄和可靠性高等特点，采用芯片级产品的mcm组装技术的优势逐渐显露出来。采用芯片级产品的mcm与传统的smd(表面贴装器件)相比，成本更低；与现今先进的soc(片上系统)相比，则大大缩短了产品研发周期，从而可赢得产品的上市时间。

芯片级产品(无包封和圆片级封装产品)是描述ic器件的术语，它是真正意义上的“芯片尺寸”封装。wlp(圆片级封装)、传统的cob(板上芯片)和倒装芯片(fc)器件均可属于芯片级产品。现在，芯片级产品可以以封装ic途径出现在市场上。

2 芯片级产品的优势

在当今信息时代，越来越多的电子器件应用于汽车、计算机、通讯、娱乐等领域。在这些应用中，人们对电子器件的功能要求越来越多、性能越来越高的同时还希望产品拥有更小的体积、更轻的重量、更实惠的价格以及更高的可靠性，这就要求电子器件向着多功能、高性能、小型化和轻便化的方向发展。使用芯片级产品是实现这些要求的最佳选择，因为它有着以下的优点：

(1)更小的尺寸

在互连基板上，采用裸芯片或wlp封装芯片可以很轻松地获得最少的占位空间。我们知道，衡量封装技术是否先进的重要指标之一就是芯片面积与其在基板上占用面积的比值，也称之为“封装效率(peff)”，人们总是希望获得更高的封装效率。对于蜂窝电话，在2000年以前，封装效率为0．17，近几年己上升至0．27。随着芯片级产品，特别是以芯片级产品组装的3d产品的应用，便携式电子产品的封装效率将获得较大幅度提高。

(2)优异的性能

采用芯片级产品，可缩短芯片互连线长度，减小互连延迟，又可减少寄生元件(如寄生电感、电容等)的影响，从而可增强芯片i／o端的电性能。

(3)商机

目前，在掌上系统及无线系统的大生产中已广泛使用了芯片级产品，性价比的优势将进一步推动芯片级产品应用于更多的崭新领域。

(4)价格优势

更小的基板尺寸，更加简单的组装工艺，新产品更快的上市时间可进一步降低系统解决方案的经费。

(5)可靠性

在满足消费者所期望的性价比的同时，可提供更高质量和可靠的产品。目前，芯片级产品设备供应商己开发出一些强有力的测试工具，如芯片和圆片级测试老化的高性能载体、探针卡等，芯片级产品供应商可用这些工具对其产品能进行更加严格的测试和筛选，使他们提供的产品的可靠性得到大幅度提高，从而满足应用要求。

3 便携式电子产品电路的封装趋势

3．1 cob(板上芯片)封装

所谓cob，就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接。如果裸芯片直接暴露在空气中，易受污染或人为损坏，影响或破坏芯片功能，于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。人们也称这种封装形式为软包封(图1)。

cob技术早已广泛应用于电子工业生产中，特别是在一些需要引线键合的混合电路及smt组装器件生产中。它的最大优势在于省去了一