时尚手机引发半导体封装工艺技术的挑战

 
摘 要：近年无线技术应用惊人发展，使得终端消费产品革新比以往任何一年都要频繁。 

关键词：封装,SOC,贴片,射频

中图分类号：TN305．94 文献标识码：D 文章编号：l 004-一4507(2005)05—0045—02


1 封装技术的挑战

近年无线技术应用惊人发展，使得终端消费产品革新比以往任何一年都要频繁。手机产品的生命周期也变得越来越短了。为了实现这类产品的快速更新，电器技术方面的设计就不得不相应快速的简化。半导体产业提供先进的高密度功能块整合封装技术正好与此相得益彰。因此为手机提供基本功能的元件数目就变得更少了，电器设计也因此变得更简单了。

实现高密度功能块集成有两种方法，其一是把两个或更多的功能性模块设计在一起成为一个系统芯片(SOC)，它的后果是增加了半导体产业制程的挑战性，并加速了芯片设计的更新频率。另外一种技术被称作为系统封装技术(SIP或MCM)，即是把多颗独立的晶粒封装在同一个复杂的包装里。它被更多地应用在这个快速更新的领域，因为相对于系统芯片技术，它能节省更多的时间和成本。

2 射频微型器件(RFMD)带来的挑战

系统封装技术(SIP)在电信领域胜出的第二个原因，是因为射频功能(RF)芯片必须把砷化镓制程芯片与硅制程芯片整合在一起。而SOC是无法做到这一点的。对IC贴片机来说RF系统封装技术挑战是最大的，因为它不仅仅是要求机台具有多模组封装能力，而且对芯片倾斜(tilt)，芯片接合厚度(BLT)参数要求更是苛刻。只有同时具备多模组封装，高精度贴片，准确地控制倾斜和芯片接合厚度以及高产能等能力的贴片机，才能保证高良率的产能。 

 

3 覆晶技术(Flip Chip)

下一时代的系统封装应用在手机上的技术又将面临更新的挑战。首先，为确保提供更轻薄短小的手机，必须要求减小芯片的尺寸。其次，是因为新的电信网络都是在高频的条件下工作的。这两个方面持续地推动芯片封装工艺的内部连接技术朝着覆晶技术发展。因为覆晶技术的应用意味着可以向更高频率的工作条件挑战。并且它缩短了电性连接距离，而不需要任何多余的连线。这样就大大地减少了多余的电容值，使得封装体积也即变小。 但是要达到这个目的，需要投资重新研发设计芯片，所以我们不可能迅速从传统的贴片技术转移到覆晶技术。比较可行的方案是采取软着陆方式，即逐步将各自独立的芯片封装转换成覆晶技术。所以在短时间内，我们将会看到混杂封装方式(MCM+Flip Chip)的系统封装技术，这将需要IC贴片机在具备系统封装技术的基础上，整合覆晶技术封装，并且所有工序必须控制在lO um(3s)的精度。

4 互补式金属氧化半导体(CMOS)影像传感器封装(CIS Packages)

不仅仅是高密度高集成产品对半导体封装带来挑战，更多的新产品市场刺激着新的封装方式的开发。带摄像头手机的出现和应用一直以来是对封装工艺的一项挑战。就光电藕合元件(CCD)和互补式金属氧化半导体(CMOS)技术本身而言已经是耳熟能详了，但是在大生产中，应用封装工艺保证高产出的CMOS和滤波片组合，还是处于初期应用阶段。 先进的CMOS摄像头模组包含：光电传感晶片，红外光滤波片和滤波片支架3个部件，所有部件都要求有极其精确的封装精度。一搬的，CMOS晶片的尺寸为5 mm