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IC 封裝

IC 封裝. 第六組 指導老師：陳佳雯老師 演講人：黃名總 組員：黃名總、沈哲宇、陳威臣、蔡昆 霖、黃柏凱、沈映廷. IC 封裝的發展趨勢.

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Presentation Transcript

  1. IC封裝 第六組 指導老師：陳佳雯老師 演講人：黃名總 組員：黃名總、沈哲宇、陳威臣、蔡昆 霖、黃柏凱、沈映廷

  2. IC封裝的發展趨勢 • 近年來IC封裝型態從DIP、SOP、PLCC、QFP轉向BGA、CSP、FC(FLIP-CHIP)等新封裝型態，傳統IC封裝使用導線架作為IC導通線路與支撐IC的載具，但因晶片資料處理量的擴大、處理速度的快速成長，必須有更多的I/O埠數才能滿足需求，傳統之雙邊及四邊之接腳封裝方式無法應付需求且因腳距過密造成封裝成本大增，故發展出將引腳改置於封裝產品底部並以矩陣方式排列之封裝技術，因此轉向使用載板作為IC封裝過程中承載IC零組件之工具，其主要作用在於作為晶片與電路板間的聯繫，保護電路完整性、減少損耗、固定線路位置、產生散熱途徑。

  3. 另外隨著面板廠產能不斷擴充，對 LCD 驅動 IC 封裝的需求日增，目前 LCD 驅動 IC 的封裝方式分為捲帶封裝（TCP）、薄膜覆晶（COF）、玻璃覆晶（COG ） 三種，由於成本及腳距問題LCD驅動IC 也逐漸由捲帶封裝(TCP)轉向覆晶薄膜封裝（COF）及玻璃覆晶封裝（COG）發展。

  4. 以日月光為例 以日月光為例，目前較先進的IC 封裝技術共可分為： • 球狀閘陣列封裝( Ball Grid Array, BGA) • 細間距銲線封裝(Fine Pitch Wire Bonding) • 覆晶封裝(Flip Chip)

  5. 晶圓凸塊技術(Wafer Bumping) • 系統整合型封裝(System in Package, SiP) • 晶圓級封裝(Wafer Level CSP) • 多晶片堆疊封裝(Multi Stacked-Die Packaging)

  6. 球狀閘陣列封裝( Ball Grid Array, BGA) • 球狀閘陣列(BGA)將IC的接腳以錫球取代，並將錫球以陣列的模式排列。BGA的電路通常以層狀基板(BT-based)或聚亞醯胺薄膜構成。因此，整個基板或薄膜的空間都可用來配置互連線路。BGA擁有較低的接地或電感效應的優點，故能與印刷電路板之間配置較短的接地或電力電路。BGA亦可運用強化散熱機制(散熱片、散熱球等)來降低散熱阻抗。BGA封裝技術所提供的更高效能，適合支援需要強化電子與散熱效率的各種高功率與高速IC。

  7. 與傳統SMT封裝相比，BGA的優點包 括：．更高的互連密度．更低的組裝成本．在回焊(Reflow)時能自我對齊 (Self-alignment) ．更小的尺寸規格．容易散熱與支援電子管理．容易配置電路

  8. 細間距銲線封裝(Fine Pitch Wire Bonding) • 日月光先進的細間距封裝技術能縮小導線間的距離，符合晶粒設計整合高I/O數的要求，能大幅降低成本，並將應用範圍延伸到更多的產品。目前，細間距封裝的應用領域包括多功能整合IC及如如網路晶片、DVD插放器晶片組、DVD-ROM晶片組、CD-RW晶片組、藍芽晶片、基頻、射頻、微小控制器與記憶體的晶片等主流高階產品。

  9. 覆晶封裝(Flip Chip) • 覆晶的名稱源自於將晶片倒置後再連接至基板或導線架。覆晶有別於以往透過打線的互連模式，而是採用焊料或金質凸塊進行連結。因此，I/O pad可配置在晶片的表面，而不必侷限在週圍區域。這種模式讓晶片與電路尺寸得以縮減並進行最佳化調整。覆晶的另一項優點就是因不採用打線，故能減低訊號的電感效應，以符合高速元件的需求。目前最常應用於中央處理器、晶片組、繪圖晶片、記憶體、網路微處理器等高階產品。

  10. 覆晶技術逐漸成為主流的主要因素包括：．更短的組裝週期時間．更高的訊號密度與更小的晶 粒尺寸．優越的電子運作效能．直接散熱管道．更小的封裝規格

  11. 晶圓凸塊技術(Wafer Bumping) • 晶圓凸塊技術是覆晶封裝的關鍵技術，其概念是將由錫鉛構成的凸塊(Bump)或錫球排列於晶圓表面後，再植入晶片的焊墊(Bonding Pad)上方，以便封裝時可利用熱能將凸塊熔融，促使元件與基板結合，並透過凸塊提供電性、機械、以及電傳等方面的內部連接，讓封裝之晶片與元件之間能直接接觸，達成有效的信號傳導，以符合高I/O、多腳數與高電信效能的元件需求。

  12. 系統整合型封裝(System in Package, SiP) • 隨著消費者對於產品小型化與多功能的需求，促使廠商投入系統整合型封裝(SiP)的發展。SiP將子系統的功能整合在同一個封裝體之內。SiP的整合度超越多重晶片封裝; 晶粒以並排或重疊的模式置入封裝材料中。SiP目前已發展成將多個內含多顆晶片封裝的整合模組併排或重疊配置，或在封裝中加入被動元件或其它需要的元件，建立一套完整的子系統功能。

  13. 日月光的SiP解決方案提供兩大主要封裝模組 晶粒組合與封裝組合。晶粒組合封裝群組包括多重晶片模組(MCM BGA) 與堆疊型封裝(Stacked Die Package)。封裝組合模組包括多重封裝BGA (MPBGA) 與堆疊封裝BGA (SPBGA)。

  14. 晶圓級封裝(Wafer Level CSP) • 晶圓級封裝技術可先在整片晶圓上進行封裝和測試之後，再切割成個別的晶粒，無需經過打線與填膠程序，且封裝後的晶片尺寸等同晶粒原來的大小。因此，晶圓級封裝技術的封裝方式，不僅能讓封裝後的IC保持其原尺寸，符合行動資訊產品對高密度積體空間的需求，在電器特性規格上，也因晶片可以最短的電路路徑，透過錫球直接與電路板連結，因而大幅提昇資料傳輸速度，有效降低雜訊干擾機率。

  15. 目前晶圓級封裝技術一般適用於如行動通訊、消費性電子與可攜式產品之記憶體、整合性被動元件、類比、射頻、功率放大器、電壓調整器、PC元件等之晶片。邏輯/類比混合元件、電源控制裝置及各種整合式被動元件。目前晶圓級封裝技術一般適用於如行動通訊、消費性電子與可攜式產品之記憶體、整合性被動元件、類比、射頻、功率放大器、電壓調整器、PC元件等之晶片。邏輯/類比混合元件、電源控制裝置及各種整合式被動元件。

  16. 多晶片堆疊封裝(Multi Stacked-Die Packaging) • 堆疊式晶片封裝是把多顆不同功能之晶片整合在同一封裝模組內，除有效達到功能整合外，更可節省電路板的面積、減少晶片所佔據的空間，降低整體製造成本。另外，堆疊式晶片級封裝可將封裝內多夥晶片(Die)之間的電路距離變短，可以提供較佳的電性效能並降低干擾問題。

  17. 結論 • 由於日常生活中的物品，半導體佔的比重越來越大，對於一些製造商來說，進一步去了解晶片的製作過程也成為越來越重要的工作，相對的IC封裝技術也會趨於日漸成熟，讓產品擁有更多的決勝優點。除了考慮各種技術的優缺點以外，還必須考慮到成本的高低與封裝的規格，要將每項細節要素小心謹慎的評估後，才能將製程做到做好。

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