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半导体封装技术的发展趋势-3

作者:  来源:smt100 

 

2.1芯片保护
  伴随着LSI封装的小型化、薄型化,在封装这一层次上,正从严格的气密型封装向简易的树脂封装方向转变。伴随着封装尺寸的小型、轻薄化及各种叠层结构的进展,除了原来作为封装、保护芯片及保证可靠性的要求之外,其搭载在母板上的应力缓和及确保连接可靠性等成为越来越重要的课题。
   2.2电气功能的实现
    伴随着LSI芯片功耗的增加及高速化,保证恰当的信号波形输入输出、电源接地系统的稳定、EMI调小等的重要性日益突出。特别是,为保证电源接地系统的稳定,尽可能分别降低电感、直流电阻、寄生电容等十分重要。关于信号布线,随着输入/输出端子数增加,要求进一步缩短布线长度,实现阻抗匹配.降低寄生L、C、R等。为了实现上述要求,如图l所示,需要树立以设计为主导的战略观念,即,必须综合考虑LSI回路设计、封装设计以及搭载封装的母板设计等。
    2.3通用性及封装界面标准化
    预计会成为今后封装主流的平面阵列端子型封装,随着材料、结构等复杂多样化,仅靠原有的技术将难以胜任。例如,检查时平面阵列端子的电气接触技术,实装在母板上之后对连接部位的检查技术,薄形封装的拾取技术等都是需要解决的重要课题。今后,关于端子节距、封装尺寸、封装材料等与母板实装界面的标准化越来越重要,并已提到议事日程上来。
    2.4散热冷却功能
    从今后的发展趋势看,几乎所有电子设备用LSI的功耗都会增加。LSI的功能约在2-3W以上时,需要在封装上增设散热片或热沉,以增加其散热冷却能力;在5-10W以上时必须采用强制冷却手段;从50W丑100W以上是空冷技术的极限。这些动向,在新型封装开发中,也是必须考虑的课题。
主要半导体封装技术的发展趋势
电子信息设备的规模和功能各式各样,其中所用LSI的功能、集成度各不相同。自然,LSI的端子数依所用对象不同而异。图3按高性能品、价格-性能适中品、便携品、低价格品等四种类型,分别表示封装端子数都显示增加的倾向,其中高性能品更甚之。这是由于,随着LSI集成度(门数)增加,与其对应的端子数也必须增加的结果。
    对于逻辑块来说,门数与输入/输出端子数之间的关系服从Rent定律,即
  P=KGβ………………………………(1)
    式中,P为逻辑块连接的外部信号端子数,G为逻辑块内的门数,K为比例常数,β为Rent常数。通过改变式中的常数,(1)式对于包括存储器在内的各种LSI都是适用的。
    端子数是决定封装形态及实装方式的重要因素之一。应端子数不同,确定最佳的封装形态是封装设计的重要内容。图4是针对今后主要的半导体封装形态,对端子数增加发展趋势的预测。图4中所示的三种主要封装形态分别是超小型封装、超多端子封装、多芯片封装(MCP)。下面分别针对这三种封装的发展趋势,分别加以介绍。

图3 LSI封装端子数预测

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