李秀清(中國電子科技集團公司第13研究所 河北 石家莊 050051)眾所周知，目前所有的信息處理與存儲工作都是由硅實現(xiàn)的，由此可見硅材料的重要性。而再看看電路板我們就不難發(fā)現(xiàn)，電路板上的大部分空間處于閑置狀態(tài)，電路板空間的利用率極低。封裝只能夠增加體積、重量和成本，而且同時還可能降低硅的性能。幸運的是，一種新型封裝技術(shù)正在改變著電路板的這種狀況。
影響封裝的最大因素是封裝的效率，也就是硅片面積與封裝引腳面積之比。某些插針網(wǎng)格陣列(PGA)的效率不足10％；某些焊球陣列(BGA)的效率能達(dá)到20％；芯片規(guī)模封裝(CSP)的效率在80％以上；而多芯片模塊(MCM或系統(tǒng)封裝(SiP)的封裝效率可接近90％。這也是世界范圍內(nèi)興起MCM研究熱潮的原因所在。
1疊層芯片
在過去的5年中，有一種新型的封裝技術(shù)正在引起廣泛的關(guān)注。這種新型封裝技術(shù)的效率可超過100％，在某些情況下還可能超過300％。這種方法就是在單個封裝中使用疊層芯片。疊層芯片普遍應(yīng)用于那些比較重視體積和重量的領(lǐng)域。目前出售的移動電話都采用疊層SRAM和快閃存儲器封裝；所有裝有圖形加速器的膝上型計算機都有一個圖形ASIC與SRAM芯片疊在一起。目前，大多數(shù)疊層芯片普遍采用的方法是，將第二塊芯片疊加在第一塊芯片的上面，并用引線鍵合的方法將兩塊芯片鍵合在一起，或鍵合在共用的基板上。不過，當(dāng)芯片的體積不相同(如ASIC與SRAM)時，采用這種方法還比較簡單直接。但如果兩塊芯片基本相同時再采用這種方法，其制造成本就比較高了。這是因為需要在芯片之間加一層較厚的插人材料，以便為引線鍵合留出空間，因而使制造成本有所增加。
2μZ封裝
Tessera最近推出了三種適用于疊層芯片的新技術(shù)。這些技術(shù)已被列入μZ封裝系列，主要用于在2方向或垂直方向上進(jìn)行多芯片疊層。封裝專家Joe巧elstad將這種μZ折疊封裝稱為"Origami封裝"。制造中，需要在柔性基板上制作許多芯片位置(點)，與基板適當(dāng)互連。芯片在每個點上都要經(jīng)過粘接，引線鍵合和包封處理。然后將柔性基板折疊成一個較小的外形，將每個芯片放在鄰近芯片的上面。無論是底部芯片下方的秉陛基板的底面還是柔，嘶的一端都是模塊的粘接引腳。盡管這種方法的制造成本目前還比較高，但由于這一方法的出現(xiàn)已經(jīng)又帶來另外兩種新的解決方法。
其它兩種方法
μZ焊球疊層封裝是專為疊加相同尺寸的芯片，如DRAM而設(shè)計的。這對傳統(tǒng)疊層芯片來說是一種最為困難的結(jié)構(gòu)，因為需要在每塊芯片之間加入插入材料。Tessera所采用的方法是，在基板上布置與多排焊球的互連，然后將每塊芯片安裝到獨立的基板上。
將這些單芯片組件疊加在一起，并用焊球?qū)⒁粚优c下一層連接起來。在下面的基板上布置電路板粘接用的引腳。
μZ折疊封裝是一種單芯片封裝方法，可以采用其它封裝或裸芯片將其組裝在一個疊層中。第一塊芯片的載體是一塊二層的柔性基板。除芯片粘接點外，還有一個軟導(dǎo)線需要折疊在組裝芯片的上面。在芯片粘接點的下面；柔性基板有一個BGA引腳用于將其安裝到板上。
在柔性基板上完成粘接和引線鍵合后，需要對芯片注模處理，并將軟導(dǎo)線折疊在芯片的上面。最終完成的封裝是一個柔性BGA(FBGA)，一個引腳位于封裝的上面，且封裝與下面的芯片互連在一起，BGA引腳與電路板連接在一起。
封裝好的芯片可以像任何FBGA封裝部件一樣進(jìn)行處理、測試和組裝。唯一特殊的地方是，可以在該封裝的上面疊加其它封裝或裸芯片。
因此，焊球疊層封裝是DRAM疊層的理想封裝方式，而折疊封裝是無線應(yīng)用的理想封裝手段。采用這兩種方法都可以使封裝效率達(dá)到200％以上。
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