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1, IC Packaging Introduction l'encapsulation de la puce de circuit intégré est nécessaire, car la puce doit être isolée du monde extérieur, empêchant la poussière et les impuretés de l'air de corroder le circuit de la puce, entraînant une baisse des performances électriques et même une défaillance de la fonction électrique. Par boîtier, on peut également dire un boîtier pour le montage d'une puce de circuit intégré semi - conducteur. Il joue non seulement le rôle de placer, fixer, sceller, protéger la puce et renforcer la conductivité thermique, « C'est aussi un pont entre le monde interne de la puce et le circuit externe (circuit sur puce). Les points de jonction sont connectés par des fils aux broches du boîtier du boîtier, qui sont connectés à d'autres appareils par des fils sur la carte de circuit imprimé. En outre, il existe des spécifications standard pour la taille, la forme, le nombre de broches, l'espacement et la longueur du boîtier. Non seulement il facilite l'encapsulation et l'usinage des circuits intégrés, mais il est également commun pour l'intégration des circuits intégrés et des cartes de circuits imprimés, ainsi que pour les lignes de production et les équipements de production associés. Ceci est très pratique pour les utilisateurs d'encapsulation, les fabricants de cartes et les fabricants de semi - conducteurs, et facile à normaliser. En général, un boîtier de circuit intégré a trois fonctions principales: 1. Protection physique; 2. Connexion électrique; 3. Normalisation. Par conséquent, l'emballage doit avoir de fortes propriétés mécaniques, des propriétés de dissipation thermique et une stabilité chimique; Bonnes propriétés électriques; Dimensions et formes standard. L'encapsulation de circuits intégrés a évolué avec le développement des circuits intégrés. Avec le développement continu de diverses industries telles que l'armée, l'espace, l'aviation, les machines, etc., la machine entière évolue également vers la multifonction, la miniaturisation, ce qui nécessite l'intégration de circuits intégrés. De plus en plus haut, les fonctions sont de plus en plus complexes, exigeant en conséquence une densité croissante de boîtiers de circuits intégrés, une fréquence d'application de plus en plus élevée, une meilleure résistance à la température, de plus en plus de fils, un volume de plus en plus important. Moins de poids, moins de poids.
2. Histoire de l'encapsulation IC 2.1 des années 1960 aux années 1970: l'encapsulation à double rangée (DIP) avec l'avènement de l'IC, la production de la machine entière est principalement basée sur des dispositifs discrets, l'IC étant un complément. Les besoins techniques en ce moment sont simplement à la recherche d'un emploi plus stable. Parce que d'une part, la fabrication des puces IC en est encore à ses balbutiements et le degré d'intégration est faible; D'autre part, le volume de l'ensemble de la machine elle - même a été considérablement réduit, du tube électronique au transistor, de sorte qu'il n'y a plus d'exigences pour le boîtier IC. Ainsi, à ce stade, le besoin d'un composant de soudage par ondulation de carte de circuit imprimé (PCB) est satisfait en utilisant le boîtier le plus facile à mettre en oeuvre, représenté par l'interpolation en ligne à deux colonnes (DIP), complété par l'interpolation en ligne à une seule colonne (SIP) et Le boîtier PGA (Pin Grid Array). À cette époque, l'espacement des fils était d'environ 2,54 MM. 2.2 dans les années 1980: boîtier en plastique avec porte - puce (PLCC), boîtier compact quadriplan (qfp) avec l'introduction de la technologie de montage en surface (SMT) en 1978, la taille de l'ensemble de la machine a été réduite, tout comme la surface de la carte. La technologie SMT suit la tendance du développement, le soudage par refusion remplace le soudage par crête, améliore encore le bon taux de PCB et introduit également de nouvelles exigences pour l'emballage IC. Le développement de la technologie de fabrication de puces de circuits intégrés répond à ses exigences. IC Packaging a développé un support de puce de plomb encapsulé en plastique (PLCC) avec un pas de fil de 1,27 mm et un boîtier quadruple plan (qfp) avec un pas de fil de 0,8 à 1,0 mm. Les formats de boîtiers compacts se diversifient, complétés par de petits boîtiers à double rangée (S - Dip), un pas de broche de 1778 mm, un petit boîtier (SOP), un pas de broche de 1778 mm et un boîtier de soudage automatique embarqué (TAP), entre autres. Cependant, la réduction de la surface n'a qu'un seul objectif pour suivre la tendance à la miniaturisation, à la minceur et à l'automatisation de l'assemblage de l'électronique.? 2.3 début des années 1990: Encapsulation à petit profil à espacement étroit (ssop), encapsulation à quatre plans à espacement étroit (sqfp), encapsulation à matrice à billes (BGA) avec le développement rapide de la technologie informatique, L'industrie de l'informatique, représentée par les ordinateurs personnels (PC), a connu une croissance rapide de 386 à 486 à 586. Au fur et à mesure que chaque génération évolue, le degré d'intégration des circuits intégrés et la vitesse à laquelle ils sont pris en charge franchissent une étape. D'une part, l'extension de l'ordinateur aux postes de travail haut de gamme et aux supercalculateurs; D'autre part, Microsoft, en particulier, a introduit le système d'exploitation Windows d'époque qui a transformé les ordinateurs d'experts en civils et d'entreprises en maisons, ce qui a entraîné des changements qualitatifs et quantitatifs majeurs dans l'industrie informatique. À ce stade, les PLCC, qfp et SOP d'origine ne répondent plus à leurs exigences de développement. Dans PCB SMT, un boîtier plus petit et plus mince a été introduit. Le Small form package (ssop) à espacement étroit est utilisé avec l'espacement des broches. 0,65 mm, paquet plat de fil à quatre côtés à espacement étroit (sqfp), l'espacement des broches de 0,65 mm est la forme d'emballage représentative; En particulier, une forme encapsulée de réseaux de grille à billes (BGA) avec des fils internes a été proposée et les BGA typiques ont été organisés organiquement ensemble. Le fond remplace le cadre de fil dans un boîtier traditionnel, ce qui augmente considérablement les broches d'extraction IC et facilite la mise en œuvre de la forme qfp originale de 400 broches de SMT dans un BGA, 2.4 Au milieu et à la fin des années 1990, la quantité d'information disponible à l'échelle mondiale a considérablement augmenté avec l'essor de l'industrie des technologies de l'information, l'essor des communications sans fil et l'avènement du multimédia. L'échange et la transmission d'informations et de données permettent une grande capacité, une grande vitesse et la numérisation, ce qui stimule le développement de dispositifs électroniques d'information haute performance et haute performance. Le développement rapide de l'intégration et de la haute fiabilité a permis à l'industrie de l'information électronique de se développer rapidement; La technologie clé qui sous - tend son développement est la technologie d'assemblage IC, y compris l'emballage IC et la technologie PCB SMT. L'Encapsulation IC est une cellule d'un dispositif d'information électronique. Ces dernières années, il est entré dans une période de développement rapide, où de nouvelles formes d'emballage ont continué à émerger et à gagner en application. Le boîtier IC agit non seulement comme une manifestation fonctionnelle de la puce IC, mais protège également la puce; Dans le même temps, il répond également à la performance croissante, la fiabilité, la dissipation thermique et la distribution de puissance à un certain coût, y compris les exigences suivantes: 1) L'augmentation de la vitesse de la puce et de la puissance de traitement nécessite plus de broches, une fréquence d'horloge plus rapide et une meilleure distribution de puissance. 2) nécessite plus de fonctionnalités, une consommation d'énergie plus faible et une taille plus petite. 3) rendre l'électronique Assemblée plus mince, plus légère et plus petite. 4) plus conforme aux exigences environnementales. 5) Le prix est moins cher.
3. Tendances du développement de l'encapsulation IC 3.1 Développement des matériaux d'encapsulation la technologie d'encapsulation a un grand effet moteur sur le développement des matériaux d'encapsulation. À son tour, le développement des matériaux d'emballage favorisera également le développement de la technologie d'emballage. Les deux se renforcent mutuellement et se conditionnent mutuellement. Ces dernières années, les matériaux d'emballage ont montré une tendance à la croissance rapide. En 2003, les ventes mondiales totales de matériaux d'emballage ont atteint 7,9 milliards de dollars, dont 2 milliards de dollars pour les substrats rigides d'emballage, 320 millions de dollars pour les substrats en polyimide rigide (PI) et les substrats à ruban adhésif automatique (tab) et 2,62 milliards de dollars pour les cadres conducteurs. De ce montant, 1,28 milliard de dollars a été consacré aux fils métalliques, 1,25 milliard de dollars aux composés de moulage, 240 millions de dollars aux adhésifs pour patchs et 90 millions de dollars aux résines Polyimides. Le matériau d'encapsulation époxy liquide est de 70 millions de dollars, la colle de fond liquide est de 40 millions de dollars et les billes de micro - soudure sont de 60 millions de dollars. En 2008, les ventes mondiales de matériaux d'emballage ont atteint 12 milliards de dollars, soit un taux de croissance annuel de 20%. L'état actuel et les tendances de développement de plusieurs matériaux d'encapsulation de circuits intégrés qui sont les plus étroitement liés à l'encapsulation de circuits intégrés et qui sont en même temps les plus critiques sont expliqués un par un.?? 3.1.1 composés moulés à l'époxy (CEM) La CEM est un chef de file parmi les matériaux d'encapsulation de circuits intégrés en raison de son faible coût, de sa simplicité de fabrication et de sa capacité à produire en série. Actuellement, la CEM est utilisée dans 97% des boîtiers de circuits intégrés dans le monde. Avec le développement rapide des circuits intégrés et des technologies d'encapsulation, EMC montre de plus en plus son rôle de base et de soutien. Les tendances du développement technologique des agents d'enrobage en plastique époxy sont les suivantes: 1. Pour répondre au besoin de VLSI d'évoluer vers des densités élevées et des nombres d'E / s élevés, il se dirige vers des formes d'encapsulation telles que BGA qui s'adaptent aux densités élevées et aux nombres d'E / s élevés.) Développement directionnel; 2. Pour s'adapter à la demande croissante rapide de produits électroniques portables représentés par des téléphones portables, des ordinateurs portables, des écrans plats, etc., pour s'adapter au développement de la direction de la miniaturisation, de la minceur, de l'asymétrie et de l'emballage à faible coût (CSP / qfn); 3. Pour répondre aux exigences de la soudure sans plomb et de la protection de l'environnement verte, 3.1.2 substrat d'emballage multicouche haute densité le substrat d'emballage multicouche haute densité sert principalement de transition électrique entre les puces semi - conductrices et les circuits imprimés traditionnels (PCB), tout en assurant la protection, le soutien et la dissipation de chaleur des puces. Les substrats d'encapsulation représentent une part importante des coûts de fabrication des dispositifs d'encapsulation avancés à base de BGA et de CSP, qui peuvent atteindre respectivement 40% - 50% et 70% - 80%. 3.1.3 matériaux d'encapsulation époxy liquide les matériaux d'encapsulation époxy liquide sont représentatifs de la troisième révolution de la technologie d'encapsulation microélectronique. Il s'agit de l'un des principaux matériaux d'encapsulation requis pour les BGA et les CSP, principalement les sous - couches époxy liquides de FC - BGA / CSP (underfill) et les matériaux d'encapsulation époxy liquide pour puces (encapsulateurs) de catégorie 2. 3.1.4 résines photosensibles polymères les résines photosensibles polymères comprennent principalement trois types: Les résines photosensibles Polyimide (pspi), les résines photosensibles BCB et les résines photosensibles époxy. Ils sont principalement utilisés dans les processus de fabrication de billes et d'assemblage multicouche (bum) pour les matrices de billes de soudage de surface sur puces BGA et CSP. L'isolation intercalaire Encapsulant le fil de signal épitaxié de base est un matériau d'encapsulation clé pour BGA / CSP.? 3.1.5 adhésifs conducteurs / thermiques les adhésifs conducteurs / thermiques haute performance comprennent principalement des adhésifs conducteurs, des adhésifs conducteurs de chaleur, etc., principalement utilisés pour coller des puces IC sur des cadres de connexion ou des substrats. Actuellement, les adhésifs conducteurs électriques et thermiques les plus courants sur le marché sont principalement des résines époxy ou des esters de polyuréthane, des résines de silicone, etc. sont des résines matricielles, remplies de poudre d'argent conductrice en feuille (ou d'alumine, de nitrure de silicium, etc.), puis des agents de durcissement, des Accélérateurs, des tensioactifs, des agents de couplage, etc. sont ajoutés pour atteindre les propriétés globales souhaitées. Dans le même temps, pour répondre aux exigences élevées de résistance à la chaleur des produits électroniques, le Polyimide peut également être utilisé comme résine matricielle. Les colles conductrices époxy peuvent être divisées en deux catégories: les colles conductrices isotropes et les colles conductrices anisotropes. Selon la composition, la colle conductrice époxy est divisée en deux formes monocomposant et bi - composant. 3.2 traitement électrostatique des systèmes d'encapsulation avec le développement de la technologie des circuits intégrés à l'échelle micrométrique, submicronique, submicronique profonde et nanométrique, la couche isolante interne des circuits intégrés est de plus en plus mince et les propriétés antistatiques sont de plus en plus faibles, Et l'utilisation massive de matières organiques macromoléculaires dans des matériaux qui génèrent et accumulent des charges électriques, tels que les plastiques, le caoutchouc, etc., ainsi qu'une protection électrostatique insuffisante lors de l'utilisation, entraînent une destruction croissante des circuits intégrés par des décharges électrostatiques. Il est donc impératif de mettre en place des mesures de protection électrostatique pertinentes. La protection électrostatique des circuits intégrés doit être considérée en combinaison avec de nombreux facteurs tels que la conception de la puce, la manipulation de la plaquette et l'encapsulation. Les décharges électrostatiques sont inextricablement liées aux performances, au rendement et à la fiabilité des circuits intégrés. Cette puce est généralement conçue par la structure de circuit de protection ESD de pince de puissance, le circuit de protection ESD de bus de puissance et le shunt de courant, etc.
Quatre D'un point de vue technique, l'encapsulation IC a évolué à ce jour de DIP à wlpcsp et soc, permettant une transition fonctionnelle de la surface à la couche interne et du simple au complexe. Les technologies d'encapsulation futures seront combinées avec la fabrication de puces SMT et IC, ce qui créera deux extrêmes pour l'encapsulation IC. 1. Pour les dispositifs électroniques complexes et multifonctionnels, l'emballage deviendra plus complexe et l'intégration de la technologie sera encore renforcée en raison de la nécessité de réaliser une intégration multifonctionnelle. 2. Grâce à la présence de soc, l'intégration du système rendra ses manifestations externes plus simples pour les appareils électroniques ayant des fonctions communes. L'Encapsulation IC reviendra encore dans une certaine mesure. Du point de vue des besoins sociaux, de la simple radio au PC, en passant par les supercalculateurs sophistiqués d'aujourd'hui, l'industrie informatique est en plein essor et les besoins de la société seront polarisés: 1. Transmettez l'électronique avec une it publique plus puissante et plus sophistiquée, construisez un pont pour la transmission à grande vitesse de l'information. 2. Les produits de consommation électronique individuels, tels que les PC, les téléphones portables, les fournitures de bureau électroniques, etc., qui ciblent les besoins du public final, évoluent vers la miniaturisation et la personnalisation: les besoins de la société s’étendront également vers la diversification et l’écologisation. Comme le montrent les lois ci - dessus, l'emballage IC s'étend d'une part à un niveau supérieur: haute densité, haute vitesse, haute fiabilité, diversification et protection de l'environnement sont sa tendance de développement et le courant principal de l'avenir. D'autre part, certaines formes d'encapsulation qui existaient déjà au cours du développement resteront en place pendant un certain temps: car avec une intégration accrue et des fonctionnalités améliorées, la machine entière d'origine peut être transformée en une seule puce, comme un semi - conducteur au début. Cette radio a évolué pour devenir une radio monolithique assez petite pour tenir dans l'oreille.
