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多芯片机械电子功率封装用的倒装芯片焊接多芯片机械电子功率封装用的倒装芯片焊接
维普资讯
第 13卷 第 4期 混 合 微 电子 技 术 Vo1.13 No4
多芯片机械电子功率封装用的倒装芯片焊接
摘要 为满足汽车市场的下一代系统要求,需要新的封装技术 。半导体元器件的系统功能性
● 的增强和对减少总成本的需要促成了多芯片封装的解决方案。使用半导体器件开关 、控制和监测
大电流负载将把逻辑和功率器件集成到一块共用基板上 ,要求这个基板具有功率耗散和载流能
力 ,带有控制器件和互连所用的细线导体。为了实现这些 目标,摩托罗拉公司的先进互连系统实
验室 (慕尼黑)研究 出了一种新 的封装概念 ,一种采用倒装芯片焊接技术和电镀共晶 SnPb焊料 凸
点的多芯片机械 电子功率封装 。为了提供一个能覆盖系统结构 中不 同功率等级 的先进封装平台,
评价 了几种基板技术 。
关键词 汽车机械 电子 倒装芯片可靠性 绝缘金属基板 多芯片封装 功率耗散
无焊料包覆 的基板上 。器件产生 的功率通过
1 引言
倒装芯片连接点和基板发散到基板的底部表
采用陶瓷基板和 CA技术 的倒装芯片焊 面 ,在该处 的热量被扩散到用户 的系统 中。
接是众所周知 的工艺 ,现 已被用于几种产品 根据不同应用 中所需 的耗散等级 ,可 以采用
的制造。由于陶瓷和硅之 间的热膨胀差异小 不同的基板技术 。选择用于工作开关 电流为
以及 CA 工艺能很好地控制焊点高度 ,所 以 5A~30A 的大功率机械装置 的基板是带铜
在这样 的组装 中能获得高可靠性能 。但是 , 热沉的绝缘金属基板 (IMS)。在开关电流为
要求低成本 、高密度 、大功率和多功能的新 的 0.5A~5A 的较低功率产品中,可用热增强
应用需要简化 了采用 电镀 凸点和新型有机的 有机基板代替 IMS。这样 的材料叠层具有
带热基板的倒装芯片焊接技术 。在欧洲的先 特殊 的机械和物理特性 ,加上在未包覆 的基
进互连系统实验室 (AISL)开发的汽车用的 板上的低 的焊点高度 ,提出了热机械应力条
多芯片机械 电子功率封装平台涉及 了许多有 件下的应力控制和可靠性控制的新 的难题。
关这些方面的问题 。该机械电子装置是把一 需要有关组装 中的材料和界面特性的基本知
个智能控制单元(多芯片组件)集成到一个机 识。在过去 的两年中,摩托罗拉公司的AISL
械连接器中,该连接器紧靠着它所驱动的负 ~ E研究小组 已经把重点放在开发多芯片组
载放置 。此多芯片组件必须提供共用基板上 件机械 电子功率封装用 的一种稳定、可靠 的
的控制器件和功率器件之间的互连,所 以要 组装工艺上 ,以及进一步增强对倒装芯片焊
求同时具有有效的功率耗散和载流能力 以及 接系统中关键参数的了解 。
细线导体特性 。此外 ,汽车产品环境要求低 本文介绍 了在带有金属热沉 的绝缘金属
的成本并建立一套十分完善的可靠性规范。 基板 (IMS)上和在有机基板上的倒装芯片组
采用 电镀共 晶焊料 凸点的倒装芯片技术 件组装的比较研究。介绍了不同基板技术满
能实现低 电阻互连的高电气性能及降低系统 足热耗散和可靠性性能规范的能力
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