集成电路封装高密度化与散热问题.pdf

集成电路封装高密度化与散热问题 集成电路封装高密度化与散热问题 引言 1 引言 1 数字化及网络资讯化的发展，对微电子器件性能和速度的需求越来越高，高阶电子系统产品，如服务器及工作站，强调运算速 数字化及网络资讯化的发展，对微电子器件性能和速度的需求越来越高，高阶电子系统产品，如服务器及工作站，强调运算速 PC 度和稳定性，而 PC机和笔记本电脑对速度及功能需求也不断提高，同时，个人电子产品，如便携式多媒体装置、数字影像装 度和稳定性，而 机和笔记本电脑对速度及功能需求也不断提高，同时，个人电子产品，如便携式多媒体装置、数字影像装 PDA PDA 置以及个人数字处理器 （ ）等的显著需求，使得对具有多功能轻便型及高性能电子器件的技术需求越来越迫切。此外，半 置以及个人数字处理器 （ ）等的显著需求，使得对具有多功能轻便型及高性能电子器件的技术需求越来越迫切。此外，半 IC IC 导体技术已进入纳米量级，可在 IC芯片上制造更多的晶体管，也使得摩尔定律能继续维持，基于轻便而需整合功能的需求，IC 导体技术已进入纳米量级，可在 芯片上制造更多的晶体管，也使得摩尔定律能继续维持，基于轻便而需整合功能的需求， SOC SOC 设计技术上，目前也朝着系统单芯片 （ ）方向发展。 设计技术上，目前也朝着系统单芯片 （ ）方向发展。 IC 另一方面，从 IC封装技术的发展来看，也朝向精密及微型化发展，由早期的插入式封装到表面贴装的高密度封装、封装体与印 另一方面，从 封装技术的发展来看，也朝向精密及微型化发展，由早期的插入式封装到表面贴装的高密度封装、封装体与印 制电路板的连结由侧面的形式逐渐发展成为面阵列形式，芯片与封装的连结也由丝悍形式发展为面阵列形式的倒装芯片封装， 制电路板的连结由侧面的形式逐渐发展成为面阵列形式，芯片与封装的连结也由丝悍形式发展为面阵列形式的倒装芯片封装， IC SIP IC 而 IC封装也朝向 SIP 发展，然而，在此发展趋势中，最大的障碍之一来自于热。热主要是由IC 中晶体管等有源器件运算时所 而 封装也朝向 发展，然而，在此发展趋势中，最大的障碍之一来自于热。热主要是由 中晶体管等有源器件运算时所 产生的，随着芯片中晶体管的数 目越来越多，发热量也越来越大，在芯片面积不随之大幅增加的情况下，器件发热密度越来越 产生的，随着芯片中晶体管的数 目越来越多，发热量也越来越大，在芯片面积不随之大幅增加的情况下，器件发热密度越来越 CPU 115W 高，过热问题已成为 目前制约电子器件技术发展的瓶颈，以CPU为例，其发热量随着速度的提高而逐渐增加，目前已达 115W 高，过热问题已成为 目前制约电子器件技术发展的瓶颈，以 为例，其发热量随着速度的提高而逐渐增加，目前已达 以上，相对的发热密度也大幅度增加。 以上，相对的发热密度也大幅度增加。 CPU 为顺应热的挑战，CPU 的封装形式也在不断变化，以寻求更佳的散热形式，而散热模块所采用的强制空气冷却器也不断改进设 为顺应热的挑战， 的封装形式也在不断变化，以寻求更佳的散热形式，而散热模块所采用的强制空气冷却器也不断改进设 CPU 计提高性能，然而由于发射量的不断提高，与之相匹配的散热技术却未及时赶上，使得 CPU 的发展逐渐面临重大的瓶颈，终于 计提高性能，然而由于发射量的不断提高，与之相匹配的散热技术却未及时赶上，使得