27、集成电路的多级金属化与电子封装技术

集成电路的多级金属化与电子封装技术

1. 电子封装层级体系

电子封装层级体系包含四个层级，从第 1 级到第 4 级，此外还有两种跨越这些层级的重要技术。

1.1 层级介绍

• 第 1 级 - 芯片级 ：此层级涵盖芯片上的所有元素，如键合焊盘、金属化层以及芯片设计本身等。在基础概述中，该层级被视为既定条件，芯片的尺寸、布局、输入输出（I/O）和性能要求将驱动后续的封装选择。
• 第 2 级 - 芯片到封装 ：这是典型集成电路设计师最为关注的封装层级。在这一级，单个芯片被放置在单芯片或多芯片封装中。多芯片封装包含一个基板互连结构，用于连接所有内部芯片间的引线。确定封装后，集成电路会进行机械固定、电气互连，得到环境防护，并通常作为一个组件达到一定的额定性能水平。
• 第 3 级 - 封装到电路板 ：该层级影响封装样式和电路板构造的选择。例如，引脚封装可以通过插座连接或直接焊接到由有机树脂材料制成的印刷线路板（PWB）上。表面贴装封装（无引脚或有引脚）则安装在电路板表面，电路板可由有机或无机（主要是陶瓷）材料制成。
• 第 4 级 - 电路板到系统 ：这一级将已组装好的电路板放入系统中。尽管它对初始芯片互连和安装没有直接影响，但操作效率会显著影响整个系统的性能和可靠性。常见的相关组件包括连接器、电缆、柔性电路和背板等。

1.2 跨越层级的技术

• 板上芯片（COB）