8、先进集成电路封装技术解析

先进集成电路封装技术解析

1. 集成电路封装技术发展背景

随着集成电路（IC）制造在系统集成方面的不断发展，一些长片上互连的延迟开始对IC的性能产生显著影响。同时，裸片测试和处理技术的改进，以及低成本、高性能层压基板的出现，推动了先进封装技术的发展。此外，使用倒装芯片封装（FCP）作为片上系统（SOC）的替代方案，形成系统级封装（SIP）的趋势也在不断增长。

2. 分区硅（Tiling）技术

• 问题提出 ：IC尺寸的不断增大带来了诸多问题。一方面，长损耗线问题严重影响IC性能。随着芯片尺寸变大，片上布线变长变慢，增加片上驱动器虽可减少长全局互连延迟，但会导致功耗增加和信号路由复杂；增大片上布线痕迹则会增加所需金属层数和掩膜层数，带来潜在的良率问题。另一方面，大芯片单个致命缺陷会破坏更多功能，且由于晶圆边缘的面积损失问题，会导致每个晶圆的净功能损失。目前技术下，芯片边长超过15 - 20mm时，良率开始显著下降。
• 解决方案 ：将系统功能分离到多个芯片中是一种可行的方法。分区硅技术是将单个技术系统（大硅片）有意分离成多个芯片，然后通过封装基板互连。小芯片良率更高，将长全局互连从芯片转移到封装基板可缩短信号传播延迟。但该技术需要调整IC架构、设计合适的芯片间驱动器以及采用高密度封装技术。同时，已知良好芯片（KGD）问题仍然存在，且芯片在集成到多芯片封装之前并不完整。

3. 芯片级封装（CSP）

• 定义 ：芯片级封装（CSP）于20世纪90年代初在日本引入，1994年