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半导体封装与SMT在加速走向融合

更高密度、更小凸点、无铅工艺、模块化的产品需求等都需要全新的封装技术,而封装技术的推陈出新,也已成为半导体及电子制造技术持续发展的推手,并对半导体前道工艺和表面贴装(SMT)技术的改进产生着重大影响。中资MOS芯片塑封料状元品牌而在电子制造业中,近年来市场上出现了整合主动和被动组件、模拟和数字电路,甚至含有功率组件的封装模组,这种将传统分离功能混合起来的技术手段,正在使后端组件封装和前端装配融合变成一种趋势。新型封装技术促使组件的后端封装工序与贴装工艺前端工序逐渐整合,正在加速引发SMT产生一次工艺革新。
日前,借SEMICOM Taiwan 2011举办之际, SMT解决方案知名供应商安必昂(Assembléon)推出了用于半导体制造领域新型A-Series Hybrid解决方案,这是Assembléon首次进入半导体制造市场,也预示着更多的SMT方案供应商会响应市场需求,向产业链的上游挺进。
目前,封装技术的定位已从连接、组装等一般性生产技术逐步演变为实现高度多样化电子信息设备的一个关键技术。A-Series Hybrid将Assembléon成熟的并行贴装技术应用到系统级封装、多芯片模块制造和倒装芯片邦定等相关的后端应用领域。并行贴装技术携手Assembléon 独有的可编程贴片力控制,这解决了半导体后端工艺中的一个常见问题——由于贴片工序控制的缺失所导致的组件破损。
在原有工艺流程中,SiP、MCM和高性能倒装芯片模块需使用多种设备来贴装chip组件和芯片,而现在仅需一台机器就能完成这些任务,Assembléon称,这种真正意义上的单机解决方案,可为模块制造商降低生产和投资成本。此外,采用成熟的并行贴装技术也有助于提高半导体终端产品的质量,完全迎合了市场对模块化产品的制造需求。
如果说的倒装芯片凸点生成是半导体前道工艺向后道封装的延伸,那么基于引线键合的硅片凸点生成则是封装技术向前道工艺的扩展。我们不难观察到,面向部件、系统或整机的多芯片组件(MCM)封装技术的出现,彻底改变了封装只是面向器件的概念,由于MCM技术是集PCB、混合电路、SMT及半导体技术于一身的集合体,所以我们可称之为保留器件物理原型的系统。
可以说,元器件是SMT技术发展的推动力,SMT贴装技术在很大程度上被元器件所左右,而SMT的进步也推动着芯片封装技术不断提升。如片式元件是应用最早、产量最大的表面贴装元件,自打SMT形成后,相应的IC封装则开发出了适用于SMT短引线或无引线的LCCC、PLCC、SOP等结构。四侧引脚扁平封装(QFP)实现了使用SMT在PCB或其他基板上的表面贴装,BGA解决了QFP引脚间距极限问题,CSP取代QFP则已是大势所趋,而倒装焊接的底层填料工艺现也被大量应用于CSP器件中。
但SiP、MCM、3D等新型封装形式的采用,使得当今电子制造生产过程中遇到的问题也日益增多。由于多芯片模组等复杂封装的物理设计、尺寸或引脚输出没有一定的标准,这就导致了虽然新型封装可满足市场对新产品的上市时间和功能需求,但其技术的创新性却使SMT变得复杂并增加了相应的组装成本。随着无源器件以及IC 等嵌入于基板内部的3D封装大量采用,引线键合、CSP超声焊接、DCA、PoP(堆叠装配技术)等已经进入板级组装工艺范围。所以,SMT如果不能快速适应新的封装技术则将难以持续发展。
为了迎合后端组件封装和前端装配的融合趋势,封装业者及其设备供应商与SMT制造商和设备商之间只有密切合作,才能真正满足消费电子时代的市场需求。由工艺决定设备及配置,这将导致中国电子制造业和半导体封装业未来的发展必将趋向融合。中国半导体封装正处于高速发展阶段,电子组装业的扩张似有放缓之势。这此背景下,加强封装、SMT产业间的技术交流与协作,将对中国半导体封装、电子组装业持续高速发展起到积极推动作用。