瑞薩采用間距焊料凸點(diǎn)的芯片對(duì)芯片技術(shù)

-- 30μm超精細(xì)間距焊料凸點(diǎn)和高引腳數(shù)連接有助于實(shí)現(xiàn)芯片間高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝阅躍iP產(chǎn)品 --
瑞薩科技公司（Renesas Technology Corp.）宣布，已開(kāi)發(fā)出采用30μm超精細(xì)間距焊料凸點(diǎn)的芯片對(duì)芯片（COC）技術(shù)，以及一種采用該技術(shù)的倒裝芯片球柵陣列（COC-FCBGA）封裝。預(yù)期這種下一代封裝技術(shù)將成為開(kāi)發(fā)包括數(shù)字設(shè)備和高速網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等新型高性能產(chǎn)品的關(guān)鍵因素。

COC是一種在單個(gè)封裝中堆迭多個(gè)芯片的結(jié)構(gòu)。新技術(shù)是使用一種超精細(xì)間距的微型凸點(diǎn)將兩個(gè)芯片表面（電路形成在上面）的電極直接進(jìn)行連接。這將顯著增加芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸速度，而且可以進(jìn)行極高引腳數(shù)的連接。預(yù)期這些進(jìn)展將在實(shí)現(xiàn)高性能數(shù)字設(shè)備、高速網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和類似產(chǎn)品方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。


<背景>
最近幾年，數(shù)字設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備變得越來(lái)越多功能和小型化，其性能也在不斷改進(jìn)。推動(dòng)這方面進(jìn)展所廣泛采用的方法是使用系統(tǒng)級(jí)封裝產(chǎn)品（SiP），它可在一個(gè)封裝中集成多個(gè)芯片（微處理器或片上系統(tǒng)（SoC）、存儲(chǔ)器，等等）。預(yù)期今后幾年，隨著制造商努力開(kāi)發(fā)具有更高性能水平和功能的新產(chǎn)品,SiP技術(shù)的需求將會(huì)日漸增長(zhǎng)。

使SiP產(chǎn)品變得更加緊湊的一種有效的方法是使用其中堆迭了多個(gè)芯片的COC結(jié)構(gòu)。不過(guò)，目前最廣泛使用的導(dǎo)線焊接連接方法，限制了SoC和存儲(chǔ)器芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸速度。此外，當(dāng)需要增加新的功能時(shí)，微處理器或SoC芯片的引腳數(shù)也要增加。因此，可以提供極高引腳數(shù)連接的SiP產(chǎn)品的需求與日俱增。這種趨勢(shì)已使該技術(shù)的發(fā)展成為進(jìn)一步提高SiP產(chǎn)品性能的必要條件。


<技術(shù)特性>
為了滿足上述需求，瑞薩科技開(kāi)發(fā)出了采用超精細(xì)間距COC連接和極其微小的焊料凸點(diǎn)形成的SiP封裝結(jié)構(gòu)。

這種新技術(shù)所采用的COC連接是
— COC連接不使用助助焊劑*1，而采用倒裝芯片的連接*2方法，可減少使用熔化的焊料導(dǎo)致的芯片損壞

這些新開(kāi)發(fā)技術(shù)的特性如下。


(1)    用于芯片間直接連接的30μm超精細(xì)間距焊料凸點(diǎn)
新開(kāi)發(fā)的技術(shù)使用無(wú)鉛焊料，而不使用助焊劑，具有高度的可靠性和低損壞率。無(wú)鉛焊料可以在30μm的超精細(xì)間距中形成極其微小的凸點(diǎn)。連接可以在低壓力和低溫下實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)支持每芯片超過(guò)10,000個(gè)凸點(diǎn)的超高引腳數(shù)連接。不使用助焊劑的倒裝芯片連接已證明適合于實(shí)際應(yīng)用。

(2)    采用熔融焊錫噴射技術(shù)的超精細(xì)凸點(diǎn)的形成
無(wú)鉛焊料的凸點(diǎn)是采用微型金屬電鍍技術(shù)形成的。此外，瑞薩開(kāi)發(fā)了一種微型熔融焊錫噴射*3方法的新技術(shù)，它可以擠出極小的焊料球。焊料凸點(diǎn)的形成不使用掩膜，還可以在一個(gè)芯片上形成可變厚度的超精細(xì)凸點(diǎn)。

(3)    新型SiP封裝與早期的FC-BGA產(chǎn)品的外部尺寸相同
FC-BGA是一種傳統(tǒng)封裝技術(shù)，具有高速數(shù)據(jù)傳輸、高引腳數(shù)連接和良好的散熱性能等優(yōu)點(diǎn)。新開(kāi)發(fā)的COC-FCBGA技術(shù)保持了同樣的封裝尺寸，并可使用技術(shù) (1) 和 (2) 實(shí)現(xiàn)SiP產(chǎn)品的COC連接。下面概述了封裝的細(xì)節(jié)。

(a)    諸如SoC的底部芯片與采用厚度為50μm的超精細(xì)焊料凸點(diǎn)的子芯片之間的COC連接。
(b)    底部芯片與子芯片的堆迭是通過(guò)倒裝連接芯片的方法焊接在多層基層上的，這些層采用了與傳統(tǒng)FC-BGA封裝類似的技術(shù)。

采用這種方法有助于改善SiP產(chǎn)品的功能和性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)FC-BGA產(chǎn)品一樣的封裝尺寸。

新開(kāi)發(fā)的封裝技術(shù)采用芯片間的超精細(xì)間距和超高引腳數(shù)連接，可以最大限度地減少連接的“布線”長(zhǎng)度。這將有助于創(chuàng)建支持芯片間大容量和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟iP產(chǎn)品。因此，它將有助于開(kāi)發(fā)具有更高性能的數(shù)字設(shè)備、高速網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和類似產(chǎn)品。

瑞薩科技計(jì)劃在2006年第四季度發(fā)布采用這一新技術(shù)的產(chǎn)品。