本文要點

• 將引線鍵合連接到半導體的過程可以根據力、超聲波能量和溫度的應用進行分類。

• 倒裝芯片技術使用稱為凸塊的小金屬球進行連接。

• 在倒裝芯片 QFN 封裝中，倒裝芯片互連集成在 QFN 主體中。

基于倒裝芯片QFN封裝技術的IC用于保持性能，而不會受到引線鍵合的不良影響

在某些半導體產品應用中，由于大量互連或引線鍵合對產品性能的不利影響，引線鍵合是不切實際的。在大多數情況下，基于倒裝芯片QFN封裝技術的IC用于保持性能，而不會受到引線鍵合的不良影響。盡管引入倒裝芯片QFN封裝技術所需的成本是引線鍵合封裝成本的1.5倍，但前者可用于消費類高頻RF產品。

引線鍵合和芯片封裝

在IC中建立可靠的內部連接或半導體和硅芯片之間的連接非常重要，可以使用引線鍵合來實現這一點。在引線鍵合中，半導體、其他IC和硅芯片之間的電氣互連是使用引線鍵合建立的。引線鍵合是由銅、銀、金或鋁制成的細線。

引線鍵合機制

將引線鍵合連接到半導體的過程可以根據力、超聲波能量和溫度的應用進行分類。標準引線鍵合方法可以根據輸入能量進行分類。

引線鍵合的類型

引線鍵合分為：球粘合 -通常使用金線。金線被熔化形成一個球，利用與所使用的引線鍵合機構相對應的力和能量將其放入觸點中。在球和接觸墊之間形成冶金焊縫。楔形粘接 -通常使用的引線鍵合材料是鋁。鋁線與接觸墊接觸，并施加引線鍵合所需的能量。能量的應用在導線和鍵合墊之間形成楔形鍵合。

倒裝芯片技術

在產品設計中選擇IC封裝樣式時，電源管理是一個考慮因素。隨著半導體器件集成密度的提高和元件尺寸的減小，功率和熱能顯著增加。引線鍵合QFN封裝以及晶圓級芯片級封裝（WCSP）配置無法滿足產品的熱性能要求，因為從芯片到電路板的直接熱路徑有限。倒裝芯片QFN封裝更適合滿足高速或高功率密度產品設計的熱能耗散要求。

如前文所述，高速和高性能應用受到引線鍵合與引線鍵合連接的不利影響。設備速度、功率和接地分配、可靠性等。由于引線鍵合中的非理想性而受到損害。為了克服引線鍵合連接的不足，可以使用倒裝芯片鍵合技術。

倒裝芯片技術是一種用于將半導體芯片互連到基板的方法。這項技術使用稱為凸塊的小金屬球進行連接。通常，使用的球由銀，鉛，錫等制成。金屬凸塊直接電鍍在集成芯片的金屬焊盤上。然后將芯片翻轉并粘合到基板上。

倒裝芯片技術的優勢

1、出色的裝配動態性能

2、良好的電源和接地分布

3、大量互連或引腳數高

4、高信號密度和信號完整性

5、改善功耗

6、可實現高速接口

7、短距離互連是可能的

8、低信號電感

9、可靠性

10、外形小巧

倒裝芯片 QFN 封裝

采用倒裝芯片技術進行電氣互連的四方扁平無引線IC封裝通常稱為倒裝芯片QFN封裝或FC QFN封裝。在倒裝芯片 QFN 封裝中，倒裝芯片互連集成在 QFN 主體中。在倒裝芯片QFN封裝中，引線框架和芯片之間的連接是使用倒裝芯片技術創建的，該技術封裝在QFN主體上。倒裝芯片 QFN 封裝中的裸露散熱焊盤改善了傳熱，并提供低電感接地連接。QFN 封裝的熱效率和倒裝芯片互連的電效率融合到倒裝芯片 QFN 封裝的單個 IC 中。

芯片倒裝QFN封裝的優勢

1、良好的電效率

2、良好的熱性能

3、更短的裝配周期

4、芯片封裝比小

5、可以有多個引線行

倒裝芯片 QFN 封裝可用于蜂窩電話、數字信號處理器、微控制器、USB 控制器、無線 LAN 等。Cadence可以幫助您為DC-DC轉換、信號處理等各種應用設計倒裝芯片QFN封裝。