Введение

Тема реферата «Технология миниатюризации электронных устройств. Технологии “flip-chip”» по дисциплине «Конструирование вычислительной техники».

Работа знакомит с особенностями технологии “flip-chip”, которая сегодня широко используется для создания миниатюрных электронных устройств.

1.  Технология миниатюризации электронных устройств

Технология “flip-chip”

Технология “flip-chip”, названная Controlled Collapse Chip Connection (монтаж кристалла методом контролируемого сплющивания) или С4, была разработана фирмой IBM в 1960 году. В соответствии с этой технологией на поверхности кристалла микросхемы создается поле столбиковых выводов из оловянно-свинцового сплава, затем перевернутый кристалл припаивается методом оплавления к площадкам подложки.

Сегодня многие фирмы широко используют flip-chip технологию для изготовления миниатюрных электронных устройств. Так, например, для медицинского применения по этой технологии изготавливают микросборки имплантантов, миниатюрные беспроводные устройства и др. Последние достижения этой технологии при трехмерном (пространственном) расположении чипов позволяют достичь беспрецедентной степени миниатюризации и надежности. При разработке технологии изготовления изделий, для которых основными требованиями являются минимальный объем, надежность и максимальный срок службы, основное внимание следует уделить выбору оптимального способа монтажа чипа на тонкие гибкие подложки.

2.  Критерии миниатюризации

Три основных критерия определяют степень миниатюризации изделия. Во-первых, с уменьшением размеров микросхемы можно рассчитывать на повышение объемов ее продажи и увеличение применения, особенно в таких областях, как медицина, телекоммуникации, космонавтика и военная промышленность. Однако оптимальный выбор размеров изделия представляет собой компромисс между возможностями технологии и затратами на его изготовление.

Во-вторых, для отраслей, в которых расходы на миниатюризацию изделий являются оправданными, одним из первоочередных требований является их высокая надежность.

Существующие технологии миниатюризации позволяют сократить общее число соединений и их длину. При этом уменьшается индуктивность выводов, повышается КПД изделия и уменьшается его перегрев. В результате увеличивается надежность изделия.

В-третьих, принятие решения о миниатюризации изделий нередко связано с производственными проблемами (плотностью размещения кристаллов микросхем, свойствами подложки с печатными проводниками, наличием компонентов, возможностью автоматизации производства), а также с ожидаемым соотношением производственных затрат и планируемой прибыли.

Если успех изделия на рынке зависит от степени его миниатюризации, способности работы на более высоких частотах и уменьшения рассеиваемой мощности, то большинство технологических проблем при его изготовлении так или иначе связано с монтажом кристалла на подложку. К примеру, с уменьшением размера кристаллов микросхем все более важной становится оптимальная трассировка проводников.

Неудачная трассировка может привести к увеличению паразитных емкости, индуктивности и сопротивления проводников, что увеличит потребляемую мощность и паразитные связи между элементами. Слишком плотное размещение дорожек может привести к увеличению отказов из-за короткого замыкания между ними.

flip chip миниатюризация электронный

3.  Особенности монтажа flip-chip-кристалла

В настоящее время используются следующие способы монтажа flip-chip-кристалла на подложку:

- формирование оловянно-свинцовых выводов и припаивание их к подложке методом оплавления

- формирование золотых столбиковых выводов гальваническим методом и создание контакта с золотыми площадками подложки способом термокомпрессии (рис. ............