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有机封装材料的发展充满机遇

   2008-05-04   点击:377

  半导体有机封装材料的发展,依然聚焦于对性能和可靠性的提高,同时非常现实的目标是降低成本。随着先进硅工艺(65、45或32nm)的发展,封装技术也迅速进行调整,因此保持正确的发展方向至关重要。

  而目前我们正处在一个基本材料价格上升的周期中,因此这一问题就变得更具挑战性。“铜,以及锡、金、银、钯等金属的价格都在上升,” SEMI负责工业研究与统计的主管Dan Tracy指出,“供应商与其客户紧密合作来更好地管理和控制消耗,以解决这一问题。”

  据SEMI和TechSearch International的一份报告,07年“塑料”封装材料的全球市场份额达到155亿美元,并在2011年有望提升到202亿美元。这一市场包括热界面材料(TIM)、晶圆级封装(WLP)介质、焊球、芯片粘结材料、液态包封材料、底部填充材料、塑模化合物、键合引线、引线框架、柔性电路/载带基板以及层压基板。

  目前,层压基板材料是发展最为迅速的分支,在2007年的市场总额中占据了62亿美元。“层压基板的重要性正在提高,”TechSearch International的总裁Jan Vardaman解释说,“部分原因

是层压基板市场的一半是用于倒装芯片领域。该领域通常采用复杂程度更高的基板,因而具有较高的市场价值。目前层压基板广泛用于微处理器以及个人电脑、芯片组、ASIC图形处理器和其他高性能器件。这些器件全部使用倒装芯片基板。另一个推动层压基板发展的因素是DRAM。目前DRAM已经从引线框架封装(曾是TSOP)转型为层压式芯片尺寸封装,可获得节距更窄的球栅阵列。”

  在开发新型封装材料方面也有很多进展。

  “一般来说,在基板或包封材料以及芯片粘结应用中,会使用多种树脂材料,其目的是提高芯片在潮湿环境中的可靠性,降低热膨胀系数或者调整其他重要的物理特性,这些材料现在都在不断发展以实现与低k介电器件的兼容。”Tracy说。

  在2007年全球封装市场中,模塑化合物材料的份额为13亿美元。目前正在对该类材料的机械和物理性能进行调整,以适应特定封装设计、封装尺寸以及芯片尺寸的要求,这样才能更有效地提高可靠性并降低芯片所受的应力和封装的翘曲变形。“在过去两年中,我们看到模塑化合物发展的一大趋势是环保材料的迅速崛起。”Tracy解释说。

  提到材料的绿色化,球栅阵列(BGA)市场完成了巨大的转型。Vardaman指出,2007年,BGA出货量的80%是无铅产品。

  芯片粘结材料方面主要是材料技术的发展,目标是降低封装的翘曲变形效应,并实现与低k介电材料和无铅工艺更好的兼容。“我们还看到薄膜芯片粘结材料的增长,在叠层芯片封装中较为迅速。”Tracy说。

  对于WLP,尽管已经存在这样的事实,为了将介电材料集成到大尺寸芯片中而采用一些开发中的WLP,但两年前所预测的存储器产品向WLP封装的转型却并没有发生。

  目前业界一些关键的材料发展机遇包括:针对标准层压产品的低成本结构;可降低翘曲效应并提高操作性的薄核基板材料;面向小直径金引线键合的合金材料;与超薄圆片技术兼容的芯片粘结材料及工艺;对湿度敏感水平无影响并与低k介质和无铅工艺兼容的树脂材料;用于窄凸点节距和大尺寸芯片的底部填充方案。(Sally Cole Johnson, Contributing Editor)

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