微波倒装焊互连技术及特性分析 interconnecting technologies and characteristic analysis of microwave flip-chip bonging.pdfVIP

第35卷第2期 信息化研究 V01．35No．2 2009年2月 InformatizationResearch Feb．2009 微波倒装焊互连技术及特性分析 郑 伟，李冰川 (南京电子技术研究所，江苏省南京市210013) 摘要：随着应用频率的提高，微渡芯片与基板间的互连更多地采用了倒装焊。文中用HFSS(高 频结构仿真器)有限元软件对凸点变换及倒装互连结构进行建模、仿真和优化，提取了凸点变换的等 效集总电路模型，介绍了凸点制作工艺和倒装焊结构互连的微组装过程，并完成了试验样品的测试。 最后，对微波倒装焊的前景进行了展望。 关键词：互连；倒装焊；凸点；HFSS；微渡 中图分类号：TN405．97 片替代倒装芯片进行研究。 O 引 言 1微波互连结构设计 微波芯片与基板间的互连是微组装过程的重要环 节，常见的互连方式有WB(丝焊)、TAB(载带自动焊)1．1传输线形式 和倒装焊。倒装焊是将芯片的图形一面朝向基板的一 为了方便芯片与基板的互连，微波芯片与基板传 种安装方式，相比而言，倒装焊技术具有诸多优势：互 输线通常采用共面波导结构形式，如图l所示。 连长度最短，能有效降低互连电感的影响，提升微波性 能；由于互连凸点均分布在芯片范围内，占用基板的面 积最小，提高了微组装密度，实现了组装效率的最大 化。 近年来，随着电子产品向小型化方向发展以及应 用频率提高的要求，倒装互连技术取得了许多进展，其 中，倒装焊芯片上的互连凸点可以通过电镀、丝印、焊 球移植等方法制作，而凸点和基板间的互连实现方法 图1共面波导传输线 有再流焊、环氧树脂导电胶粘接、各项异性导电胶粘接 等多种工艺形式。目前，国外文献已有较多关于倒装 共面波导的特性阻抗如下‘41： 焊研究的报道，20世纪末，松下电子研究实验室Hirose z一呈堕必 等人用InGaP／InGaAs工艺研制了W波段放大器…， 6一厄K(后) 式中： 休斯公司Hauhe等人介绍的x波段四通道瓦片式组 件也大量应用了倒装焊技术口J，雷声公司报道了将倒 拓5而-4-S Z幻 装形式的低噪声放大器应用于128阵列x波段收发 组件中【3】。国内关于微波芯片倒装焊互连形式的应 …·+孚器裂 用报道甚少，基本还处于起步阶段。 本文介绍的倒装焊结构，是针对军用微波多芯片 ，’ 81nh砺J■ 组件研制具有小批量、多品种的特点，采用金丝球焊机 詹-2■—了瓦 8mh百 在倒装芯片上制作凸点，通过热压超声焊来实现芯片 共面波导传输线具有以下特点： 与基板间的互连，结合对国外一些关于倒装焊文献的 a)具有优异的宽频带性能，辐射损耗低； 研究，采用HFSS(高频结构仿真器)有限元结构分析 b)特性阻抗受基板厚度影响较小，工艺上容易实 软件对微波倒装焊结构建模、仿真和优化，重点探讨了