電子部件的市場發展方向
現時，電器和移動AV設施市場上，智強手機和平板PC生長迅猛。智強手機的全世界銷量從2012年的6.5億部增加到2013年的7.9億部。預計2015年將達到10億部。大致相似地，PC的全世界銷量從2011年的1.2億臺增加到2013年的1.6億臺。預計2017年將達到4.2億臺。這些個移動設施要求一年比一年更高的性能、更多的功能和更低的價錢。所以，用在CPU、GPU、DSP、AP和RF中的半導體產品規模更大，速度更高、更加密布。為此晶圓工藝技術正經過加大晶圓尺寸（即從150mm擴張到300mm或400mm）減損成本，并經過更細的工藝圖形（即從90nm到65nm、45nm、40nm、32nm和28nm）改善至更高的集成度、功能性和速度。故與此同時要求更高的電路疏密程度、更高的性能和更低的價錢。

對于集成度較大和速度較高的LSI的成熟技術，有不可缺少研發認為合適而使用低k材料的隔離技術。但為了滿意這些個高性能，因為用多孔和多層結構，隔離變得越來越薄。最后結果，LSI就變得易脆。另一方面，為了滿意高速要求，LSI的電流不斷增加。除開芯片尺寸不斷由大變小外，熱疏密程度和功耗也不斷增加。所以，對于未來的半導體封裝基板，要求解決這些個問題，即層間媒介的易脆性、高熱、高速和低廉錢。半導體工藝未來的預設規則將進入了20nm一代或其下，這將更加薄弱得多。

20nm一代要求的封裝技術
下一代20nm要求的規范為：
低應力，為了易脆低k層
高熱輻射≥5W，為了高性能LSI
高速度≥10GHz，為了高功能性

半導體封裝發展方向
為了適合涵蓋移動設施在內的電器設施的功能增長和成本減退，晶圓預設規則朝著大尺寸和細預設規則進展。為此以及為了減低成本，半導體封裝技術正迅疾從最標準鍵合技術的金線鍵合轉移到銅線鍵合，以減損金的運用量。這個之外，倒裝芯片鍵合技術的運用大大地滿意了LSI的更高集成度和性能。2010年，全世界半導體封裝技術中，倒裝芯片鍵合的份額為15百分之百，引線鍵合的份額為85百分之百。而到2015年，預計倒裝芯片鍵合的份額將達25百分之百，引線鍵合的份額將為75百分之百。尤其是對于要求高熱輻射和高信號速度的高集成度高性能LSI，正積極地認為合適而使用倒裝芯片鍵合技術。

常理倒裝芯片技術的問題
對低k的適合性
一般運用的倒裝芯片技術：
● 焊鄰接署，主要結構是C4（可控沉陷芯片連署）
● 對于Au凸點和ACF一類的壓力鍵合連署
● 對Au-Au一類連署的超聲鍵合連署
壓力和超聲鍵合有高壓力和機械振蕩加于LSI，所以這些個辦法不可以用于低k LSI。因為這個，在上面所說的辦法中，C4是可以認為合適而使用的，由于比較這三種辦法，鍵合乎時常C4對芯片的毀損最小。

C4技術是40年初為通用計算機創造的，一直運用直到現在。隨著低k晶圓的不斷增加，經過代替UBM（凸點下金屬）結構、材料和及其改進，將C4用于低k。

近來研發的Cu柱凸點（大致相似C4的進展）是適合直列或相互讓開焊盤版圖，不是對低k 晶圓的。有報導說，Cu柱結構封裝有可能毀傷低k層，這是因為Cu的彈性模量高（130GPa）。熱體脹系數（CTE）不般配是其加速因素。

這個之外，C4技術原先是經過焊藥和焊藥的高彈性模量（50GPa）認為合適而使用熔化金屬結，所以，在對母板鍵合和安裝時，因為加熱膨脹的差別而加到LSI 數量多應力。故C4技術不可以用于未來更為薄弱的LSI。

熱輻射
到現在為止，用于倒裝芯片封裝的主要是有機基板。有機基板的熱導率細小，為0.5 W/mk，很難應用于高功耗的LSI。假如為了改善熱輻射而附帶加上散熱或冷卻系統，封裝的成本、平面或物體表面的大小和高度都將增加。

其實，因為熱輻射低，有一點LSI限止了其潛能以便不萌生數量多的熱。這個之外，因為熱輻射不好，結溫度升高，要得漏電流增加，這進一步使功耗增加，功耗的增加又使其溫度升漲。這是一個危險的惡性循環。所以，改善熱輻射是一個關緊問題。

信號的高速度
有機基板中心層媒介傷耗高（0.02），中心層通孔（T/H）的阻抗高，最后結果，在高頻范圍的插進去傷耗高。不過，運用傳統有機基板相同材料的無芯基板不是根本的對策。這個之外，組合層材料可以各式各樣，所以，用戶挑選最佳材料就更為艱難，整個兒預設要求思索問題高速性能。

而因為基板薄，需求變更一系列的設施。這就成了出產的絆腳石。因為這一問題，轉移到無芯基板是有高風險的，僅能適合局部產品。

傳統的技術難于滿意未來20nm一代。所以迫十分必要求以新的中心技術研發全新的半導體封裝。

MonsterPAC-typeC及工藝要領
為了滿意傳統封裝技術難于適合的20nm工藝，我們研發了MonsterPAC-typeC。這是與傳統封裝工藝與結構絕對不一樣的封裝。

封裝結構
我們的封裝結構，基板是瓷陶的，半導體芯片用凸點倒裝，芯片與基板之間補充NCP（不導電漿料）。沒有用環氧氣天然樹脂一類的模塑。所以芯片背面是顯露的。再流焊一類的高溫翹曲是小的，低于30-50μm，所以這種封裝是沒有焊球的LGA(觸點陣列封裝)，不是BGA(球柵陣列封裝)。含銀導電漿料用作凸點，這些個凸點印刷在基板上，故在焊盤上不再制造模塊。不必晶圓凸點工藝，僅在芯片的Al焊盤上非電鍍鎳和金(圖1-3）。

與上面所說的的大致相似，我們的封裝僅由4種材料組成（芯片、凸點、瓷陶和NCP）。這一簡單結構成功實現了尺寸小、薄而重量合宜的封裝。

可用的瓷陶基板料料主要有二種：HTCC（高溫共燒瓷陶）和LTCC（低溫共燒瓷陶）。瓷陶的特別的性質（如電特別的性質、溫度傳導性、CTE和翹曲性）及倒裝芯片鍵合，使我們的封裝能滿意從電器產品到半導體芯片廣泛要求的最佳解決方案。

MonsterPAC-typeC結構的獨特的地方
獨特的地方如下所述：
● 無缺傷鍵合
● 高熱輻射
● 低插進去傷耗
● 高靠得住性
將每一個主要優勢接合起來，MonsterPAC-typeC能成功實現20nm一代LSI的最好性能。

無缺傷鍵合
我們的封裝的中心技術是無缺傷倒裝芯片鍵合技術，此技術對尖端精密細致工藝制作的半導體芯片成功實現無缺傷和高靠得住性鍵合。

半導體芯片無缺傷指的是：
低壓力鍵合
我們的鍵合壓力能達到0.12g/凸點，是常理C4的2.4g/凸點的1/20。經過使鍵合負載減損到這個極限，可避免鍵合引動的層間媒介的毀損。

凸點固化過程中的回縮應力低
凸點固化過程中的回縮應力低于10MPA/凸點，十分小。經過上限減損加于易脆媒介半中腰層（如低k和Al焊盤及線條等等）的溫度、負載和回縮應力，避免線條的斷開與裂隙，因此成功實現高良率和靠得住的倒裝芯片鍵合。

從這些個優勢可見，其是惟一具備避免薄弱低k層毀損的結構的封裝。

高熱輻射
意識到半導體芯片的卡路里是經過封裝基板輻射的，代替常理的有機基板（熱導率0.5W/mk），我們挑選瓷陶基板，由于其熱導率超過有機基板，為14W/mk。當封裝尺寸是21×21mm，用瓷陶基板時，功率耗散達到6W，比功率耗散為3.6W的有機基板增長1.7倍。

低插進去傷耗
電子設施要求在高頻范圍有高水準性能。瓷陶基板的插進去傷耗是0.42dB（@20GHz，L=5mm），而有機基板的是0.62dB，瓷陶基板準許的頻率在10GHz以上，而有機基板是3GHz。

抗潮潤的高靠得住性和高耐受性
普通的抗回流焊（MSL：濕潤程度敏銳等級）是Level 3（@30deg/60百分之百RH192Hr）。MonsterPAC-typeC各占一半導體芯片是無缺傷的，凸點用非熔材料制成。高溫回流焊時，凸點是不熔融的，所以它不重復再熔融和再固化，瓷陶基板不借鑒潮氣。最后結果，MonsterPAC-typeC是MSL Level 1（@85deg/85百分之百RH192Hr），它不必預烘烤去濕和防潮包裝，MonsterPAC-typeC的廠房生存的年限是無限的。

工廠速率高
代替燒焊凸點，我們研發了便于出產的環氧氣凸點結構。最后結果，眾多晶圓凸點工藝用的設施就不不可缺少了，耗費數量多能+羭縷的焊鄰接署用回流焊也不不可缺少了。所以，與同樣規模的常理C4工藝工廠比較，工廠平面或物體表面的大小能減損69百分之百，工廠的能耗減損85百分之百。能成功實現節能和低背景載荷工廠。

MonsterPAC-typeC工藝的獨特的地方
瓷陶技術凸點
MonsterPAC-typeC認為合適而使用含銀的導電漿料作為凸點材料。認為合適而使用平常的燒焊印刷SMD零件的印刷技術在瓷陶基板上形成凸點。凸點處置前瓷陶基板外表的預處置、清洗處置和凸點形成后凸點的外表電鍍都沒有不可缺少了。而常理有機FCBGA需求在半導體晶圓芯片的Al焊盤上長凸點，如焊藥、Au和Cu凸點。但基于瓷陶技術的凸點不必這些個晶圓長凸點工藝，而是在半導體芯片上制造非電鍍Ni和Au?；诖商占夹g的凸點成功實現了處置簡易且成本低的工藝。

這個之外，與常理技術中運用的焊藥、Au和Cu凸點等硬凸點（硬度≥10Hv）不一樣，研發了在低硬度下能維持式樣的軟凸點（≤1Hv）。
關于含銀軟凸點導電漿料，我們研發的關心注視點是低應力、低連署電阻和細節距印刷有經驗。我們到現在為止凸點形成的勞動能力是面陣列焊盤：節距150μm；周邊焊盤：節距75μm。不過，此焊盤節距是實際預設規則所思索問題的，所以，對于僅開創凸點來說，面陣列節距60μm是可以運用的。

無缺傷鍵合
用軟倒裝芯片鍵合技術，曾經的NCP分配售用瓷陶上凸點技術形成的軟凸點，而后，半導體芯片用倒裝芯片鍵合。鍵合過程中，凸點的導電漿料和NCP同時固化，最后結果，連署性與靠得住性二者均得以成功實現。

鍵合乎時常，FCB設施的溫度在200℃以下，此溫度比常理鍵合技術低40℃以上，鍵合壓力低于0.12g/凸點，是常理鍵合技術的1/20。用這些個低溫低壓力的熱壓鍵合，半導體芯片在鍵合及鍵合后固化時沒有遭受應力和外力。認為合適而使用新研發的導電漿料和NCP，成功實現了1.0 秒以下的高速鍵合乎時常間。在NCP中包括補充劑，倒裝芯片鍵合乎時常，補充劑存在于芯片焊盤和凸點的二側。然而，用低壓力倒裝芯片鍵合乎時常，補充劑埋藏在凸點內，所以不影響芯片焊盤與凸點間的連署。這是軟凸點的一個長處。又經過倒裝芯片燒焊前NCP的分配，NCP很容易補充在凸點窄隙間，用低負載鍵合乎時常芯片與基板的瞄準就不會發生。所以，這種鍵合技術適合使用于窄焊盤節距。

常理鍵合技術的問題是，在燒焊凸點的倒裝芯片鍵合事情狀況下，焊藥從熔融到固化時，非常大的回縮應力（約200-500MPa/凸點）加于半導體芯片的凸點和Al焊盤上。不過，因為非熔融凸點材料想到低彈性模量要得回縮應力十分?。ǖ陀?0MPa/凸點），最后結果就成功實現了低應力鍵合技術。
因為上面所說的工藝的這些個基礎技術的發展，成功實現了無缺傷倒裝芯片鍵合。圖4是倒裝芯片鍵合后凸點視圖和連署的剖面圖。

靠得住性
封裝級靠得住性

靠得住性測試以下面所開列條件評估，表1顯露測試最后結果。
被測試封裝規格：
芯片尺寸：5×5mm2
凸點規格：150μmP/784凸點（28×28）面陣列菊花鏈
基板尺寸：15×15mm2
終端規格：0.65mmP/468線腳（22×22）
樣品尺寸：22pkg/批×3批
電測試辦法
靠得住性測試認為合適而使用菊花電路測短期工具。在某一段間隔和調節周期或鐘頭數時的靠得住性測試后勘測電阻。增加超過5百分之百時覺得是失去效力，以資為準則。
圖5是1500個TC測試后凸點的剖面圖，沒有檢驗測定蒞會引動斷裂連署的裂隙和剝層。

板級靠得住性測試
具備某些封裝尺寸和焊盤節距組合的DUT安裝在母板上，此板以熱循環測試辦法施行測試。

熱循環條件是：-40℃/15分鐘～125℃/15分鐘循環。

無論封裝尺寸和焊盤節距怎么樣，經1000個熱循環測試后，沒有發覺不論什么失去效力。表2中，第一次失去效力的端由是BGA焊球連署。

表3比較了影響MonsterPAC-typeC，C4和C4柱封裝靠得住性的因素。

認為合適而使用低彈性模量材料，MonsterPAC-typeC成功實現了低翹曲結構和對溫度的牢穩翹曲。所以，凸點與芯片Al焊盤之間連署的應力十分小，MonsterPAC-typeC是具備易脆低k層的高靠得住性封裝。

產品舉例
認為合適而使用MonsterPAC-typeC的產品例子如下所述：

APIC（應用法置器IC）
現今APIC的加工正向運用低k材料的精密細致加工轉移，這需求高溫度耐受性和高速度。MonsterPAC-typeC以下面所開列優位能滿意這些個要求。
● 無缺傷鍵合
● 高熱輻射
● 高速度
一點APIC客戶正對MonsterPAC-typeC施行評估，準備規模出產（圖6）。

作為在一樣條件（一樣的裙子，一樣的芯片和一樣的焊盤節距）下，有機FCBGA和MonsterPAC-typeC之間實際評估最后結果，MonsterPAC-typeC的溫度Tj比有機封裝的溫度低10℃。經過非常準確比較Tj，其差別將為約20℃。

RF板塊
現時對于高速通訊LSI，板塊封裝不斷提高。這些個板塊要求下面所開列特別的性質：
● 適合使用于高速和高頻
● 尺寸小
對于高速高頻應用，如上，認為合適而使用瓷陶基板后可改善插進去傷耗，可用于10GHz。
這個之外，因為可取得封裝小、細節距倒裝芯片鍵合，所以，多芯片和高數目的SMD零件可用于小封裝內。
與一點RF板塊客戶合作，研發了一點樣品，其性能已被客戶許可，正準備規模出產（圖7）。

對于這些個板塊封裝，基板的濕潤程度扼制是很關緊的。MonsterPAC-typeC的MSL是Level 1，所以無濕潤程度扼制。
可見，MonsterPAC-typeC是最適應用于板塊封裝的，對于常理有機封裝的SMD和倒裝芯片這種板塊封裝需求多次再流焊。

論斷
對于將要來臨的20nm工藝一代，封裝要求適合更高的熱輻射和更高的速度。不過，常理的封裝技術難于滿意這些個要求。所以需求研發能適合20nm工藝一代的新封裝技術。

我們研發的MonsterPAC -typeC能適合將要蒞臨的20nm工藝一代，能使LSI性能最大化。它具備的高性能就像是一個令人驚訝的怪異產物。我們研發的MonsterPAC使C4技術變成陳舊物品，成了貢獻給未來下一代半導體的主要技術。

用于下一代的技術研發
新瓷陶基板的研發
瓷陶基板的技術研發多時發展不止明開朗。到現在為止，精密細致而高疏密程度作圖遠滯后于有機基板。

為理解決作圖的這一弱項以向向前邁進步提高，我們著手研發精密細致的高疏密程度瓷陶基板，而又不影響成本。我們的目的是20μm線條節距，達到認為合適而使用精密細致圖形的更靈活預設，通孔節距也需求更精密細致，目的是50μm。

到現在為止瓷陶基板的制作工藝是認為合適而使用沖孔和掩膜印刷。現存的這些個工藝對于精密細致作圖的限制性非常大。我們正思索問題用激光和直接印刷法工藝代替他們。實現這一技術將供給比有機基板好得多的性能。到到現在為止截止，瓷陶基板普通用于高端產品，然而，這種新基板將面向消費產品。而這種基板也確實需求高性能消費產品來壯大自個兒。

這一基板與MonsterPAC技術的接合將為世界供給最佳性能和高靠得住性的產品。