瑞萨超精细间距焊料凸点的芯片对芯片技术

瑞萨科技公司（Renesas Technology Corp.）今天宣布，已开发出采用30μm超精细间距焊料凸点的芯片对芯片（COC）技术，以及一种采用该技术的倒装芯片球栅阵列（COC-FCBGA）封装。预期这种下一代封装技术将成为开发包括数字设备和高速网络设备等新型高性能产品的关键因素。
COC是一种在单个封装中堆迭多个芯片的结构。新技术是使用一种超精细间距的微型凸点将两个芯片表面（电路形成在上面）的电极直接进行连接。这将显着增加芯片之间的数据传输速度，而且可以进行极高引脚数的连接。预期这些进展将在实现高性能数字设备、高速网络设备和类似产品方面发挥关键作用。
最近几年，数字设备和网络设备变得越来越多功能和小型化，其性能也在不断改进。推动这方面进展所广泛采用的方法是使用系统级封装产品（SiP），它可在一个封装中集成多个芯片（微处理器或片上系统（SoC）、存储器，等等）。预期今后几年，随着制造商努力开发具有更高性能水平和功能的新产品,SiP技术的需求将会日渐增长。
使SiP产品变得更加紧凑的一种有效的方法是使用其中堆迭了多个芯片的COC结构。不过，目前最广泛使用的导线焊接连接方法，限制了SoC和存储器芯片之间的数据传输速度。此外，当需要增加新的功能时，微处理器或SoC芯片的引脚数也要增加。因此，可以提供极高引脚数连接的SiP产品的需求与日俱增。这种趋势已使该技术的发展成为进一步提高SiP产品性能的必要条件。
为了满足上述需求，瑞萨科技开发出了采用超精细间距COC连接和极其微小的焊料凸点形成的SiP封装结构。
这种新技术所采用的COC连接是
— COC连接不使用助助焊剂1，而采用倒装芯片的连接2方法，可减少使用熔化的焊料导致的芯片损坏
这些新开发技术的特性如下。
(1)  用于芯片间直接连接的30μm超精细间距焊料凸点
新开发的技术使用无铅焊料，而不使用助焊剂，具有高度的可靠性和低损坏率。无铅焊料可以在30μm的超精细间距中形成极其微小的凸点。连接可以在低压力和低温下实现。该技术支持每芯片超过10,000个凸点的超高引脚数连接。不使用助焊剂的倒装芯片连接已证明适合于实际应用。
(2)  采用熔融焊锡喷射技术的超精细凸点的形成
无铅焊料的凸点是采用微型金属电镀技术形成的。此外，瑞萨开发了一种微型熔融焊锡喷射*3方法的新技术，它可以挤出极小的焊料球。焊料凸点的形成不使用掩膜，还可以在一个芯片上形成可变厚度的超精细凸点。
(3)  新型SiP封装与早期的FC-BGA产品的外部尺寸相同
FC-BGA是一种传统封装技术，具有高速数据传输、高引脚数连接和良好的散热性能等优点。新开发的COC-FCBGA技术保持了同样的封装尺寸，并可使用技术 (1) 和 (2) 实现SiP产品的COC连接。下面概述了封装的细节。
(a)  诸如SoC的底部芯片与采用厚度为50μm的超精细焊料凸点的子芯片之间的COC连接。
(b)  底部芯片与子芯片的堆迭是通过倒装连接芯片的方法焊接在多层基层上的，这些层采用了与传统FC-BGA封装类似的技术。
采用这种方法有助于改善SiP产品的功能和性能，同时实现与传统FC-BGA产品一样的封装尺寸。
新开发的封装技术采用芯片间的超精细间距和超高引脚数连接，可以最大限度地减少连接的“布线”长度。这将有助于创建支持芯片间大容量和高速数据传输的SiP产品。因此，它将有助于开发具有更高性能的数字设备、高速网络设备和类似产品。
瑞萨科技计划在2006年第四季度发布采用这一新技术的产品。