Procesos back-end de semiconductores |El papel, el proceso y la evolución del embalaje de semiconductores.

01

Proceso de embalaje de semiconductores cuatro niveles

La estructura de hardware de la tecnología y los dispositivos de embalaje electrónico está relacionada con el embalaje de los componentes activos 1 (como semiconductores) y los componentes pasivos 2 (como resistencias y condensadores 3).Por lo tanto, el alcance cubierto por la tecnología de embalaje electrónico se puede dividir en cuatro niveles diferentes, que van desde el embalaje de Nivel 0 hasta el embalaje de Nivel 3.La Figura 1 ilustra todo el proceso de empaquetado de semiconductores.El primero es el envasado de Nivel 0, encargado de cortar la oblea;el siguiente es el empaque de Nivel 1, esencialmente empaque a nivel de chip;luego viene el empaque de Nivel 2, responsable de montar el chip en un módulo o tarjeta de circuito;Finalmente, el empaquetado de Nivel 3 implica la instalación de la tarjeta de circuito con chips y módulos adjuntos en la placa del sistema.En términos generales, todo el proceso suele denominarse 'embalaje' o 'ensamblaje'. Sin embargo, en la industria de los semiconductores, el embalaje de semiconductores normalmente sólo implica procesos de corte de obleas y embalaje a nivel de chip.

1. Componentes activos: dispositivos que requieren una fuente de alimentación externa para realizar sus funciones específicas, como memoria semiconductora o semiconductores lógicos.

2. Componentes pasivos: dispositivos que no tienen funciones activas como amplificación o conversión de energía.

3. Condensador: Componente que almacena carga y proporciona capacitancia.

▲Imagen 1: Niveles de empaquetado de semiconductores (Fuente: 'Principio del empaquetado electrónico', página 5)

El empaque generalmente toma la forma de una matriz de rejilla de bolas de paso fino (FBGA) o un paquete de contorno pequeño y delgado (TSOP), como se ilustra en la Figura 2. Las bolas de estaño 4 en el empaque FBGA y los cables 5 en el empaque TSOP sirven respectivamente como pasadores, lo que permite Conexiones eléctricas y mecánicas entre el chip empaquetado y los componentes externos.

3. Soldadura: metal de bajo punto de fusión utilizado para uniones eléctricas y mecánicas.

4、Conductor: Un cable que se extiende desde el terminal de un circuito o componente para conectarse a una placa de circuito.

▲Imagen 2: Ejemplos de embalaje de semiconductores (Fuente: ⓒ HANOL Publishers)

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La función del embalaje de semiconductores

La Figura 3 ilustra las cuatro funciones principales del embalaje de semiconductores, incluida la protección mecánica, la conexión eléctrica, la conexión mecánica y la disipación de calor.Entre ellos, la función principal del embalaje de semiconductores es proteger chips y dispositivos de daños físicos y químicos sellándolos en materiales de embalaje como el compuesto de moldeo de resina epoxi (EMC).A pesar de que los chips semiconductores se fabrican mediante cientos de procesos de obleas para lograr diversas funciones, el material principal es el silicio.El silicio, como el vidrio, es muy frágil.Las estructuras formadas mediante numerosos procesos de obleas también son susceptibles a daños físicos y químicos.Por tanto, los materiales de embalaje desempeñan un papel crucial en la protección de los chips.

▲Imagen 3: Funciones del embalaje de semiconductores (Fuente: ⓒ HANOL Publishers)

Además, el embalaje de semiconductores facilita las conexiones eléctricas y mecánicas entre el chip y el sistema.A través de conexiones eléctricas entre el chip y el sistema, el empaque proporciona energía al chip y establece vías de entrada y salida para las señales.En cuanto a las conexiones mecánicas, es fundamental vincular de forma segura el chip al sistema para garantizar una conexión confiable durante el uso.

Al mismo tiempo, los envases deben disipar eficientemente el calor generado por los chips y dispositivos semiconductores.Durante el funcionamiento de productos semiconductores, se produce calor cuando la corriente pasa a través de resistencias.Como se muestra en la Figura 3, el embalaje del semiconductor encierra completamente el chip.Si el embalaje del semiconductor no logra disipar el calor de manera efectiva, el chip puede sobrecalentarse, lo que hace que los transistores internos se calienten demasiado rápido y los deje inoperables.Por lo tanto, una disipación de calor eficaz es crucial para la tecnología de envasado de semiconductores.Con el aumento de la velocidad de los productos semiconductores y la expansión de las funcionalidades, la función de refrigeración de los envases se vuelve cada vez más importante.

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Proceso de embalaje de semiconductores cuatro niveles

La estructura de hardware de la tecnología y los dispositivos de embalaje electrónico está relacionada con el embalaje de los componentes activos 1 (como semiconductores) y los componentes pasivos 2 (como resistencias y condensadores 3).Por lo tanto, el alcance cubierto por la tecnología de embalaje electrónico se puede dividir en cuatro niveles diferentes, que van desde el embalaje de Nivel 0 hasta el embalaje de Nivel 3.La Figura 1 ilustra todo el proceso de empaquetado de semiconductores.El primero es el envasado de Nivel 0, encargado de cortar la oblea;el siguiente es el empaque de Nivel 1, esencialmente empaque a nivel de chip;luego viene el empaque de Nivel 2, responsable de montar el chip en un módulo o tarjeta de circuito;Finalmente, el empaquetado de Nivel 3 implica la instalación de la tarjeta de circuito con chips y módulos adjuntos en la placa del sistema.En términos generales, todo el proceso suele denominarse 'embalaje' o 'ensamblaje'. Sin embargo, en la industria de los semiconductores, el embalaje de semiconductores normalmente sólo implica procesos de corte de obleas y embalaje a nivel de chip.

1. Componentes activos: dispositivos que requieren una fuente de alimentación externa para realizar sus funciones específicas, como memoria semiconductora o semiconductores lógicos.

2. Componentes pasivos: dispositivos que no tienen funciones activas como amplificación o conversión de energía.

3. Condensador: Componente que almacena carga y proporciona capacitancia.

▲Imagen 1: Niveles de empaquetado de semiconductores (Fuente: 'Principio del empaquetado electrónico', página 5)

El empaque generalmente toma la forma de una matriz de rejilla de bolas de paso fino (FBGA) o un paquete de contorno pequeño y delgado (TSOP), como se ilustra en la Figura 2. Las bolas de estaño 4 en el empaque FBGA y los cables 5 en el empaque TSOP sirven respectivamente como pasadores, lo que permite Conexiones eléctricas y mecánicas entre el chip empaquetado y los componentes externos.

3. Soldadura: metal de bajo punto de fusión utilizado para uniones eléctricas y mecánicas.

4、Conductor: Un cable que se extiende desde el terminal de un circuito o componente para conectarse a una placa de circuito.

▲Imagen 2: Ejemplos de embalaje de semiconductores (Fuente: ⓒ HANOL Publishers)

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La función del embalaje de semiconductores

La Figura 3 ilustra las cuatro funciones principales del embalaje de semiconductores, incluida la protección mecánica, la conexión eléctrica, la conexión mecánica y la disipación de calor.Entre ellos, la función principal del embalaje de semiconductores es proteger chips y dispositivos de daños físicos y químicos sellándolos en materiales de embalaje como el compuesto de moldeo de resina epoxi (EMC).A pesar de que los chips semiconductores se fabrican mediante cientos de procesos de obleas para lograr diversas funciones, el material principal es el silicio.El silicio, como el vidrio, es muy frágil.Las estructuras formadas mediante numerosos procesos de obleas también son susceptibles a daños físicos y químicos.Por tanto, los materiales de embalaje desempeñan un papel crucial en la protección de los chips.

▲Imagen 3: Funciones del embalaje de semiconductores (Fuente: ⓒ HANOL Publishers)

Además, el embalaje de semiconductores facilita las conexiones eléctricas y mecánicas entre el chip y el sistema.A través de conexiones eléctricas entre el chip y el sistema, el empaque proporciona energía al chip y establece vías de entrada y salida para las señales.En cuanto a las conexiones mecánicas, es fundamental vincular de forma segura el chip al sistema para garantizar una conexión confiable durante el uso.

Al mismo tiempo, los envases deben disipar eficientemente el calor generado por los chips y dispositivos semiconductores.Durante el funcionamiento de productos semiconductores, se produce calor cuando la corriente pasa a través de resistencias.Como se muestra en la Figura 3, el embalaje del semiconductor encierra completamente el chip.Si el embalaje del semiconductor no logra disipar el calor de manera efectiva, el chip puede sobrecalentarse, lo que hace que los transistores internos se calienten demasiado rápido y los deje inoperables.Por lo tanto, una disipación de calor eficaz es crucial para la tecnología de envasado de semiconductores.Con el aumento de la velocidad de los productos semiconductores y la expansión de las funcionalidades, la función de refrigeración de los envases se vuelve cada vez más importante.