利用倒装QFN封装改善散热

2023年3月14日

关键的外卖

将金属线键合在半导体上的过程可以根据力、超声波能量和温度的应用进行分类。
这种倒装芯片技术使用小金属球来连接。
在倒装芯片QFN封装中，倒装芯片互连集成到QFN主体中。

基于倒装芯片QFN封装技术的集成电路用于保持性能而不受线键合的不良影响

在某些半导体产品应用中，由于大量的互连或线键合对产品性能的不利影响，线键合是不切实际的。在大多数情况下，基于倒装芯片QFN封装技术的集成电路被用于保持性能而不受线键合的不良影响。尽管引入倒装芯片QFN封装技术所需的成本是线键合封装成本的1.5倍，但前者在消费类高频射频产品中得到了应用。

线粘接和芯片封装

在ic中半导体和硅芯片之间建立可靠的内部连接或连接是很重要的，而线键合可以用来实现这一点。在线键合中，半导体、其他集成电路和硅芯片之间的电互连是使用线键合建立的。钢丝键是由铜、银、金或铝制成的细电线。

钢丝粘接机制

将金属线键合在半导体上的过程可以根据力、超声波能量和温度的应用进行分类。标准的线键合方法可以根据输入能量进行分类。

钢丝粘接机制	力和能量的类型
超声焊接	机械力和超声波能量
超声波热焊接	机械力，高热能，超声波能量
热压键合	机械力大，热能高

线粘接类型

线接分岔为:

〇粘球通常使用金丝。金丝被熔化成一个球，利用与所使用的金属丝键合机制相对应的力和能量将其放入接触点。在球和接触垫之间形成冶金焊。

楔形连接-通常使用的钢丝键合材料是铝。铝线与接触垫接触，并施加线键合所需的能量。能量的应用在导线和键合垫之间形成楔形键合。

倒装芯片技术

在产品设计中选择IC封装风格时，电源管理是一个需要考虑的问题。的动力与热能随着半导体器件集成密度的增加和元件尺寸的减小而显著增加。由于从模具到电路板的直接热路径有限，线键QFN封装和晶圆级芯片尺度封装(WCSP)配置无法满足产品的热性能要求。倒装芯片QFN封装是满足高速或高功耗的热耗散要求的较好选择高功率密度产品设计．

如前所述，高速和高性能应用受到线键合连接与线键合连接的不利影响。由于线键合不理想，设备速度、功率和接地分布、可靠性等都受到影响。为了克服线键合连接的不足，可以采用倒装芯片键合技术。

倒装芯片技术是一种用于半导体芯片与衬底互连的方法。这项技术使用小金属球(称为凸点)来连接。通常，所用的球由银、铅、锡等制成。所述金属凸起直接电镀在集成芯片的金属衬垫上。然后将芯片翻转并连接到基板上。

倒装芯片技术的优势

出色的装配动力学
良好的电源和地面分布
大量的互连或高引脚数
高信号密度信号的完整性
提高功耗
高速接口是可能的
短距离互连是可能的
低信号电感
可靠性
减小外形尺寸

倒装芯片QFN包

四平无铅IC封装使用倒装芯片技术进行电气互连的芯片通常被称为倒装芯片QFN包或FC QFN包。在倒装芯片QFN封装中，倒装芯片互连集成到QFN主体中。在倒装芯片QFN封装中，引线框架和芯片之间的连接使用倒装芯片技术创建，该技术封装在QFN机身上。在倒装芯片QFN封装中暴露的热垫改善了传热，并提供了低电感接地连接。QFN封装的热效率以及倒装芯片互连的电效率被混合到倒装芯片QFN封装的单个IC中。