Современные решения для производства электроники

Технологии флип-чип-монтажа кристаллов CMOS на органические подложки

Борисова Ю.М., lum@eurointech.ru

В статье рассматриваются основные технологии флип-чип-монтажа кристаллов. За основу выбран кристалл CMOS Н, разработанный для SMPS малой мощности высокой степени интеграции.

 

Введение

Одним из главных критериев разработки импульсных стабилизаторов напряжения (SMPS) является увеличение их удельной мощности. Концепции, основанные на стандартных процессах производства CMOS, развиваются в целях оптимизации производительности при сокращении стоимости, при этом используются все более сложные структуры с большим количеством активных элементов. Однако электротермомеханические соединения таких преобразователей могут ограничивать их эффективность и увеличивать габаритные размеры. Технология флип-чип и сопряженные с ней технологии монтажа кристаллов позволяют соединять контактные площадки кристаллов и подложек с помощью адгезионных паст, контактных бампов, медных столбиков или столбиков припоя.

Флип-чип-монтаж оптимизирует отвод тепла прибора силовой электроники с большим количеством контактов посредством организации подходящего дизайна медных дорожек на подложке. Таким образом, тепло будет выведено в окружающую среду через бампы, а их количество — почти обратно пропорционально эквивалентному термическому сопротивлению соединительного слоя.

В статье рассматриваются основные технологии флип-чип-монтажа кристаллов. За основу выбран кристалл CMOS Н (рис. 1) разработанный для SMPS малой мощности высокой степени интеграции. Параметры кристалла представлены в таблице 1. Электрические характеристики кристалла: максимально допустимый ток 2 А, максимальное напряжение 5 В, частота переключения 1 МГц. На одном кристалле 70 контактных площадок. Такое количество контактов необходимо для распределения электрических и термических нагрузок. Положение каждой контактной площадки оптимизировано для снижения циркуляции токов на поверхности кристалла. Наличие двух площадок на один контакт позволяет измерять сопротивление контакта по четырем точкам.

Кристалл и подложка разработаны так, чтобы количество и расположение контактных площадок на поверхности кристалла было оптимальным. В публикации проводится сравнение результатов флип-чип монтажа кристалла на подложку с использованием различных технологий по двум параметрам: по количеству полученных соединений и по их электрическому сопротивлению. На рис. 2 показана структура подложки. Ее дизайн позволяет снизить объем платы при увеличении общей поверхности медных выводов для улучшения теплоотводящих характеристик всей сборки.

Полную весию статьи читайте в PDF формате.

Дополнительные материалы
Статьи