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攻克可穿戴医疗存储器件封装难题

作者:时间:2017-10-25来源:网络收藏

  近期,便携式设备的创新大大促进了最小化半导体元件体积的需求。许多此类设备需要板上来存储校准数据、测试结果以及数据日志。常见解决方案是使用串行EEPROM或闪存等非易失性产品,这些产品能满足便携式医疗应用对高可靠性和极低功耗的要求。设备通常设计得尽可能隐蔽。因此,在尽可能小的封装中达到所需的存储密度非常必要。例如,助听器的可定制性正不断增强,可针对特定用户进行编程,根据不同的听觉环境提供多种模式,以及提供数据日志以便在后续安排中进行进一步调整。这些创新要求在有限的外形尺寸中存储更多的数据。要满足这一点,许多医疗设备设计人员转而采用创新型裸片解决方案。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/368493.htm

  尽管裸片是存储器件体积最小的外观形式,然而在处理、存储和装配时将面临巨大挑战。采用裸片的传统方式是向半导体供货商订购整块晶圆。但是,这就要求医疗设备制造商寻求切割晶圆及键合晶圆的解决方案。对于一些制造商来说,这超出了他们的能力范围。虽然可将这些服务付费外包,但有一种替代解决方案是购买“框架内晶圆”——某种经过切割的晶圆。将经切割的晶圆置于用金属框架支撑的粘性薄膜中交运。 通过订购这样的晶圆,医疗设备制造商将获得供分拣和贴装的小块裸片。

  下一个挑战是如何将裸片电气连接到应用中。传统的做法是用环氧树脂将裸片固化在电路板上,然后用焊线来电气连接裸片。这样裸片就被封装在一个保护性的环氧树脂外壳中。这可不是一件简单的事,由于对裸片的放置精度有很高要求,需要特殊的设备。一种备用方案是使用“带凸块裸片”( bumped die )。这样的裸片已将其焊盘金属化,并将压焊点固定在焊盘上。可采用回流焊接技术将带凸块的裸片面朝下直接连接到PCB上。由于硅裸片和PCB的热膨胀(CTE)系数不同,带凸块的裸片存在焊点剪切应变的风险。出于这种原因,带凸块的裸片通常在底部填充额外的粘结剂,以提供更坚固的机械连接并减少CTE不匹配的影响。

  采用裸片大小存储器件的最新解决方案是芯片级封装(CSP)。CSP采用金属再分布层(RDL)将焊盘连接到接触面积更大的新区域,从而允许使用较大的焊珠。使用传统的晶圆加工工具在晶圆级应用这一额外的金属RDL。通过介质层将RDL与裸片电气隔离,使之仅与裸片上原始的焊盘相连。然后,再在RDL上覆盖另一介质层,使新的较大的焊盘裸露在外。较大的焊接接触面积增强了机械连接,无需像带凸块裸片那样在底部填充粘结剂。这样就得到了一个裸片大小的封装,能够将它如同任何其他表面贴装器件那样装配到电路板上。Microchip Technology目前大量提供各种采用CSP的EEPROM和闪存器件。CSP封装提供对于便携式医疗应用至关重要的裸片级外形尺寸,同时攻克了使用裸片的技术难题。

  资源: www.microchip.com/memorymedical

  本文选自电子发烧友网9月《智能医疗特刊》Change The World栏目,转载请注明出处。
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