Page 15 - System on Package_ Miniaturization of the Entire System
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Contents    xiii


                       8  Mixed-Signal (SOP) Reliability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   443
                            8.1  System-Level Reliability Considerations   . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   445
                                 8.1.1  Failure Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   446
                                 8.1.2  Design-for-Reliability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   447

                                8.1.3  Reliability Verification   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   449
                            8.2  Reliability of Multifunction SOP Substrate   . . . . . . . . . . . . . . . . .   450
                                 8.2.1  Materials and Process Reliability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   450

                                 8.2.2  Digital Function Reliability and Verification   . . . . . . . . . .   458

                                 8.2.3  RF Function Reliability and Verification   . . . . . . . . . . . . .   461

                                 8.2.4  Optical Function Reliability and Verification   . . . . . . . . .   463
                                 8.2.5  Multifunction System Reliability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   467
                            8.3  Substrate-to-IC Interconnection Reliability   . . . . . . . . . . . . . . . . .   468
                                 8.3.1  Factors Affecting the Substrate-to-IC
                                     Interconnection Reliability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   469
                                 8.3.2  100-μm Flip-Chip Assembly Reliability   . . . . . . . . . . . . . .   471
                                 8.3.3  Reliability against Die Cracking   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   476
                                 8.3.4  Solder Joint Reliability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   476
                                 8.3.5  Interfacial Adhesion and Effect of Moisture
                                     on Underfill Reliability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   478

                            8.4  Future Trends and Directions   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   482
                                 8.4.1  Extending Solder  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   483
                                 8.4.2  Complaint Interconnects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   484
                                 8.4.3  Alternative to Solder and Nano Interconnects   . . . . . . . .   484
                            8.5  Summary   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   486
                               References   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   487
                       9  MEMS Packaging   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   495
                            9.1  Introduction   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   496
                            9.2  Challenges in MEMS Packaging   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   496
                            9.3  Chip-Scale versus Wafer-Scale Packaging  . . . . . . . . . . . . . . . . . .   497
                            9.4  Wafer Bonding Techniques   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   499
                                 9.4.1  Direct Bonding     . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   500
                                 9.4.2  Bonding Using Intermediate Layers    . . . . . . . . . . . . . . . .   500
                           9.5  Sacrificial Film-Based Sealing Techniques   . . . . . . . . . . . . . . . . . .   505


                                 9.5.1  Etching the Sacrificial Material    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   505

                                 9.5.2  Decomposition of Sacrificial Polymers    . . . . . . . . . . . . . .   509
                            9.6  Low-Loss Polymer Encapsulation Techniques   . . . . . . . . . . . . . .   514
                            9.7  Techniques Utilizing Getters   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   516
                                 9.7.1  Nonevaporable Getters   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   516
                                 9.7.2  Thin-Film Getters   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   517
                                 9.7.3  Improving MEMS Reliability through
                                     Getters   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   520
                            9.8  Interconnections   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   522
                            9.9  Assembly   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   524
                          9.10  Summary and Future Trends   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   527
                               References   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   528
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