《电子技术应用》
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Flip Chip QFN封装互连结构对器件电热性能的影响
集成电路应用
程波，吴畏，柯俊吉
上海贝岭股份有限公司
摘要： 四方扁平无引脚(QFN)封装在半导体领域应用广泛，其中引线键合(WB)QFN和倒装芯片(FC)QFN是两种主要的QFN封装类型。该文首先通过仿真对比FC-QFN与WB-QFN寄生参数性能，其次研究封装互连结构铜柱对器件的寄生参数和热阻的影响。结果表明，FC-QFN相较WBQFN封装，其寄生参数得到显著的改善；通过增加铜柱的尺寸和降低铜柱的高度，器件内部的寄生参数和热阻均可得到改善。
中图分类号：TN305.94文献标识码：ADOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.08.002
中文引用格式：程波，吴畏，柯俊吉. Flip Chip QFN封装互连结构对器件电热性能的影响［J］.集成电路应用，2026，43（8）：8-11.
英文引用格式：Cheng Bo, Wu Wei, Ke Junji. The influence of Flip Chip QFN package interconnection structure on the electrical and thermal performance of devices［J］.Application of IC，2026，43（8）：8-11.
The influence of Flip Chip QFN package interconnection structure on the electrical and thermal performance of devices
Cheng Bo, Wu Wei, Ke Junji
Shanghai Belling Co., Ltd.
Abstract： Quad Flat No Lead (QFN) packages are widely used in the semiconductor field. Wire Bonding QFN (WB-QFN) and Flip Chip QFN (FC-QFN) are main types among QFN packaging technologies. This paper firstly analyzes the parasitic parameters and thermal resistance of FC-QFN and WB-QFN through simulation software. Secondly, the influence of the package interconnection structure on parasitic parameters and thermal resistance of the device is investigated. The results show that FC-QFN has much lower parasitic parameters compared to WB-QFN. The parasitic parameters and thermal resistance inside the device can be optimized by increasing the size and reducing the height of copper pillars.
Key words : WB-QFN; FC-QFN; copper pillar; parasitic parameter; thermal resistance

引言

随着电子产品集成技术的不断进步，四方扁平无引脚(Quad Flat No-lead，QFN)封装因其成本效益高、尺寸紧凑以及出色的散热性能而得到青睐［1］。根据内部互连方式的不同，QFN主要分为两类：①WB-QFN(Wire Bonding QFN)采用传统引线键合技术；②FC-QFN(Flip Chip QFN)采用倒装芯片技术。WBQFN由于使用键合丝，需要预留一部分引线键合的空间，导致其封装体积要比FC-QFN大。其次，键合丝的引入，增加了器件内部的寄生参数，限制了器件在高速、高频、高功率领域的应用［2］。此外，塑封料存在卤素元素，容易对焊球产生腐蚀，影响器件的电气性能。针对卤素的腐蚀机理，业界已经做了大量的研究工作［3］。FC-QFN采用特殊的倒装芯片技术，通过铜柱将芯片与封装引脚形成电气连接［4］，相较WB-QFN引线键合技术，FC-QFN封装极大地降低了器件内部的寄生参数。同时，铜柱极大地缩短了芯片与封装引脚的电气连接路径，给器件带来更好的开关性能，使得FC-QFN封装在高频、高功率器件中得到大量的应用。上述器件对于FC-QFN封装存在两方面的要求：①寄生低；②散热好。付颜龙［5］研究了WB-QFN封装不同厚度的引线框架以及不同键合金属线对器件寄生参数的影响，但目前很少有通过优化FC-QFN封装结构改善器件电热性能的相关研究，因此很有必要针对FC-QFN封装结构进行研究，探究其结构的优化对器件电热性能的改善作用，以满足高频、高功率器件的需求。


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作者信息：

程波，吴畏，柯俊吉

(上海贝岭股份有限公司，上海200233)

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