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半導(dǎo)體芯片的主要制備流程包括芯片設(shè)計->圓晶制造->封裝測試。所謂半導(dǎo)體“封裝(Packaging)”,是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程的最后一道工序,是將集成電路用絕緣的材料打包的技術(shù)。SOiC封裝廠CSFiWLP晶圜制造廠(FAB>iSOiC封裝廠CSFiWLP晶圜制造廠(FAB>iI*F切割圖一傳統(tǒng)的半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)制造鏈封裝工藝主要有以下功能:功率分配(電源分配)、信號分配、散熱通道、隔離保護(hù)和機(jī)械支持等。封裝工藝對于芯片來說是必須的,也是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。因為芯片必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質(zhì)對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能的下降。另外,封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸??梢哉f封裝是半導(dǎo)體集成電路與電路板的鏈接橋梁,封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身的性能和終端產(chǎn)品的開發(fā)。集成電路封裝的技術(shù)代演進(jìn)芯片封裝技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)了好幾代的變遷,代表性的技術(shù)指標(biāo)飛速發(fā)展,包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近,適用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,以及引腳數(shù)目增多,引腳間距減小,重量減小,可靠性提高等等。從封裝技術(shù)的發(fā)展歷程看,半導(dǎo)體封裝技術(shù)發(fā)展包括5個發(fā)展階段,沿3個趨勢發(fā)展:尺寸縮小、功能轉(zhuǎn)換與性能提高、技術(shù)融合。卄:紀(jì)初'llS亠DIPPLCCSOPPQFP八卜年代J州小幼徒轉(zhuǎn)換與性能提髙CDIPTOSEP卄:紀(jì)初'llS亠DIPPLCCSOPPQFP八卜年代J州小幼徒轉(zhuǎn)換與性能提髙CDIPTOSEP六十年代SSOPWLPcspBGA九+^代屮廿剛[i-BGA3DMCMS1P九十年代中后朗^IEMSI!:1;:噩會圖二集成電路封裝形式的進(jìn)化最早出現(xiàn)的封裝型態(tài)DIP正在快速萎縮,目前,全球半導(dǎo)體封裝的主流技術(shù)正處在第三階段的成熟期,以CSP和BGA等主要封裝形式進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),同時也在向第四、第五階段發(fā)展。圖三為Amkor公司給出了封裝技術(shù)代推進(jìn)的趨勢總結(jié)。圖三封裝技術(shù)代的演進(jìn)集成電路封裝的工藝流程變遷晶圓成型檢驗貼片劃片出貨注塑鋰合1:片優(yōu)堿薄打磨晶圓成型檢驗貼片劃片出貨注塑鋰合1:片優(yōu)堿薄打磨電鍍圖四QFP封裝工藝流程以當(dāng)前產(chǎn)品中普遍采用的QFP封裝形式為例,圖四給出了目前產(chǎn)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的封裝工藝流程。其制造過程可以大致分為:晶圓通過劃片工藝后被切割為小的晶片,然后用膠水貼裝到相應(yīng)的引線框架的小島上,再利用超細(xì)的金屬導(dǎo)線將晶片的接合焊盤連接到框架的相應(yīng)引腳;然后再對獨(dú)立的晶片用塑料外殼加以封裝保護(hù),塑封之后還要進(jìn)行電鍍,成品測試通過后進(jìn)入包裝等工序,最后出貨。該生產(chǎn)流程也定義了封裝技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈條的基本形式,生產(chǎn)商在升級加工能力和產(chǎn)品形式的同時必須進(jìn)行相應(yīng)工藝線的升級。集成電路的封裝技術(shù)的歷史發(fā)展過程中伴隨著兩次重要的技術(shù)革新,一次是表貼工藝(SMT)的出現(xiàn),封裝形式由DIP為代表的直插式封裝進(jìn)入QFP等表貼式封裝時代;第二次技術(shù)革新是BGA技術(shù)的出現(xiàn),采用面陣列的形式克服了引腳間距的限制。由于BGA技術(shù)首次在封裝體內(nèi)引入了基板(之前的封裝技術(shù)都采用引線框架的形式),這樣也在傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈中創(chuàng)造和增加了基板設(shè)計與制造,焊球材料生產(chǎn)與貼裝等環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)外的封裝技術(shù)已經(jīng)都基本進(jìn)入到第四階段,各大廠商都已經(jīng)在CSP(芯片級封裝),WLP(晶圓級封裝),SIP(系統(tǒng)級封裝),三維高密度封裝(3Dpackage)領(lǐng)域開展了相應(yīng)工作,這些新技術(shù)的涌現(xiàn)帶動的封裝工藝及設(shè)備的發(fā)展,具有代表性和突破性工藝的有倒裝片(flipchip)工藝,硅通孔(TSV)
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