集成电路封装与测试 课件 封装 1.2导论

集成电路封装技术1IntegratedCircuitPackagingTechnology5W+2HWHATWHYWHEREWHENWHOHOWHOWMUCH七何分析法封装技术概述12封装的定义封装的目的3封装的功能4封装的分级5封装的发展趋势1封装的定义狭义的封装是指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或载板上布置、粘贴固定及连接，引出接线端子，通过可塑性绝缘介质封装固定，构成整体立体结构的工艺。从晶圆到半导体器件将以上所述的两个层次封装的含义结合起来，封装就是将载板技术、芯片封装体、元器件等全部要素按照设备整机的要求进行连接装配，以实现芯片的多方面功能并满足整机和系统的适用性。广义的封装是指封装工程，也称系统封装，是将芯片封装体与其他元器件组合，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个系统综合性能实现的工程。2封装的目的芯片封装的目的在于确保芯片经过封装之后具有较强的机械性能、良好的电气性能和散热性能。满足实现集成电路芯片内键合点和外部电气连接为芯片提供一个长期稳定可靠的工作环境保证芯片正常工作的高稳定性和可靠性3封装的功能传递电能电路保护传递电信号散热系统集成3封装的功能3.1传递电能所有电子产品都以电为能源，电能的传递包括电源电压的分配和导通，在封装过程中对于电能传递的主要考量是将不同部位的器件和模块所需的不同大小的电压进行恰当的分配，以避免不必要的电损耗，同时兼顾考虑地线分配问题。电能的传送必须经过线路的连接才能实现，这是芯片封装的主要功能作用。芯片封装传递电能结构示意图3封装的功能3.2传递电信号集成电路产生的电信号或外部输入的电信号，需通过封装将不同层之间的线路传递到正确的位置，这些线路不仅要保证电信号的延迟尽可能小，而且还要保证传递的路径达到最短。因此在经过芯片封装使各线路连接后，各电子组件间的电信号传递既有效也高效。芯片封装传递电信号结构示意图3封装的功能3.3散热集成电路的各元器件、部件、模块在长时间工作时会产生一定的热量。芯片封装就是利用封装材料良好的导热性能将电路间产生的热量有效地散失，使芯片在合适的工作温度下正常工作并达到各项性能指标的要求，不致因工作环境温度积累过高而造成电路的毁损。

芯片封装散热结构示意图3封装的功能3.4保护电路有效的电路保护不仅需要为芯片和其他连接部件之间提供可靠的机械支撑，而且还要确保精细的集成电路不受外界物质的污染。芯片封装为集成电路的稳定性和可靠性提供了良好的结构性保护和支持。芯片封装电路保护结构示意图3封装的功能3.5系统集成多个芯片可以通过封装工艺集成整合为一，科学的封装工艺不仅减少了电路之间连接的焊点数量，而且可以显著减减小封装体积和重量，同时缩短组件之间的连接线路，整体提高了集成电路的电性能。

芯片封装系统集成结构示意图3封装的功能在确定集成电路的封装要求时应注意以下几个因素（1）成本（2）封装形式与结构（3）可靠性（4）性能4封装的分级5封装的发展晶圆直径4英寸6英寸8英寸12英寸18英寸全球十大晶圆代工厂20XX5封装的发展摩尔定律：硅芯片上的晶体管集成密度每18个月翻1番5nm戈登·摩尔3nm5封装的发展集成电路的发展（1）芯片尺寸增加（2）工作频率提高（3）发热量增大（4）引脚数增多5封装的发展封装的要求（1）小型化（2）适应高发热（3）集成度提高（4）高密度化（5）适应多引脚（6）适应高温环境（7）适应高可靠性（8）考虑环保要求技术发展趋势尺寸发展趋势材料发展趋势功能发展趋势封装的发展5封装的发展（1）技术发展趋势2.5D/3D封装SiP技术晶圆级封装（Wafer

Level

Package,

WLP）板级封装（Panel

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Package,

PLP）5封装的发展（2）尺寸发展趋势晶体管尺寸封装工艺互联技术5封装的发展（3）功能发展趋势先进封装高度集成多功能5封装的发展（4）材料发展趋势半导体材