【封装技术发展历史文献综述2200字】

封装技术发展历史文献综述随着半导体技术发展包装技术也在不断进步。目前，对高密度、低成本、高性能的要求越来越高。从而出现了各种封装类型。可编程芯片器件(双列直插式芯片封装)、plc(一个带双列引线的小型塑料载体芯片封装载体)、QFP(双列平面式芯片封装)、tsop(双列薄型化或小型化芯片封装)、bga(双列球栅式或阵列式芯片封装)、QFN(双列方形式或平面式的无引脚芯片封装)、wlcsp(晶圆级塑料芯片载体封装)、FlipChip（倒装芯片）等，如下图1.4，主要罗列了目前市面上比较常见的封装类型。虽然在名字上有点复杂，但若能弄清芯片封装的发展历程也不是那么难懂。DIP类产品从最小、引脚数量最少，到可有上千个IO的Flipchip类产品，芯片的封装技术发生了跨时代的重大变革，随着技术要求一代比一代高，追求性能最佳的同行们也要求芯片的面积不断减小，以应对成本压力，以及高集成度的要求，当芯片面积不断减小时，封装面积也必须随之减小。如如下图1.4所示,如:以70年代的一个dip(dualln-linepackage)芯片为一实例,即目前所谓的芯片双列采用直插模式封装,它代表了低封装区域/脚数比的封装类型，其总脚数在36足以下，每个脚数占用8-18平方毫米的面积。尽管如此dip封包安装有其自身的许多特点,如:主要适用于dipcb(小型印刷端子电路板)的圆形穿孔电路安装,布线方式较方,操作简单等。但目前作为衡量一种新型芯片器件封装设计技术先进与否的最重要衡量指标仍然还是器件芯片封装面积/器件封装使用面积,在下面的图1.4中，以每针所占的面积平方为纵轴，越接近0就越好，当然永远不会是0，只有离0越近。很明显，DIP产品，与0差别很大。可见，DIP类封装的尺寸，比原来的芯片大得多，因此是一种比较浪费面积的封装方式，封装效率非常低。图1.4各封装形式与产品脚数分布示意图伴随着芯片封装装饰技术的飞速发展,80年代后期出现了第二代芯片封面安装装饰技术,这种以内存TSOP(Thin-smallOutlinePackage)为主要代表的小型芯片封装,由于其应用小型化、适于在TSMT(芯片表面涂层安装装饰技术)广泛应用等技术特点,很快就被国内业界广泛研究采用,甚至在市场竞争激烈的今天,任然仍然一直保持着用于内存芯片封面安装的业界主流技术地位。TSOP的一个重要典型设计特征也就是在一个塑料零件封口的周围被用做引脚。它的每个脚数所占用的面积在2到6之间,相比第一代的DIP有了大幅的提高。同时它使用操作比较方便,可靠性也相对比高,适合高频电路应用等。因此目前的DTSOP内存技术被广泛地研究应用于各种SDRAM类型内存的设计制造上。由于集成技术的进步，芯片集成度不断提高，I/O管脚数量急剧增加，功耗也随之增加。在开发人员的不懈努力下，又增加了一种新的封装方法——BGA（BallGridArrayPackage），也就是球栅阵列封装。当前，BGA封装技术在笔记本电脑、CPU、GPU、存储器、主板芯片和其他大规模集成电路领域中得到了广泛的应用。BGA类产品的每一针脚占用的面积都在1-4之间，似乎与QFN等封装形式差不多，但它有一个最大的优点，就是布线的灵活性，基板的设计可以根据芯片的设计来调整，以满足大批量集成电路的需要，这种封装方式比以前的封装方式更薄，更轻。尽管BGA的功耗已经有所提高,但它仍然可以采用可控塌陷芯片这种方法进行焊接,从而减少了热阻,改善了电热特性,降低了寄生参数,降低了对信号的传输和延迟,使用的频率也大大提高。尽管如此，就每根针占用的面积而言，BGA封装仍存在较大的占用衬底面积问题。由于芯片的集成度也越来越高，在小单元区域内需要集成更多的引线连接（WireBond）技术的时候，传统的引线连接（WireBond）技术已经显现出其局限性。通过这样的方式WLCSP（WireLevelChipScalePackaging），晶片级芯片封装已经成为许多公司的首选方案。与我们传统的晶体芯片封装技术不同,最新的封装技术主要是先对每一块整片的晶圆分别进行了封装、检测,然后将每一块晶圆分别切割成单个的晶粒，这样封装后的体积就与原来的晶圆尺寸持平。如图中所示，每一个脚位数占据的面积比例是从0到1。即目前最节省封装面积、最大利用率的一种封装形式。总而言之，最基本的是封装技术的发展过程，所有工艺技术包括芯片设计，包括封装设计，都在向小型化、精密化、便捷化方向发展。参考文献[1]燕子鹏,赵光辉,谢廷明,周成彬.金丝球焊复合键合工艺可靠性研究[J].微电子学,2021,51(01):142-145.[2]张策,李兆仁.MEMS光开关的金丝球焊工艺研究开发及应用[J].轻工科技,2020,36(04):72-75+84.[3]沈金华.铜线键合设备焊接一致性探索[J].电子工业专用设备,2020,49(01):11-14+35.[4]张天乙.金丝球焊接头视觉识别技术[J].林业机械与木工设备,2019,47(03):49-53.[5]刘丽君,赵修臣,李红,王迎春.热超声金丝键合工艺及其可靠性研究[J].新技术新工艺,2018(03):27-31.[6]关晓丹,孙燕,赵鹏.微电子封装中金丝球焊工艺质量预测模型设计与研究[J].北华航天工业学院学报,2018,28(01):1-3+8.[7]杨虎刚,徐世明.金线键合线颈受损控制方法研究[J].家电科技,2017(11):42-45.[8]曹军,吴卫星.微电子封装银合金键合线的研究及发展前景[J].贵金属,2017,38(S1):7-11.[9]郑友益,高文斌.LED封装用Ag/Pd/Au合金键合线的发展研究[J].机械工程师,2016(11):55-57.[10]林海青.金丝球焊工艺及影响因素分析[J].中国新技术新产品,2016(02):48-49.[11]刘颖,李欣华.铜线键合技术在智能卡模块封装中的应用[J].集成电路应用,2015(12):34-37.[12]胡立波,高敏.浅谈金线键合[J].电子制作,2015(17):97.[13]王姜伙,金家富.自动金丝球焊工艺中第一键合点成球缺陷分析[J].电子与封装,2014,14(02):13-15.[14]田知玲,夏志伟,闫启亮.金丝球焊制作焊接凸点的工艺参数分析[J].电子工业专用设备,2012,41(12):33-39.[15]陈飞珺,严石,杨振国,李志东,陈蓓.电镀镍金板无法键合金线的失效分析[J].复旦学报(自然科学版),2012,51(02):154-158+261+265.[16]付江波,牛伟光,颜向乙,孙永超.全自动