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半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
封裝的作用及電子封裝工程的地位 :
過去,人們對(duì)“封裝技術(shù)”的理解,僅限于連 接、組裝等,涉及的范圍很窄,且多以一般的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)對(duì)待。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,“封裝技術(shù)”也逐步演變?yōu)椤半娮臃庋b工程”。在討論電子封裝工程的發(fā)展趨勢(shì)時(shí),需要擺脫陳舊觀點(diǎn)的束縛,提高對(duì)其重要性的認(rèn)識(shí),應(yīng)該將其視為實(shí)現(xiàn)高度多樣化電子信息設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù),認(rèn)真對(duì)待。電子封裝的作用,簡(jiǎn)單說來(lái)有以下幾點(diǎn):
(1)保證電子元器件正常工作,并引出其功能;
(2)保證電子元器件之間信息的正常存取,并以功能塊的形式實(shí)現(xiàn)其功能要求;
(3)通過數(shù)個(gè)功能塊之間的結(jié)合,構(gòu)成系統(tǒng)裝置并實(shí)現(xiàn)其功能;
(4)便于人與機(jī)器系統(tǒng)之間的信息交流,即建立操作方便、交換信息快捷的人機(jī)界面;
(5)作為商品,通過封裝實(shí)現(xiàn)附加的價(jià)值,以增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。
上述(1)(2)兩條,作為電子封裝的作用,人們?cè)缬姓J(rèn)同,但是(3)-(5)條,作為今后電子封裝的目的,需要特別重視。電子封裝涉及到廣泛的工程領(lǐng)域。為了正確認(rèn)識(shí)并分別把握決定上述封裝作用的相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù),一般是將封裝的全過程分解為不同的階段,或按不同的“級(jí)”來(lái)考慮。劃分階段或分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn),如圖1所示,是按實(shí)現(xiàn)不同的功能將封裝劃分為L(zhǎng)SI芯片、封裝、模塊、系統(tǒng)裝置等四個(gè)階段,按目前國(guó)內(nèi)習(xí)慣分別稱其為0級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)封裝。需要特別指出的是,電子封裝的發(fā)展趨勢(shì)是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì),即上述不同的封裝階段,由獨(dú)立分散型向集中統(tǒng)一型,由單純的生產(chǎn)制造型向設(shè)計(jì)主導(dǎo)型進(jìn)展。
本文中所討論的半導(dǎo)體封裝技術(shù)主要針對(duì)圖1所示的0級(jí)封裝和一級(jí)封裝。前者涉及芯片表面的 再布線(通過布線將LSI芯片表面的1/0端子變換為平面陣列布置的凸點(diǎn),以便與封裝基板微互聯(lián),形成焊料凸點(diǎn)或金凸點(diǎn),以及形成凸點(diǎn)下金屬化層(BUM)等;后者涉及到LSI芯片的封裝,包括封裝基板的材料、結(jié)構(gòu)與制作,LSI芯片與封裝基板的微互聯(lián),封裝、封接技術(shù)等。半導(dǎo)體封裝技術(shù)要承擔(dān)上述 電子封裝作用的(1)、(2)兩項(xiàng),而隨著電子設(shè)備向高速、高功能化及輕薄短小化發(fā)展,其對(duì)(3)-(5)項(xiàng)所起作用也越來(lái)越大。
表1是最近和未來(lái)幾年便攜式通信設(shè)備性能 進(jìn)展及預(yù)測(cè)。前兩年還只有通信功能的手機(jī),現(xiàn)在已成為集通信、攝像、照相、傳輸文字信息和圖像信息于一身的現(xiàn)代綜合型電子設(shè)備,今后幾年性能還會(huì)進(jìn)一步提高。