雷穎

摘 要：近年來，我國電子封裝技術(shù)發(fā)展迅速，且為電子產(chǎn)品與電子系統(tǒng)的微小型化發(fā)展提供了重要的外部技術(shù)保證。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對電子封裝技術(shù)的認(rèn)識與了解，文章則主要對當(dāng)前國內(nèi)外電子封裝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)和說明，在此基礎(chǔ)上，對電子封裝技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢展開了深入研究。

關(guān)鍵詞：電子封裝技術(shù)；MIS倒裝封裝；3D封裝

前言

自發(fā)明集成電路產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展對電子封裝技術(shù)提出了更高的要求，而電子封裝技術(shù)也承擔(dān)起越來越多的多元化以及集成化和規(guī)模化的芯片封裝功能。在此背景下，加強(qiáng)對國內(nèi)外電子封裝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的研究和分析，并準(zhǔn)確把握電子封裝技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，已成為電子封裝領(lǐng)域適應(yīng)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要著重開展的關(guān)鍵工作。

1 電子封裝技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)電子封裝技術(shù)現(xiàn)狀

經(jīng)過了國內(nèi)相關(guān)企業(yè)的長期不懈的努力，結(jié)合國實際情況借鑒國外先進(jìn)電子封裝技術(shù)，通過多年的技術(shù)沉淀和開發(fā)，我國封裝產(chǎn)業(yè)在近年來出現(xiàn)了較多的半導(dǎo)體創(chuàng)新技術(shù)以及相應(yīng)產(chǎn)品，而以技術(shù)創(chuàng)新為代表的本土封裝企業(yè)的快速發(fā)展也成為了提高我國電子封裝技術(shù)和產(chǎn)業(yè)國際競爭力的關(guān)鍵。2012年，由國內(nèi)25家電子封裝產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)單位組建形成的“集成電路封測產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”標(biāo)志著我國擁有了自己的電子封裝技術(shù)研究團(tuán)隊，通過建立高密度的IC封裝技術(shù)工程實驗室，以封測產(chǎn)業(yè)量廣面大、對進(jìn)口技術(shù)具有較強(qiáng)依賴或是被國外發(fā)達(dá)國家壟斷的封裝技術(shù)創(chuàng)新等作為主要項目，加快推動項目的組織實施和研究、管理工作，使得封測應(yīng)用工程對整個電子封裝產(chǎn)業(yè)鏈的輻射作用得以有效發(fā)揮[1]。

根據(jù)品牌化戰(zhàn)略與國際化戰(zhàn)略的發(fā)展方針，CSP以及MCP和BGA等新型封裝技術(shù)已在部分電子封裝的生產(chǎn)線應(yīng)用，而SPFN以及FBP和MIS等自主知識產(chǎn)權(quán)的獲得也為提高我國電子封裝技術(shù)的國際競爭力水平奠定了良好基礎(chǔ)。例如，TSV硅片通道、SiP射頻以及圓片級三維的再布線封裝與50um及以下超薄芯片的三維堆疊封裝技術(shù)等被廣泛應(yīng)用到電子封裝的實際工作中，有效帶動了電子封裝產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以所創(chuàng)新研發(fā)的電子封裝技術(shù)中較為典型的MIS倒裝封裝技術(shù)為例，其能夠較好地替代具有較高成本的BGA封裝，且腳寬與腳間距等內(nèi)腳密度也同時達(dá)到25um，能夠?qū)ΜF(xiàn)階段IC封裝的QFN和DFN系列產(chǎn)品的主流封裝技術(shù)予以良好支持，通過引入扇入扇出內(nèi)外引腳的互聯(lián)技術(shù)，能夠在確保封裝效率的基礎(chǔ)上，節(jié)約30%的成本，具有良好的實用價值。

1.2 國際電子封裝技術(shù)現(xiàn)狀

相較于中國，國際方面電子封裝技術(shù)的發(fā)展更為迅速，目前為止，國際領(lǐng)域的電子封裝技術(shù)主要包括了3D封裝技術(shù)、SiP（多媒體通信協(xié)議）技術(shù)以及TSV集成技術(shù)等多項先進(jìn)的電子封裝技術(shù)。

首先，對3D封裝技術(shù)進(jìn)行分析。對3D封裝進(jìn)行分析可知，其實質(zhì)上是一種基于系統(tǒng)級集成結(jié)構(gòu)的電子封裝技術(shù)，具有封裝密度高、產(chǎn)品性能好、功耗噪聲低等諸多特點。就現(xiàn)階段而言，國際方面電子供應(yīng)鏈的3D封裝分類標(biāo)準(zhǔn)主要包括四種：（1）3D-SiP，以傳統(tǒng)的引線縫合展開芯片堆疊工作，通過實現(xiàn)第二、三層Jisso封裝層級的3D互聯(lián)，達(dá)到封裝目的，3D互聯(lián)高度為1mm及以下；（2）3D-SIC，這種堆疊IC的3D封裝技術(shù)主要是在全局或中間層級實現(xiàn)3D互聯(lián)，互聯(lián)高度大都在1-10um之間；（3）3D-WLP，3D的晶片級封裝大都在IC鈍化層的工藝完成之后，其3D互聯(lián)的高度大都在100um以內(nèi)；（4）3D-IC，此種3D封裝技術(shù)是在芯片連接層級所實現(xiàn)的3D互聯(lián)，互聯(lián)高度為1um及以下[2]。

其次，對SiP多媒體通信協(xié)議封裝技術(shù)進(jìn)行分析。SiP技術(shù)以芯片為核心，其特點是無薄膜集成且具有分離元件的集成，需母板，在繼承了傳統(tǒng)的3D封裝技術(shù)特點的基礎(chǔ)上，將其進(jìn)一步豐富。SiP封裝技術(shù)通過對現(xiàn)有的芯核資源以及生產(chǎn)工藝進(jìn)行整合，從而有效降低了封裝成本，在縮短其投入實際應(yīng)用時間的同時，也克服了傳統(tǒng)3D封裝工藝的信號混合和電磁干擾等封裝難題，相應(yīng)的封裝產(chǎn)品也大都集中在低成本、高性能且便于攜帶的通信元件和通信系統(tǒng)等方面[3]。

最后，對TSV硅片通道集成技術(shù)進(jìn)行分析。TSV集成封裝技術(shù)是借助垂直的硅通孔完成芯片互聯(lián)的技術(shù)，具有連接強(qiáng)度高、連接距離短等特點，能夠?qū)崿F(xiàn)高密度且更小更薄的產(chǎn)品封裝，還能夠?qū)Σ煌酒幕ヂ?lián)予以良好支持。以制作時間段為依據(jù)，TVS通孔集成可劃分為先通孔、中通孔以及后通孔和鍵合后通孔四種，對于存儲器堆疊以及圖像傳感器和MEMS結(jié)構(gòu)的封裝等具有良好的適應(yīng)性，通過銅-銅鍵結(jié)合以及硅熔融鍵合等，迅速發(fā)展成為3D集成的關(guān)鍵工藝。

2 電子封裝技術(shù)發(fā)展趨勢

電子封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下兩方面：（1）BGA封裝技術(shù)的普及和發(fā)展。BGA即焊球陣列封裝，其輸入/輸出端是焊料球且呈陣列排列，當(dāng)輸入/輸出口較多時，便需要BGA焊球陣列封裝[4]。對BGA封裝進(jìn)行分析可知，其不僅能夠安排多個I/O口，而且還能夠用于多芯片模塊MCM封裝，通過在基片上制作無源元件，并將第二個或是多個IC共同放置基片中進(jìn)行封裝。在封裝過程中若還應(yīng)用了倒裝片技術(shù)，則還可省去金屬絲的連接，從而有效提高封裝速度并降低封裝的復(fù)雜性。據(jù)我國電子產(chǎn)業(yè)相關(guān)部門調(diào)查，2013年全球BGA的封裝產(chǎn)值已達(dá)到105億美元，同比增長12.2%。但因BGA封裝成本較高，故當(dāng)前并未普及。因此，未來應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對BGA封裝技術(shù)的研究力度，通過對其各個封裝環(huán)節(jié)進(jìn)行探討和優(yōu)化，從而降低其封裝成本，提高其應(yīng)用范圍，使此種封裝技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用到IC產(chǎn)業(yè)的電子封裝當(dāng)中。（2）圍繞3D封裝技術(shù)開展3D封裝、綠色封裝以及封裝的可靠性測試等。以3D封裝為基礎(chǔ)，逐漸向外延伸，加大對LED封裝以及封裝材料和封裝設(shè)備的研究力度，以重大專項為先導(dǎo)，以行業(yè)市場帶動封裝技術(shù)研發(fā)，從而推動成果產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)封測產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。加大對SiP關(guān)鍵技術(shù)的研究，盡快推動超薄芯片封裝以及超細(xì)節(jié)距封裝等相關(guān)封裝技術(shù)的研究步伐，并將3D動態(tài)隨機(jī)存取存儲器即3D-DRAM封裝納入到電子封裝技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中，通過實現(xiàn)4片乃至更多的DRAM核芯片的TVS堆疊，提高芯片的功率性能和數(shù)據(jù)傳輸速率，通過扶持TSV以及3D-SiP技術(shù)的研發(fā)，實現(xiàn)電子封裝技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

3 結(jié)束語

文章以電子封裝技術(shù)作為主要研究對象，通過對國內(nèi)外電子封裝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并對電子封裝技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢作出詳細(xì)說明。研究結(jié)果表明，當(dāng)前我國電子封裝技術(shù)發(fā)展迅速，但仍然同國際電子封裝技術(shù)存在較大差距，未來還應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對電子封裝技術(shù)的研究與應(yīng)用力度，通過加快推動BGA封裝技術(shù)、3D封裝技術(shù)以及TSV和3D-SiP技術(shù)的發(fā)展，逐步實現(xiàn)電子封裝的產(chǎn)業(yè)化和集成化發(fā)展，促使我國電子封裝技術(shù)的國際競爭水平得以有效提升。

參考文獻(xiàn)

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