湘潭大學**
題目：微電子封裝技術的發展趨勢
學院：材料與光電物理學院
專業：微電子
學號：2010700527
姓名：向俊霖
完成日期：2023年2月24日
目錄摘要 1
關鍵詞 1
一、微電子封裝的發展歷程 1
二、新型微電子封裝技術 1
三、微電子封裝技術的發展趨勢 3
四、結語 3
參考文獻 3
摘要：本文論述了微電子封裝技術的發展歷程，發展現狀和發展趨勢，主要介紹了幾種重要的微電子封裝技術，包括：bga封裝技術、csp封裝技術、sip封裝技術、3d封裝技術、mcm封裝技術等。
關鍵詞：微電子技術；封裝
一、微電子封裝的發展歷程
ic封裝的引線和安裝型別有很多種，按封裝安裝到電路板上的方式可分為通孔插入式(th)和表面安裝式(sm)，或按引線在封裝上的具體排列分為成列、四邊引出或面陣排列。微電子封裝的發展歷程可分為三個階段：第一階段：
上世紀70年代以插裝型封裝為主，70年代末期發展起來的雙列直插封裝技術(dip)。第二階段：上世紀80年代早期引入了表面安裝(sm)封裝。
比較成熟的型別有模塑封裝的小外形(so)和plcc型封裝、模壓陶瓷中的cerquad、層壓陶瓷中的無引線式載體(llcc)和有引線片式載體(ldcc)。plcc，cerquad，llcc和ldcc都是四周排列類封裝，其引線排列在封裝的所有四邊。第三階段：
上世紀90年代，隨著整合技術的進步、裝置的改進和深亞微公尺技術的使用，lsi，vlsi，ulsi相繼出現，對積體電路封裝要求更加嚴格，i/o引腳數急劇增加，功耗也隨之增大，因此，積體電路封裝從四邊引線型向平面陣列型發展，出現了球柵陣列封裝(bga)，並很快成為主流產品。
二、新型微電子封裝技術(一)焊球陣列封裝(bga)
陣列封裝(bga)是世界上九十年代初發展起來的一種新型封裝。bga封裝的i/o端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面，bga技術的優點是：i/o引腳數雖然增加了，但引腳間距並沒有減小反而增加了，從而提高了組裝成品率；雖然它的功耗增加，但bga能用可控塌陷晶元法焊接，從而可以改善它的電熱效能；厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少；寄生引數減小，訊號傳輸延遲小，使用頻率大大提高；組裝可用共面焊接，可靠性高。
這種bga的突出的優點：①電效能更好：bga用焊球代替引線，引出路徑短，減少了引腳延遲、電阻、電容和電感；②封裝密度更高；由於焊球是整個平面排列，因此對於同樣面積，引腳數更高。
例如邊長為31mm的bga，當焊球節距為1mm時有900只引腳，相比之下，邊長為32mm，引腳節距為0.5mm的qfp只有208只引腳；③bga的節距為1.5mm、1.
27mm、1.0mm、0.8mm、0.
65mm和0.5mm，與現有的表面安裝工藝和裝置完全相容，安裝更可靠；④由於焊料熔化時的表面張力具有「自對準」效應，避免了傳統封裝引線變形的損失，大大提高了組裝成品率；⑤bga引腳牢固，轉運方便；⑥焊球引出形式同樣適用於多晶元組件和系統封裝。因此，bga得到**性的發展。
bga因基板材料不同而有塑料焊球陣列封裝(pbga)，陶瓷焊球陣列封裝(cbga)，載帶焊球陣列封裝(tbga)，帶散熱器焊球陣列封裝(ebga)，金屬焊球陣列封裝(mbga)，還有倒裝晶元焊球陣列封裝(fcbga)。pqfp可應用於表面安裝，這是它的主要優點。但是當pqfp的引線節距達到0.
5mm時，它的組裝技術的複雜性將會增加。在引線數大於200條以上和封裝體尺寸超過28mm見方的應用中，bga封裝取代pqfp是必然的。在以上幾類bga封裝中，fcbga最有希望成為發展最快的bga封裝。
fcbga除了具有bga的所有優點以外，還具有：①熱效能優良，晶元背面可安裝散熱器；②可靠性高，由於晶元下填料的作用，使fcbga抗疲勞壽命大大增強；③可返修性強。
(二)晶元尺寸封裝(csp)
csp(chip scale package)封裝，是晶元級封裝的意思。csp封裝最新一代的記憶體晶元封裝技術，其技術效能又有了新的提公升。csp封csp封裝裝可以讓晶元面積與封裝面積之比超過1:
1.14，已經相當接近1:1的理想情況，絕對尺寸也僅有32平方公釐，約為普通的bga的1/3，僅僅相當於tsop記憶體晶元面積的1/6。
與bga封裝相比，同等空間下csp封裝可以將儲存容量提高三倍。
晶元尺寸封裝(csp)和bga是同一時代的產物，是整機小型化、便攜化的結果。美國jedec給csp的定義是：lsi晶元封裝面積小於或等於lsi晶元面積120%的封裝稱為csp。
由於許多csp採用bga的形式，所以最近兩年封裝界權威人士認為，焊球節距大於等於lmm的為bga，小於lmm的為csp。由於csp具有更突出的優點：①近似晶元尺寸的超小型封裝；②保護裸晶元；③電、熱性優良；④封裝密度高；⑤便於測試和老化；⑥便於焊接、安裝和修整更換。
一般地csp，都是將圓片切割成單個ic晶元後再實施後道封裝的，而wlcsp則不同，它的全部或大部分工藝步驟是在已完成前工序的矽圓片上完成的，最後將圓片直接切割成分離的獨立器件。csp封裝記憶體晶元的中心引腳形式有效地縮短了訊號的傳導距離，其衰減隨之減少，晶元的抗干擾、抗噪效能也能得到大幅提公升。csp技術是在電子產品的更新換代時提出來的，它的目的是在使用大晶元(晶元功能更多，效能更好，晶元更複雜)替代以前的小晶元時，其封裝體占用印刷板的面積保持不變或更小。
wlcsp所涉及的關鍵技術除了前工序所必須的金屬澱積技術、光刻技術、蝕刻技術等以外，還包括重新佈線(rdl)技術和凸點製作技術。通常晶元上的引出端焊盤是排到在管芯周邊的方形鋁層，為了使wlp適應了smt二級封裝較寬的焊盤節距，需將這些焊盤重新分布，使這些焊盤由晶元周邊排列改為晶元有源面上陣列排布，這就需要重新佈線(rdl)技術。
微電子封裝技術是90年代以來在半導體積體電路技術、混合積體電路技術和表面組裝技術(smt)的基礎上發展起來的新一代電子組裝技術。多晶元組件(mcm)就是當前微組裝技術的代表產品。它將多個積體電路晶元和其他片式元器件組裝在一塊高密度多層互連基板上，然後封裝在外殼內，是電路元件功能實現系統級的基礎。
csp的出現解決了kgd問題，csp不但具有裸晶元的優點，還可象普通晶元一樣進行測試老化篩選，使mcm的成品率才***，大大促進了mcm的發展和推廣應用。目前mcm已經成功地用於大型通用計算機和超級巨型機中，今後將用於工作站、個人計算機、醫用電子裝置和汽車電子裝置等領域。
四、結語
從以上介紹可以看出，微電子封裝，特別是bga、csp、sip、3d、mcm等先進封裝對smt的影響是積極的，當前更有利於smt的發展，將來也會隨著基板技術的提高，新工藝、新材料、新技術、新方法的不斷出現，促進smt向更高水平發展。
[2]**君，傅嶽鵬，田民波．微電子封裝材料的最新進展[j].半導體技術，2008.[3]吳懿平，丁漢．電子製造技術基礎[m].北京：機械工業出版社，2005．
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