微电子封装的关键技术及应用前景研究

微电子封装的关键技术及应用前景研究

杨亚非

（内蒙古自治区河套灌区管理总局解放闸灌域管理局，内蒙古 巴彦淖尔 015000）

摘　要：在对微电子封装进行简要概述基础上，对微电子封装的关键技术，包括栅阵列封装、倒装芯片技术、芯片规模封装、多芯片模式、三维（3D）封装等进行介绍，最后围绕微电子封装技术的发展趋势进行了一定的分析。

关键词：微电子；封装技术；应用前景

中图分类号：TN405  文献标识码：A  文章编号：1003-9767（2016）01-041-02

伴随电子信息技术的发展，电子产品逐渐呈现微型化、多功能、便捷化、高性能等特点。而为了实现电子产品的这些特点，必须采用微电子封装技术，确保为电子产品的正常使用。目前，国内应用较多的微电子封装技术主要有微电子封装的关键技术，包括栅阵列封装、倒装芯片技术、芯片规模封装、多芯片模式、三维（3D）。这些封装技术各具优势，且应用范围有所不同。本文将围绕微电子封装的关键技术及应用前景展开研究。

为Micro BGA、塑料BGA和陶瓷BGA等。相比其他封装方式，BGA的优势在于引线见巨大，可容纳更多I/0；可靠性高，焊点牢固，不会损伤引脚；有较好的点特性，频率特性好；能与贴装工艺和设备良好兼容等。

栅阵列封装技术，英文简称为：BGA，属于表面安装型封装技术中的一种。主要的应用环境就是印刷电路基板的背面，采用二维阵列的方式，实现球形焊盘的有效布置，这样就能够避免采用传统的引线针脚。而在电路板正面所搭载的LSE芯片的印刷过程中，可以采用栋模注和浇注树脂的方式完成封装过程，这样能够实现超过200针的封装，所以，此类封装就属于一种多针的LSI封装技术。同时，封装过程中的封装体也要小于QFP封装过程。不仅如此，BAG封装过程中不需要担心出现引线变形的情况。2.2 倒装芯片关键技术

倒装芯片技术，即：FCW。其工艺实现流程就是将电路基板芯片上的有源区采用相对的方式，将衬底和芯片通过芯片上的焊料凸点进行连接，需要说明的是，这些凸点是呈阵列的方式排列。采用这种封装的方式，其最大的特点就在于具有比较高的I/O密度。而其相对于其他微电子封装技术的优势在于：第一，具备良好散热性能；第二，外形尺寸减小；第三，寿命提升，可靠性良好；第四，具备较高密度的I/O；第五，裸芯片的具备可测试性。2.3 芯片规模封装

CSP是与BGA处于同一个时代的封装技术。CSP在实际运用中，采用了许多BGA的形式。一般行业中在对二者进行区分时，主要是以焊球节距作为参考标准。一般焊球节距作小于1mm便是CSP，而高于1mm便是BGA。相对于BGA，CSP具有很多突出的优势，如：具备优良的电、热性；具备高封装密度；超小型封装；易于焊接、更换和修正；容易测定和老化；操作简便等。主要有适用于储存器的少引脚CSP和适用于ASCI的多引脚CSP。2.4 系统级封装

SIP只将种类各不相同的一些元件，通过多种技术，在同一电子构造体内进行混载集成。SIP不仅使一种封装方式，也是一种系统化的设计思想。通常也可以将SIP称之为堆叠式的CSP。SIP强调了封装内必须包括某中系统功能。相对

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１　微电子封装基本理论

微电子封装是指通过采用维系加工技术和膜技术两种技术，在基板或者框架之上对芯片及其他要素进行包括设置、粘贴、固定和链接等在内的操作，将各种连线端引接出来，并通过已经非常成熟的可塑性绝缘介质灌技术对其进行固定，从而构成整体完整的立体工艺结构。电子封装的目的是为了避免外界环境对芯片的伤害，为芯片提供稳定的电路和良好的工作环境，保证其正常运行。

从功能的角度来看，微电子封装是功能有：传到电能、传递电路信号、提供散热途径、结构保护与支持。而在进行微电子时采用的材料是金属、陶瓷、玻璃、高分子。而在决定采用何种材料的过程中，应该综合考虑封装器件的各种物理特性、电气特性、工艺与技术特性、价格等因素。在对微电子封装的内涵、目的、功能及主要采用材料等进行阐述基础上，有必要对微电子封装过程中所采用的各种技术进行深入分析。

２　微电子封装领域中的关键技术

当前，在微电子封装领域中，所能够采用的工艺技术有多种。目前主流的主要包括了栅阵列封装（BGA）、倒装芯片技术（FC）、芯片规模封装（CSP）、系统级封装（SIP）、三维（3D）封装等（以下用简称代替）。下面对这些微电子封装关键技术进行一一介绍，具体如下。2.1 栅阵列封装

BGA是目前微电子封装的主流技术，应用范围大多以主板芯片组和CPU等大规模集成电路封装为主。BGA的特点在于引线长度比较短，但是引线与引线之间的间距比较大，可有效避免精细间距器件中经常会遇到的翘曲和共面度问题。一般而言，按照使用材料的不同，可以将BGA划分

作者简介：杨亚非（1979-），男，蒙古族，内蒙古巴彦淖尔人，研究生，微电子工程师。研究方向：电子和水利。

展的标准之一。所以说，在未来的信息社会中，信息业将成为世界范围内的支柱产业，发展计算机科学与技术是促进社会经济发展的强行针，对于当前具有较高科技水平和文明程度的社会经济发展仍然具有积极的现实意义。

４　计算机科学与技术所存在的弊端是加大对其发展的必然要求

计算机科学与技术对社会各领域的影响也不都是积极的，其自身也存在一些危害与弊端，如网络犯罪的滋生、学生网络依赖的形成等。曾有新闻报道一男子自学黑客技术，攻击上海一食品公司，充值1分钱，篡改成200至2000元不等的充值结果，将4毛钱倍增成6万元。这种利用先进的计算机科学与技术反过来破坏计算机信息系统的案件时有发生，不法分子正是通过“黑客”手段获得充值金额后，经网络转卖获利。此外，实名制购票政策的出台，出现网络瘫痪而引发的乘客个人信息泄露危机。不仅如此，网络营销的出现，电商的火爆，出现网络购物的弊端，导致很多消费者投诉无门，网络安全行业不容乐观。可见计算机科学与技术的修补与维护应得到有关方面的高度重视，发展计算机科学与技术对于弥补当前同领域科技成果的漏洞具有现实意义。

用，就经济社会发展的当下而言，仍然具有较高的现实意义，不仅提高了人们的生活水平，还促进了教育事业的发展，也成为社会经济发展的核动力。在未来的发展中，要不断加强计算机科学与技术创新团队的培养，适时表彰并奖励在计算机科学与技术研究方面有突出贡献的专家学者，强化学科创新能力，同时要进一步增进国际合作与交流，引进国外先进技术，结合我国具体国情，探索出适合国内企业发展需要的计算机科学与技术发展道路。路漫漫其修远兮，相信在社会各界的共同努力下，计算机科学与技术的发展必将随着社交网络的应用、计算和交流的结合、数据规模的增大而获得更快速的提高，从而发挥出更强有力的科技作用与现实意义。

参考文献

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５　结　语

总之，计算机科学与技术的发展在历史上发挥了重要作（上接第41页）

于传统封装结构，SIP的特点体现在其与系统集成相关的两个步骤：系统模块的划分与设计，实现系统组合的载体。目前，SIP被广泛应用在了无线电方面、传感器方面和在网络和计算机技术方面，发挥了重要的作用。2.5 三维（3D）封装

3D是一种立体化的微电子封装技术。它实现了微电子组装的高密度化。同时，3D封装技术也具备了很多良好的特性，如具备较好可靠性、具备较快传输速度，低功耗，高性能等。毫无疑问，三维（3D）封装技术已经发展成为现有封装技术中组装密度最好的一种方法。

3.2 三维（3D）封装技术将成为最广泛的封装技术

三维（3D）封装技术是一种立体化的封装技术，是对传统封装技术的创新，是一种强调堆砌封装的封装技术。同时，三维（3D）封装技术也是各种电子封装技术中组装密度最好的办法。一般可以达到200%～300%。同时，三维（3D）封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径。目前，三维（3D）封装技术是国际上近些年研究最多的一种微电子封装中的主流技术。特别是随着三维封装技术的不断发展，其应用范围逐步扩展。

４　结　语

新一代数字产品中，无源元件和有源器件的典型比值可以得到50：1或更大。在微电子产品结构组装过程中，为了提升封装效率，采用无源元件的小型化和集成化的方法。无源元件技术的发展，使其逐渐成为微电子组装领域中的关键环节。同时，无源类元件在各种基板上的不同应用将成为未来的主要发展方向。

３　微电子封装领域的未来发展趋势

我国国内的微电子封装研究起步较晚。伴随着我国相关国家部门和行业对该领域发展的重视，其中的各种技术也得到了快速的发展。国内电子封装未来的发展趋势主要呈现出三个不同的特点：首先，单个芯片朝着多芯片的方向发展；其次，从平面型的封装朝着立体的封装方向发展；再次，基于独立芯片的封装朝着系统集成的方向发展。3.1 倒装芯片技术

经过多年的发展，倒装芯片技术逐渐发展为电子封装领域中的主流技术。倒装芯片（FC）技术的最大特点在于互联线短，与其他的封装方法相比较的话，它具备面积小、密度高的特点，且综合性能优于其他方法。同时，在实际运用中FC技术芯片的凸点可一次制作完成，不仅有效节约了时间，更节约了工作量。

参考文献

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