半导体封装,半导体封装是什么意思

admin管理员组

文章数量:1537363

2024年6月14日发(作者：)

半导体封装，半导体封装是什么意思

半导体封装简介:

半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成。

半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得

到独立芯片的过程。封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片

工艺后，被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装

到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金、锡、

铜、铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（BondPad）连接到

基板的相应引脚（Lead）,并构成所要求的电路；然后再对独立的晶

片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后，还要进行一系列操作，如后

固化（PostMoldCure）、切筋和成型（Trim&Form）、电镀（Plating）

以及打印等工艺。封装完成后进行成品测试，通常经过入检

（Incoming）、测试（Test）和包装（Packing）等工序，最后入库出

货。典型的封装工艺流程为：划片装片键合塑封去飞边电镀打印切筋

和成型外观检查成品测试包装出货。

1半导体器件封装概述

电子产品是由半导体器件(集成电路和分立器件)、印刷线路板、导线、

整机框架、外壳及显示等部分组成，其中集成电路是用来处理和控制

信号，分立器件通常是信号放大，印刷线路板和导线是用来连接信号，

整机框架外壳是起支撑和保护作用，显示部分是作为与人沟通的接口。

所以说半导体器件是电子产品的主要和重要组成部分，在电子工业有

1

“工业之米的美称。

我国在上世纪60年代自行研制和生产了第一台计算机，其占用面积

大约为100m2以上，现在的便携式计算机只有书包大小，而将来的计

算机可能只与钢笔一样大小或更小。计算机体积的这种迅速缩小而其

功能越来越强大就是半导体科技发展的一个很好的佐证，其功劳主要

归结于：(1)半导体芯片集成度的大幅度提高和晶圆制造

(Waferfabrication)中光刻精度的提高，使得芯片的功能日益强大而

尺寸反而更小；(2)半导体封装技术的提高从而大大地提高了印刷线

路板上集成电路的密集度，使得电子产品的体积大幅度地降低。

半导体组装技术(Assemblytechnology)的提高主要体现在它的封装

型式(Package)不断发展。通常所指的组装(Assembly)可定义为：利

用膜技术及微细连接技术将半导体芯片(Chip)和框架(Leadframe)或

基板(Sulbstrate)或塑料薄片(Film)或印刷线路板中的导体部分连

接以便引出接线引脚，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立

体结构的工艺技术。它具有电路连接，物理支撑和保护，外场屏蔽，

应力缓冲，散热，尺寸过度和标准化的作用。从三极管时代的插入式

封装以及20世纪80年代的表面贴装式封装，发展到现在的模块封装，

系统封装等等，前人已经研究出很多封装形式，每一种新封装形式都

有可能要用到新材料，新工艺或新设备。

驱动半导体封装形式不断发展的动力是其价格和性能。电子市场的最

终客户可分为3类：家庭用户、工业用户和国家用户。家庭用户最大

的特点是价格便宜而性能要求不高；国家用户要求高性能而价格通常

2

是普通用户的几十倍甚至几千倍，主要用在军事和航天等方面；工业

用户通常是价格和性能都介于以上两者之间。低价格要求在原有的基

础上降低成本，这样材料用得越少越好，一次性产出越大越好。高性

能要求产品寿命长，能耐高低温及高湿度等恶劣环境。半导体生产厂

家时时刻刻都想方设法降低成本和提高性能，当然也有其它的因素如

环保要求和专利问题迫使他们改变封装型式。

2封装的作用

封装(Package)对于芯片来说是必须的，也是至关重要的。封装也可

以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着保护芯片和

增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁

和规格通用功能的作用。封装的主要作用有：

(1)物理保护。因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯

片电路的腐蚀而造成电气性能下降，保护芯片表面以及连接引线等，

使相当柔嫩的芯片在电气或热物理等方面免受外力损害及外部环境

的影响；同时通过封装使芯片的热膨胀系数与框架或基板的热膨胀系

数相匹配，这样就能缓解由于热等外部环境的变化而产生的应力以及

由于芯片发热而产生的应力，从而可防止芯片损坏失效。基于散热的

要求，封装越薄越好，当芯片功耗大于2W时，在封装上需要增加散

热片或热沉片，以增强其散热冷却功能；5～1OW时必须采取强制冷

却手段。另一方面，封装后的芯片也更便于安装和运输。

(2)电气连接。封装的尺寸调整(间距变换)功能可由芯片的极细引线

间距，调整到实装基板的尺寸间距，从而便于实装操作。例如从以亚

3

微米(目前已达到0．13μm以下)为特征尺寸的芯片，到以10μm为

单位的芯片焊点，再到以100μm为单位的外部引脚，最后剑以毫米

为单位的印刷电路板，都是通过封装米实现的。封装在这里起着由小

到大、由难到易、由复杂到简单的变换作用，从而可使操作费用及材

料费用降低，而且能提高工作效率和可靠性，特别是通过实现布线长

度和阻抗配比尽可能地降低连接电阻，寄生电容和电感来保证正确的

信号波形和传输速度。

(3)标准规格化。规格通用功能是指封装的尺寸、形状、引脚数量、

间距、长度等有标准规格，既便于加工，又便于与印刷电路板相配合，

相关的生产线及生产设备都具有通用性。这对于封装用户、电路板厂

家、半导体厂家都很方便，而且便于标准化。相比之下，裸芯片实装

及倒装目前尚不具备这方面的优势。由于组装技术的好坏还直接影响

到芯片自身性能的发挥和与之连接的印刷电路板(PCB)的设计和制造，

对于很多集成电路产品而言，组装技术都是非常关键的一环。

3封装的分类

半导体(包括集成电路和分立器件)其芯片的封装已经历了好几代的

变迁，从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到MCP再到SIP，技术指标一代

比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频

率越来越高，耐温性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减小，重量

减小，可靠性提高，使用更加方便等等。封装(Package)可谓种类繁

多，而且每一种封装都有其独特的地方，即它的优点和不足之处，当

然其所用的封装材料、封装设备、封装技术根据其需要而有所不同。

4

本文标签： 封装芯片半导体连接提高