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半导体

半导体芯片封装

时间:2024/11/23 16:14:57   作者:Leslie   来源:正势利   阅读:66   评论:0
内容摘要:一、封装的定义:二、封装的主要作用:三、主要封装类型:四、封装工艺步骤:五、未来发展方向:六、主要封装企业:

一、封装的定义:

    半导体封装是指将制造好的半导体芯片(也称为裸片或晶圆)封装在保护壳内,以提供物理保护、电气连接和热管理的过程。封装的主要目的是确保芯片在实际应用中能够稳定、可靠地工作,并且便于与其他电路或系统进行连接。

二、封装的主要作用:

物理保护:防尘、防潮、防静电、防机械损伤。

电气连接:提供引脚或焊球,确保芯片与外部电路的可靠连接。

热管理:散热,防止芯片过热,确保正常工作。

机械支撑:提供机械强度,防止运输和使用中的损伤。

标准化和兼容性:遵循行业标准,确保通用性和互换性。

环境保护:使用环保材料,减少对环境的影响。

测试与可靠性:进行测试和可靠性评估,确保芯片的性能和寿命。

成本控制:通过标准化和自动化生产,降低封装成本。

性能提升:通过高密度和异构集成技术,提高芯片的集成度和性能。

三、主要封装类型:

1、按封装形式分类

引线键合:使用细金属线将芯片焊盘与基板连接。

双列直插式封装:引脚排列在两侧。

小外形封装:引脚排列在四侧,体积更小。

球栅阵列封装:引脚分布在底部,形成球状焊点。

倒装芯片封装:芯片有源面朝下,通过焊球或凸点直接与基板连接。

扇出型封装:在晶圆级别完成封装,通过RDL扩展引脚。

2、按集成度分类

单芯片封装:封装一个单独的芯片。

多芯片封装:将多个芯片封装在一起。

系统级封装:将多个不同功能的芯片集成在一个封装内。

3、按三维集成分类

2.5D封装:使用中介层将多个芯片连接在一起。

3D封装:通过硅通孔(TSV)实现芯片间的垂直互连。

四、封装工艺步骤:

1、晶圆准备:切割晶圆成单个芯片,清洗去除杂质。

2、芯片贴装:将芯片固定在基板或引线框架上。

3、引线键合:使用细金属线连接芯片焊盘与基板。

4、倒装芯片:在芯片焊盘上制作焊球,贴装到基板上。

5、塑封:用塑封材料包裹芯片和引线框架。

6、去飞边和清洗:去除多余材料,清洗封装体。

7、切筋和成型:切除多余的引线框架,弯曲引脚。

8、电镀:在引脚上电镀金属层,提高导电性和焊接性能。

9、测试:进行初步和最终的功能和性能测试。

10、可靠性评估:模拟极端环境条件,评估封装的可靠性和耐用性。

11、包装和出货:将测试合格的封装体进行包装,准备出货。

五、未来发展方向:

1、更高密度的3D封装

发展趋势:进一步优化TSV技术,实现更细的互连和更高的集成度。

技术创新:开发更细的TSV和更高效的互连技术,提高芯片间的垂直互连密度。

2、异构集成

发展趋势:将不同工艺节点、材料和技术的芯片集成在一起,实现更高的系统性能。

技术创新:开发更高效的异构集成技术,如芯粒(Chiplet)技术,实现模块化设计和灵活的系统集成。

3、光子学封装

发展趋势:将光波导和光子学技术应用于封装,实现高速互连。

技术创新:开发高效的光互连技术,提高信号传输速度和带宽。

4、微流控封装

发展趋势:将微流控技术应用于封装,实现高效液体冷却和芯片内化学反应。

技术创新:开发微流控封装技术,提高散热效率和化学反应的可控性。

5、智能封装

发展趋势:结合物联网和人工智能技术,实现封装的智能化和自动化。

技术创新:开发智能封装系统,实现自动检测、故障诊断和维护。

六、主要封装企业:

1、国际主要封装公司

日月光:全球最大的OSAT厂商,技术全面。

安靠科技:全球第二大OSAT厂商,技术全面。

三星电子:全球领先的半导体制造商,全产业链服务。

STATS ChipPAC(现为日月光的一部分):在晶圆级封装和2.5D/3D封装领域有较强研发能力。

2、国内主要封装公司

长电科技:全球第三、国内第一的OSAT厂商,技术全面。

通富微电:国内排名第二,技术先进。

华天科技:国内排名第三,技术多样。

甬矽电子:在RF-SIM卡封装领域有独特优势。


标签:半导体 导体 芯片 封装 

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