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半導體封裝技術的發(fā)展趨勢
封裝的作用及電子封裝工程的地位 :
過去,人們對“封裝技術”的理解,僅限于連 接、組裝等,涉及的范圍很窄,且多以一般的生產(chǎn)技術來對待。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,“封裝技術”也逐步演變?yōu)椤半娮臃庋b工程”。在討論電子封裝工程的發(fā)展趨勢時,需要擺脫陳舊觀點的束縛,提高對其重要性的認識,應該將其視為實現(xiàn)高度多樣化電子信息設備的一個關鍵技術,認真對待。電子封裝的作用,簡單說來有以下幾點:
(1)保證電子元器件正常工作,并引出其功能;
(2)保證電子元器件之間信息的正常存取,并以功能塊的形式實現(xiàn)其功能要求;
(3)通過數(shù)個功能塊之間的結合,構成系統(tǒng)裝置并實現(xiàn)其功能;
(4)便于人與機器系統(tǒng)之間的信息交流,即建立操作方便、交換信息快捷的人機界面;
(5)作為商品,通過封裝實現(xiàn)附加的價值,以增強競爭力。
上述(1)(2)兩條,作為電子封裝的作用,人們早有認同,但是(3)-(5)條,作為今后電子封裝的目的,需要特別重視。電子封裝涉及到廣泛的工程領域。為了正確認識并分別把握決定上述封裝作用的相應關鍵技術,一般是將封裝的全過程分解為不同的階段,或按不同的“級”來考慮。劃分階段或分級的標準,如圖1所示,是按實現(xiàn)不同的功能將封裝劃分為LSI芯片、封裝、模塊、系統(tǒng)裝置等四個階段,按目前國內(nèi)習慣分別稱其為0級、一級、二級、三級封裝。需要特別指出的是,電子封裝的發(fā)展趨勢是強調(diào)系統(tǒng)設計,即上述不同的封裝階段,由獨立分散型向集中統(tǒng)一型,由單純的生產(chǎn)制造型向設計主導型進展。
本文中所討論的半導體封裝技術主要針對圖1所示的0級封裝和一級封裝。前者涉及芯片表面的 再布線(通過布線將LSI芯片表面的1/0端子變換為平面陣列布置的凸點,以便與封裝基板微互聯(lián),形成焊料凸點或金凸點,以及形成凸點下金屬化層(BUM)等;后者涉及到LSI芯片的封裝,包括封裝基板的材料、結構與制作,LSI芯片與封裝基板的微互聯(lián),封裝、封接技術等。半導體封裝技術要承擔上述 電子封裝作用的(1)、(2)兩項,而隨著電子設備向高速、高功能化及輕薄短小化發(fā)展,其對(3)-(5)項所起作用也越來越大。
表1是最近和未來幾年便攜式通信設備性能 進展及預測。前兩年還只有通信功能的手機,現(xiàn)在已成為集通信、攝像、照相、傳輸文字信息和圖像信息于一身的現(xiàn)代綜合型電子設備,今后幾年性能還會進一步提高。