專注等離子體表面處理設(shè)備
質(zhì)量為根本
市場(chǎng)為導(dǎo)向
人才為核心
在電子產(chǎn)品高性能、高集成以及小型化發(fā)展背景下,微電子技術(shù)應(yīng)用需求呈現(xiàn)出日益上升的趨勢(shì)。微電子技術(shù)逐漸發(fā)展為信息社會(huì)的支柱性產(chǎn)業(yè),發(fā)揮的作用越來(lái)越大。而微電子技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志在于半導(dǎo)體集成電路飛速發(fā)展。近年來(lái),我國(guó)在微電子技術(shù)方面的重視度逐漸提升,而且積極布局投入,隨著社會(huì)創(chuàng)新氛圍的日益濃郁,微電子技術(shù)獲得迅速發(fā)展和進(jìn)步。就微電子發(fā)展水平進(jìn)行分析,IC芯片技術(shù)以及微電子封裝技術(shù)息息相關(guān),聯(lián)系密切,兩者是相互促進(jìn)的關(guān)系,所以說(shuō),微電子封裝技術(shù)向著小型化轉(zhuǎn)變,促使其更好地滿足環(huán)保要求。
1 微電子封裝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
自20世紀(jì)以來(lái),通信行業(yè)獲得快速發(fā)展,進(jìn)而促使微電子行業(yè)成為世界重要產(chǎn)業(yè)之一,并逐漸發(fā)展為我國(guó)重要支柱產(chǎn)業(yè)。目前,微電子被分離成三個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè),分別是設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)、制造產(chǎn)業(yè)以及封裝產(chǎn)業(yè),這三個(gè)產(chǎn)業(yè)都是我國(guó)支柱性產(chǎn)業(yè)。在現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展的背景下,微電子封裝技術(shù)成為IT行業(yè)關(guān)鍵性技術(shù),也是微電子產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵性組成部分之一。從微電子封裝技術(shù)定義上進(jìn)行分析,主要是指將大量半導(dǎo)體電子元件進(jìn)行組裝,使其成為完整封裝體,且電源需要由外界提供。從某種程度上講,微電子封裝可以促使IC得到正常運(yùn)作,最大限度避免外界干擾,因此微電子封裝必須要在電子器件方面滿足用戶個(gè)性化設(shè)計(jì)需求,保證質(zhì)量等各方面指標(biāo)是合格的、可靠的。
目前,微電子封裝技術(shù)具有非常多的種類,根據(jù)封裝方式進(jìn)行劃分,可以分為通孔入式以及表面安裝式。將微電子封裝技術(shù)按照發(fā)展階段進(jìn)行劃分,可以分成以下三個(gè)階段:第一是20世紀(jì)70年代,微電子封裝技術(shù)屬于傳統(tǒng)形式的插裝型封裝,發(fā)展到20世紀(jì)70年代后期時(shí),逐漸以雙列直插封裝為主,且該類型封裝技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用,例如模壓陶瓷等。第二是20世紀(jì)80年代,常見的微電子封裝技術(shù)為表面安裝技術(shù),該時(shí)期的封裝技術(shù)發(fā)展得比較成熟了,然而因表面封裝技術(shù)引線排列方面存在一定缺陷,若要使表面全部引線維持共面狀態(tài)的難度非常大。為了緩解這一困難,就發(fā)展處一種新的技術(shù),那就是引線扁平封裝技術(shù)。該技術(shù)與插裝型封裝技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,鮮明的特點(diǎn)就在于封裝大小與操作難度都大大減小。第三是20世紀(jì)90年代,在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的背景下,電子技術(shù)得到迅速發(fā)展,且集成電路技術(shù)發(fā)展水平也在日益提升,大量新技術(shù)頻繁出現(xiàn),從而使其對(duì)現(xiàn)存微電子封裝技術(shù)提出了更加嚴(yán)格的要求,四邊引線封裝發(fā)展為平面型封裝,并且成為現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用最為廣泛的封裝技術(shù)。發(fā)展到20世紀(jì)90年代后期時(shí),封裝技術(shù)積極革新,使現(xiàn)在微電子封裝技術(shù)向著小型化與低功耗的方向邁進(jìn)。
2 微電子封裝技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析
當(dāng)一塊IC制造完成后,就包含著所有設(shè)計(jì)功能的有效發(fā)揮,而且具有非常強(qiáng)的可靠性。從某種程度上講,芯片“封裝”環(huán)節(jié)的存在本來(lái)是意義不大的,究其原因在于封裝不會(huì)添加價(jià)值,反之,不適宜的電子封裝還會(huì)導(dǎo)致功能下降。很早之前,系統(tǒng)開發(fā)者已經(jīng)嘗試擺脫封裝,直接將IL設(shè)置安裝于電路基板上。從實(shí)踐上來(lái)看,IBM公司的凸點(diǎn)倒裝芯片以及AT&T公司的梁式引線都進(jìn)行了實(shí)踐,之后Delco Electronics Lucent公司將芯片焊接到陶瓷基板上。然而,在實(shí)際操作過(guò)程中,不需要封裝的IC會(huì)受到多種因素的影響,往往難以實(shí)現(xiàn)。其實(shí),使用封裝的IC也存在一些好處,比如,可以對(duì)脆弱敏感芯片進(jìn)行保護(hù),還方便傳送、返修以及測(cè)試等,有助于實(shí)現(xiàn)引腳的標(biāo)準(zhǔn)化,讓裝配工作更加科學(xué)化,還能夠改善IC熱失配等。綜上所述,各類微電子IC芯片還是需要封裝的,促使微電子封裝技術(shù)快速發(fā)展。
在微電子技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下,芯片特征以及尺寸日益縮小,一塊芯片可以集成六七千萬(wàn)甚至是更多電路,增強(qiáng)了集成電路功能,與此同時(shí),整機(jī)以及系統(tǒng)都呈現(xiàn)出小型化、高可靠性、高性能以及高密度的趨勢(shì),價(jià)格比競(jìng)爭(zhēng)日益強(qiáng)烈,IC品種不斷擴(kuò)展,上述因素都促使微電子封裝快速向前發(fā)展,不同類型的封裝結(jié)構(gòu)層出不窮。從某種程度上講,微電子封裝技術(shù)水平提升,又反作用于IC以及電子器件發(fā)展。電子系統(tǒng)小型化以及高性能化發(fā)展趨勢(shì),促使電子封裝的價(jià)值提升,甚至可以與芯片價(jià)值相提并論了。比如,同樣功能電子系統(tǒng)不僅能夠采用單芯片封裝方式進(jìn)行組裝,而且還能夠采用MCM封裝技術(shù)組裝。兩者進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),后者的封裝技術(shù)密度更高,且性能更好,與等效單芯片封裝比較的體積能夠減小80%~90%之間,芯片延遲也會(huì)減小75%。從中可以分析出,電子封裝在電子整機(jī)系統(tǒng)發(fā)展中意義重大。
微電子封裝會(huì)直接影響IC電性能以及熱性能等的發(fā)揮,還會(huì)間接影響其可靠性以及成本,在電子整機(jī)系統(tǒng)可靠性發(fā)展與小型化發(fā)展中發(fā)揮著決定性作用。與此同時(shí),隨著大量新型IC運(yùn)用高I/O引腳數(shù)封裝,其成本在總成本中的比重逐漸上升,而且還會(huì)更高。現(xiàn)階段,國(guó)際上已經(jīng)把電子封裝作為獨(dú)立產(chǎn)業(yè)發(fā)展,其重要性與IC設(shè)計(jì)、制造以及測(cè)試并列,這四大支柱產(chǎn)業(yè)相互獨(dú)立,但是又密不可分,對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展都關(guān)系重大。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示,在50年前的時(shí)候,每個(gè)家庭僅僅有5只有源器件,然而發(fā)展到今天已經(jīng)有10億只晶體管了。換言之,電子封裝與國(guó)計(jì)民生息息相關(guān),重要性是不言而喻的。此外,微電子封裝技術(shù)所涉及的范圍日益擴(kuò)大,被應(yīng)用到了各類材料以及電子等多種學(xué)科,并受到人們的高度重視,是與IC芯片技術(shù)同步發(fā)展的重要高新產(chǎn)業(yè)之一。
3 微電子封裝技術(shù)應(yīng)用分析
3.1 表面封裝技術(shù)
從專業(yè)化角度出發(fā),微電子封裝技術(shù)采用的常用技術(shù)為釬焊技術(shù),工作原理在于將表面電子元件有效釬焊到焊盤上,從而確保原件以及焊盤之間存在非??煽康碾娐饭δ堋>臀㈦娮臃庋b技術(shù)釬焊特征上進(jìn)行分析,主要包括:(1)針對(duì)表面組裝技術(shù)中的軟釬焊技術(shù)而言,釬焊中含有的釬劑可以有效去除金屬表面雜質(zhì),讓芯片表面更加的干凈,使其敏感性更高,還能夠提升芯片的實(shí)際使用壽命,可以說(shuō)在其中發(fā)揮著相應(yīng)的潤(rùn)滑作用。(2)釬焊金屬以及釬料之間可以形成相應(yīng)的金屬物質(zhì),促使封裝過(guò)程向著便捷化方向發(fā)展。
3.2 芯片級(jí)互聯(lián)技術(shù)
從某種程度上講,芯片級(jí)互聯(lián)技術(shù)屬于電子封裝技術(shù)的重要基礎(chǔ),在電子封裝中發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用,不管是芯片裝連還是電子封裝,往往都是需要在基板上操作的,所以說(shuō)都需要運(yùn)用到互聯(lián)技術(shù),從而使微互聯(lián)發(fā)展為封裝技術(shù)核心。從目前微互聯(lián)技術(shù)包含內(nèi)容上進(jìn)行分析,包含:(1)引線鍵合技術(shù),其主要內(nèi)容在于將半導(dǎo)體芯片以及電子封裝外部借助一定手段進(jìn)行連接。與此同時(shí),載體自動(dòng)焊技術(shù)屬于較高水準(zhǔn)的技術(shù),作為互聯(lián)技術(shù)之一,技術(shù)內(nèi)容在于根據(jù)導(dǎo)體圖樣完成高聚物引腳工作。(2)將相應(yīng)晶片有效放入到所對(duì)應(yīng)的鍵合區(qū),然后借助熱電極實(shí)現(xiàn)全部引線有序鍵合,直到鍵合到目前位置為止。實(shí)際上,載體自動(dòng)焊技術(shù)與其他技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)展還是比較成熟的,優(yōu)點(diǎn)在于制作成本相對(duì)較低,且操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單。(3)倒裝芯片技術(shù)屬于微電子封裝的主要技術(shù),特點(diǎn)在于將芯片直接倒置于相應(yīng)基片上,優(yōu)點(diǎn)在于焊區(qū)可以放置到芯片任意地方,從而大大提升了芯片利用率,發(fā)展著非常關(guān)鍵的作用,應(yīng)用意義重大。
4 微電子封裝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析
從IC發(fā)展趨勢(shì)上進(jìn)行分析,隨著電子整機(jī)以及系統(tǒng)多功能化以及高性能化的發(fā)展,微電子封裝技術(shù)也會(huì)向著多功能以及低成本等方向發(fā)展,而且微電子封裝技術(shù)還會(huì)更加小型化,使用更加的便捷,從根本上提升微電子封裝的性價(jià)比??傮w而言,微電子封裝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可以包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
(1)微電子封裝將會(huì)具備更多I/0引腳數(shù)。(2)微電子封裝將會(huì)具有更高電性能以及熱性能。(3)微電子封裝將會(huì)向著更輕、更薄以及更小發(fā)展。(4)微電子封裝安裝、使用及返修將會(huì)更加便捷。(5)微電子封裝將會(huì)具有更高的可靠性。(6)微電子封裝將會(huì)具有更高的性能價(jià)格比,成本也會(huì)更低,做到物美價(jià)廉。
5 結(jié)語(yǔ)
總而言之,如果說(shuō)將集成電路設(shè)計(jì)作為微電子產(chǎn)業(yè)大腦,則封裝技術(shù)就屬于微電子產(chǎn)業(yè)的重要脊梁。現(xiàn)階段,國(guó)家與社會(huì)各界都高度重視微電子集成電路發(fā)展,并積極布局,促使封裝技術(shù)日益強(qiáng)大,并為微電子行業(yè)注入新的發(fā)展力量,是我國(guó)科技強(qiáng)國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略的重要體現(xiàn),有助于積極引進(jìn)高精尖產(chǎn)業(yè)人才,促使微電子行業(yè)可持續(xù)發(fā)展??茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,微電子技術(shù)屬于信息型社會(huì)的核心產(chǎn)業(yè),未來(lái)會(huì)占據(jù)時(shí)代高點(diǎn)。因此,須要重視微電子技術(shù)發(fā)展,促使微電子封裝技術(shù)不斷創(chuàng)新,使其成為推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的不可替代的重要力量。
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