淺析半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展

封裝最初的目的就是為了保護(hù)電路和芯片免受周?chē)h(huán)境的影響。

半導(dǎo)體芯片封裝是利用膜技術(shù)及微細(xì)加工技術(shù)，將芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘貼固定及連接，引出接線端子并通過(guò)可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定，構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的工藝。

半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)芯片封裝技術(shù)水平的劃分存在不同的標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)比較通行的標(biāo)準(zhǔn)是采取封裝芯片與基板的連接方式來(lái)劃分，總體來(lái)講，集成電路封裝封裝技術(shù)的發(fā)展可分為四個(gè)階段：

階段1：插孔原件時(shí)代；

80年代以前，封裝的主要技術(shù)是針腳插裝（PTH），其特點(diǎn)是插孔安裝到PCB上，主要形式有SIP、DIP、PGA，它們的不足之處是密度、頻率難以提高，難以滿足高效自動(dòng)化生產(chǎn)的要求。

階段2： 表面貼裝時(shí)代；

20世紀(jì)80年代中期，表面貼裝封裝的主要特點(diǎn)是引線代替針腳，引線為翼形或丁形，兩邊或四邊引出，節(jié)距為1.27到0.4mm，適合于3-300條引線，表面貼裝技術(shù)改變了傳統(tǒng)的PTH插裝形式，通過(guò)細(xì)微的引線將集成電路貼裝到PCB板上。主要形式為SOP（小外型封裝）、 PLC C（塑料有引線片式載體）、PQFP（塑料四邊引線扁平封裝）、J型引線QFJ和SOJ、LCCC（無(wú)引線陶瓷芯片載體）等。它們的主要優(yōu)點(diǎn)是引線細(xì)、短，間距小，封裝密度提高；電氣性能提高；體積小，重量輕；易于自動(dòng)化生產(chǎn)。它們所存在的不足之處是在封裝密度、I/O數(shù)以及電路頻率方面還是難以滿足 ASIC 、微處理器發(fā)展的需要。

階段3： 面積陣列封裝時(shí)代；

20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了第二次飛躍，進(jìn)入了面積陣列封裝時(shí)代。該階段主要的封裝形式有焊球陣列封裝（BGA）、芯片尺寸封裝（CSP）、無(wú)引線四邊扁平封裝（PQFN）、多芯片組件（MCM）。BGA技術(shù)使得在封裝中占有較大體積和重量的管腳被焊球所替代，芯片與系統(tǒng)之間的連接距離大大縮短，BGA技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)，使得一直滯后于芯片發(fā)展的封裝終于跟上芯片發(fā)展的步伐。CSP技術(shù)解決了長(zhǎng)期存在的芯片小而封裝大的根本矛盾，引發(fā)了一場(chǎng)集成電路封裝技術(shù)的革命。

階段4：微電子封裝技術(shù)堆疊式封裝時(shí)代；

進(jìn)入21世紀(jì)，迎來(lái)了微電子封裝技術(shù)堆疊式封裝時(shí)代，它在封裝觀念上發(fā)生了革命性的變化，從原來(lái)的封裝元件概念演變成封裝系統(tǒng)。目前，以全球半導(dǎo)體封裝的主流正處在第三階段的成熟期，PQFN和BGA等主要封裝技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，部分產(chǎn)品已開(kāi)始在向第四階段發(fā)展。