電子封裝工程(電子封裝材料)

所謂電子封裝是個整體的概念，包括了從集成電路裸片(Die)到電子整機裝聯(lián)的全部技術(shù)內(nèi)容。在國際上，微電子封裝是個很廣泛的概念，包含組裝和封裝的多項內(nèi)容。微電子封裝所包含的范圍應(yīng)包括單芯片封裝(SCP)設(shè)計和制造、多芯片封裝(MCM)設(shè)計和制造、芯片后封裝工藝、各種封裝基板設(shè)計和制造、芯片互連與組裝、封裝總體電性能、機械性能、熱性能和可靠性設(shè)計、封裝材料、封裝工模夾具以及綠色封裝等多項內(nèi)容。

電子封裝可以分為廣義封裝與狹義封裝。

狹義的電子封裝(Package)，是把集成電路裝配為芯片最終產(chǎn)品的過程，簡單地說，就是把Foundry（晶圓代工）生產(chǎn)出來的集成電路裸片（Die）放在一塊起到承載作用的基板上，把引腳引出來，然后固定包裝成為一個整體。封裝具有保護芯片、增強電熱性能、方便整機裝配的重要作用。

以雙列直插式（Dual In-Line Package，DIP)為例，如下圖所示，晶圓上劃出的裸片，經(jīng)過檢測合格后，將其緊貼安裝在基底上，再將多根金屬導線(Bonding Wire，一般用金線)把裸片上的金屬接觸點跟外部的引腳通過焊接連接起來，然后埋入樹脂，用塑料管殼密封起來，形成芯片整體。

圖1 雙列直插芯片的封裝

廣義的電子封裝，應(yīng)該是狹義的封裝與實裝工程及基板技術(shù)的總和。是指將半導體和電子元器件所具有的電子的，物理的功能，轉(zhuǎn)變?yōu)槟苓m用于設(shè)備或系統(tǒng)的形式，并使之成為人類社會服務(wù)的科技與技術(shù)，統(tǒng)稱為電子封裝工程。

談到微電子封裝，首先我們要敘述一下三級封裝的概念。一般說來，微電子封裝分為三個級別（也有文獻上將從集成電路裸片(Die)到電子整機的整個電子裝聯(lián)過程細分為從零級到5級的6個級別）。

所謂一級封裝就是在半導體圓片裂片以后，將一個或多個集成電路芯片用適宜的封裝形式封裝起來，并使芯片的焊區(qū)與封裝的外引腳用引線鍵合(WB)、載帶自動鍵合(TAB)和倒裝芯片鍵合(FCB)連接起來，使之成為有實用功能的電子元器件或IC組件。

圖2 一級封裝也稱芯片級封裝

一級封裝包括單芯片組件(SCM)和多芯片組件(MCM)兩大類。應(yīng)該說，一級封裝包含了從圓片裂片到電路測試的整個工藝過程，即我們常說的后道封裝，還要包含單芯片組件(SCM)和多芯片組件(MCM)的設(shè)計和制作，以及各種封裝材料，如引線鍵合絲、引線框架、裝片膠和環(huán)氧模塑料等內(nèi)容。這一級也稱芯片級封裝。

二級封裝就是將一級微電子封裝產(chǎn)品連同無源元器件一同安裝到印制板或其他基板上，成為部件或整機。這一級所采用的安裝技術(shù)包括通孔安裝技術(shù)(THT)、表面安裝技術(shù)(SMT)和芯片直接安裝技術(shù)(DCA)等。二級封裝還應(yīng)該包括雙層、多層印制板、柔性電路板和各種基板的材料、設(shè)計和制作技術(shù)。這一級也稱板級封裝。

圖3 二級封裝也稱板級封裝，一般形成PCBA

三級封裝就是將二級封裝的產(chǎn)品通過選層、互連插座、線束線纜或柔性電路板與母板連接起來，形成三維立體封裝，構(gòu)成完整的整機系統(tǒng)，這一級封裝應(yīng)包括連接器、疊層組裝和柔性電路板等相關(guān)材料、設(shè)計和組裝技術(shù)。這一級也稱系統(tǒng)級封裝。

圖4 三級封裝也稱系統(tǒng)級封裝，形成最終整機