淺談集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展

喻尤芬 遵義市職業(yè)技術(shù)學(xué)校

引言：集成電路的封裝，是一項(xiàng)為了保持電路的完整性且避免其受到外部環(huán)境影響的技術(shù)類型。不同的封裝方式，其電路封裝的效果和質(zhì)量也有所差異。隨著集成電路本身的不斷發(fā)展，相應(yīng)的封裝技術(shù)也在不斷的變化和更新。本文通過(guò)對(duì)封裝技術(shù)的分析，探討其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 封裝技術(shù)的作用和種類

1.1 主要作用

在集成電路發(fā)展的初級(jí)階段，封裝技術(shù)是基于保護(hù)集成電路本身的穩(wěn)定性和安全性而產(chǎn)生的，因?yàn)榧呻娐纷鳛橐粋€(gè)導(dǎo)體，其直接暴露在外部環(huán)境中時(shí)容易受到外部環(huán)境中的物理或化學(xué)因素的影響。因此，需要對(duì)其進(jìn)行封裝保護(hù)。

1.2 封裝方式和種類

首先，最初的封裝原材料，通常采用金屬材質(zhì)，這種材質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)集成電路本身與外界環(huán)境的全面隔絕，。但當(dāng)集成電路中的芯片鈍化層技術(shù)得到發(fā)展后，封裝技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。從芯片鈍化層本身的作用上來(lái)分析，鈍化層主要是完成集成電路中的單元器件與整個(gè)集成電路系統(tǒng)的連接。這種連接包括了電力角度的連接以及物理上的連接。而在電力方面的連接上，尤其需要封裝技術(shù)的保護(hù)。但目前隨著集成電路中的芯片速率不斷提高，其功率也隨之增大，散熱問(wèn)題成為集成電路應(yīng)用中的主要問(wèn)題，在這種背景下，封裝操作的保護(hù)性質(zhì)的性能有所下降，而逐步轉(zhuǎn)向了技術(shù)層面的發(fā)展。

其次，目前的集成電路封裝技術(shù)按照不同的分類原則可進(jìn)行不同維度的區(qū)分。例如，從原材料的角度來(lái)分，封裝技術(shù)可分為金屬封裝、陶瓷封裝以及塑料封裝。期貨中金屬封裝屬于較早期的封裝技術(shù)，而陶瓷封裝是與金屬封裝相比具有更好的可靠性的一種封裝方式。其主要特點(diǎn)是可為種類繁多的IC芯片封裝提供氣密性與密封性的保護(hù)。且從其自身的角度來(lái)看，這種封裝材料具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，且可以通過(guò)對(duì)其特性的改造和化學(xué)成分的調(diào)整改變其特性，使其具有更廣的應(yīng)用范圍，目前，陶瓷封裝不僅可用于封蓋，也可以作為承載基板發(fā)揮作用。

2 典型封裝技術(shù)的介紹

2.1 晶圓級(jí)封裝技術(shù)

這種技術(shù)的封裝操作原理是，在硅片上通過(guò)實(shí)施與半導(dǎo)體的前期工藝類似的流程，按照薄膜、光刻、電鍍以及采用干濕法蝕刻的流程完成整個(gè)封裝操作。最后利用切割結(jié)束，封裝好的集成電路制作成一個(gè)單個(gè)的成品，其主要優(yōu)勢(shì)在于，由于切割分離技術(shù)的實(shí)施，是電子產(chǎn)品的個(gè)體尺寸實(shí)現(xiàn)了最小化，這符合現(xiàn)代人們對(duì)電子產(chǎn)品使用的便捷性需求。另外，在封裝技術(shù)實(shí)施完畢后的效果測(cè)試階段 ，整個(gè)測(cè)試流程均可在硅片上完成，因此，整個(gè)過(guò)程的復(fù)雜性被降低，這給產(chǎn)品的批量生產(chǎn)提供了便利，這種生產(chǎn)方式必然會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)成本的降低。

2.2 多芯片封裝技術(shù)

上文所提到的晶圓級(jí)封裝技術(shù)，主要是針對(duì)單個(gè)的芯片實(shí)施的封裝技術(shù)，其使用范圍相對(duì)更廣。而多芯片封裝技術(shù)是一種相對(duì)來(lái)講比較具有針對(duì)性的技術(shù)類型。其主要應(yīng)用于一些特定的技術(shù)的初期階段。這種技術(shù)的主要特點(diǎn)是可進(jìn)行應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)模較小，技術(shù)的成熟度和穩(wěn)定度較單芯片的封裝技術(shù)也不具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。這種封裝技術(shù)由于一次性封裝的芯片數(shù)量的要求，對(duì)芯片本身的質(zhì)量厚度有一定的要求，目前出現(xiàn)的世界上最薄的芯片由三星公司研發(fā)，其厚度規(guī)格僅為0.6mm，可應(yīng)用于32G的存儲(chǔ)器設(shè)備。在芯片厚度達(dá)到要求的基礎(chǔ)上，這種封裝技術(shù)可應(yīng)用于高密度多媒體手機(jī)或相關(guān)移動(dòng)設(shè)備中。另外，多芯片封裝技術(shù)對(duì)應(yīng)用空間的節(jié)約，也給電子產(chǎn)品的規(guī)格和外觀設(shè)計(jì)提供了一定的便利。

2.3 系統(tǒng)封裝技術(shù)

系統(tǒng)性的封裝技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多種不同類型芯片的統(tǒng)一封裝。其從本質(zhì)上來(lái)講也是一種多芯片的封裝技術(shù)。但與前者相比較先進(jìn)的地方在于，其內(nèi)部芯片具有更強(qiáng)的豐富性，這也就意味著電子產(chǎn)品的功能得到了豐富。這也從另一方面反映出，采用此種封裝技術(shù)的電子產(chǎn)品，其不同元件之間的兼容性較強(qiáng)。其主要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于，同步提升電子產(chǎn)品以及設(shè)備的兼容性、靈活性和對(duì)不同應(yīng)用要求的適應(yīng)性。且從成本和效率的角度來(lái)看，這種封裝技術(shù)的核心技術(shù)易于開發(fā)，應(yīng)用成本也相對(duì)較低，從其應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，這種封裝方式按照不同的內(nèi)部芯片類型可應(yīng)用與沒(méi)有很高的更新?lián)Q代要求的電子產(chǎn)品中，或者在軍事裝備方面進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)其設(shè)備應(yīng)用的高性能要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，集成電路的封裝技術(shù)與其本身的發(fā)展具有非常密切的關(guān)系，因?yàn)榉庋b操作的實(shí)施對(duì)象是集成電路中的芯片結(jié)構(gòu)，所以，不同的芯片類型和其本身的性質(zhì)也會(huì)對(duì)封裝技術(shù)的應(yīng)用造成影響，在這種背景下，封裝技術(shù)要獲得長(zhǎng)足的發(fā)展應(yīng)當(dāng)不斷的從技術(shù)層面進(jìn)行改革和創(chuàng)新，在壓縮成本，提高效率的前提下不斷的通過(guò)技術(shù)革新和有效管理來(lái)保持其較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。