微电子封装技术探讨

摘要：

本文对微电子封装技术进行了研究，简要地对微电子封装技术进行了分析，并详细地介绍了目前在生产中使用较为广泛的BGA封装技术、CSP封装技术以及3D封装技术这三种微电子封装技术，探讨了三种技术的优势和缺陷，并对目前的发展形势进行了介绍。

随着我国科学技术的进步，集成电路产业的发展也十分迅速，其生产的产品在各个领域中都发挥了至关重要的作用。集成电路产品在电性能、热性能等方面都会受到封装的影响，因此，微电子封装技术成为提高集成电路产品的质量的关键，得到了人们的关注。

一、微电子封装技术的分析

膜技术与维系加工技术可以完成微电子封装的所有环节，将芯片以及其他部件按照技术要求摆放在正确的位置上，对其进行连接，并利用具有较强可塑性的绝缘介质对其进行灌装固定，使电子板的整体结构完整，并能够防止其在使用的过程中受到外部环境的干扰，具有更加稳定的性能。微电子的封装材料有很多，可以是玻璃、陶瓷、金属或高分子材料等等，在进行材料选择的过程中需要充分考虑封装器件的具体情况，如物理特性和技术特性等，在保证质量的同时，尽可能的降低封装的成本。

二、微电子分装技术的研究

（一）BGA 封装技术

BGA 封装技术是目前在微电子封装中使用最多的技术之一，又称焊球阵列封装，在封装的过程中可以用焊球代替引线，电性能优异，切引出路径较短，减少了引脚的延迟。同时，因为焊球在电子板上是平面排列，在面积相同的前提下，使用 BGA封装技术封装的微电子元件引脚的数量更多。除此之外，这项技术与目前微电子封装时使用的设备和安装工艺之间具有较强的适应性，提高了封装技术的可靠性，有效地避免微电子在封装的过程中出现引线变形的现象，对组装的效率有很大的提高。

这些优势的存在使 BGA 封装技术受到了人们的广泛好评，得到了快速的发展。BGA 封装技术需要在不同的基板材料中使用，因此阵列封装的形式也有一定的差异，经常使用的有PBGA、TBGA、FCBGA、PQFP 等。在使用 PQFP 进行封装时，对引线的节距有一定的要求，如果节距超过 0.5mm，就会提高组装的难度，因此在使用这一技术的过程中，通常会将引线的数量控制在 208 条以下，封装体的尺寸需要在 28mm 以上。FCBGA 是近些年来发展前景最好的技术，具备 BGA 封装技术的所有优势，且在此基础上进行了提升，有更加优越的热性能和可靠性，并可以进行返修。

（二）CSP 封装技术

CSP 封装技术在 1994 年由日本三菱公司提出，至今已经经过了二十多年的发展，相关技术人员不断对其进行完善，使其得到了行业内部的普遍认可，成为微电子封装环节中常用的技术之一。

CSP 封装技术又被称为芯片尺寸封装，是新一代的微电子封装技术，在性能上有了进一步的提升，与BGA 技术相比，在相同的空间下，CSP 封装技术组装的芯片容量是 BGA 技术的三倍。CSP 封装技术的焊球常见的节距为 1mm、0.65mm、0.5mm 等。与 BGA 技术相比，CSP 封装技术对当今便携化和小型化的发展更为适应，能够进一步缩小芯片的体积，且不会对封装的质量产生影响，能够为其提供有效的保护。同时，CSP 封装技术在性能上也具有一定的优越性，其具备更好的电性能和热性能，且封装的密度较高，对焊接、修正、安装等操作的适应程度更好。

CSP 封装技术的种类较多，有芯片选层型 CSP、圆片级 CSP以及刚性基板 CSP 等。目前发展前景最好的 CSP 封装技术是圆片级 CSP，其在封装的过程中需要利用切割技术来分割圆片，将其分为许多 IC 芯片，然后进行后道分装。圆片级 CSP 最大的特点在于分装的工艺大部分甚至全部都可以在上一道工序中完成，能够极大的提高封装工作的效率；同时，圆片级 CSP 可以用来进行倒装芯片封装，且只需要在流程中增加引脚布线与凸点制作即可，不需要对其进行反复的测试。这使得圆片级CSP 在 CSP 封装技术中具有较高的人气，成为目前的主流封装方式。当然，圆片级 CSP 也存在一定的缺点，使用这种方法进行封装对引脚数存在一定的限制，无法进行标准化封装，且成本较高。

（三）3D 封装技术

随着我国科学技术的发展，不断有新的电子封装技术出现在行业内部，其中最具代表性的就是 3D 封装技术。3D 封装技术主要有三种类型：埋置型 3D 封装、WSI 以及叠层 3D 封装。埋置型 3D 封装是指将需要进行封装的各种元件埋置在基板或布线介质层中，然后对顶层进行贴装，从而完成封装工作。WSI 又称硅圆片规模集成封装，是指先进行硅圆片集成，然后在源基板上进行多层布线，最后进行顶层贴装，完成封装工作。叠层 3D 封装是指在传统的 2D 封装基础上，通过叠层的方式对芯片甚至圆片进行封装。

目前，叠层 3D 封装在 3G 封装技术中发展较为迅速，主要的原因有两点：第一，随着智能手机等移动终端的普及和发展，人们对移动终端提出了更高的要求，希望能在增加功能多样性的同时提高便携性，使得封装的厚度和大小不得不向小型化发展；第二，与其他 3D 封装技术相比，叠层 3D 封装与传统的 2D封装技术能够更好的兼容，对叠层 3D 封装进行适当的改进，即可以进行规模化的生产。

三、结论

综上所述，随着集成电路产业的发展，其在各行各业中的作用得到了凸显。作为微电子制造技术的延伸，微电子封装技术会直接影响集成电路产品的质量，不仅能够提高集成电路产品的上限，还有利于确保电子产品的品质，从而促进产业的变革。因此，需要对微电子封装技术加以重视，将其科学运用在集成电路领域，以便促使相关产业蓬勃发展。

　　审核编辑：汤梓红