浅谈芯片封测及标准芯片封装工艺

芯片封测是指芯片封装和芯片测试，是芯片产业链的第三个专业化环节。芯片封测厂会把自己擅长的芯片封装和测试程序标准化、成熟化和平台化，专门承接芯片设计公司的芯片封装和芯片测试任务。

芯片封装的主要作用是给微小、精密、易受损的芯片裸片提供一个坚固耐用的保护壳，同时把裸片上密集微小的电信号触点与封装外较大的电信号引脚或焊点相连，以便芯片可以方便地焊接在电子系统中。芯片测试是芯片生产的最后环节，要进行功能和性能测试，之后再完成分类、打标和包装。           

图1. 几种芯片封装结构示意图(图源：互联网)

早期封测业工艺技术不难、有些还是手工和半自动化方式进行的，技工数量多，属于劳动密集型的加工业(图2左)。现在封测业技术越来越难，自动化程度很高，设备投入大，像3D封装、微型封装、系统级封装等自动化程序中，引入了不少的晶圆制造的工艺技术， 中高端封测厂应归属于高端加工制造业(图2右)。

随着芯片应用不断扩展和变化，芯片封测厂承接的芯片封测需求和种类很多，封测厂要不断开发新的封测技术，不断更新和购置新的设备，才能满足不断变化的市场需求，这是一个需求牵引驱动的市场。同时封装技术提升又进一步拉高了用户的期望，更高水平的芯片封测任务就出现了。这是封测技术与芯片应用互相促进，螺旋式上升的进步过程。图3是上世纪70年代至今，芯片封测技术进步的示意图。

图3.芯片封测技术进步示意图(图源：互联网)

标准芯片封装工艺家族很庞大，而且还在不断扩大。列举一些标准芯片封装工艺如图4所示。随着新的封装技术不断涌现，特殊芯片定制化的封装工艺在被更多用户采用后，这些工艺随之也进入了标准芯片封装工艺家族。

图4.一些标准芯片封装工艺(图源：互联网)

芯片封装类型大致可以分为双列直插(DIP)和表面贴片(SMD)两种。从结构方面看，芯片封装经历了早期的晶体管TO封装、双列直插封装，随后SOP小外型封装，以后逐渐派生出SOJ（J型引脚小外形封装）、TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、 SSOP（缩小型SOP）、TSSOP（薄的缩小型SOP）及SOT（小外形晶体管）、SOIC（小外形集成电路）等。从材料介质方面分，包括金属、陶瓷、塑料，军工级和宇航级芯片较多采用金属封装。另外芯片封装还有单芯片封装与多芯片封装之分，单元级封装与系统级封装之分。

图5. 一些常见芯片封装样式(图源：互联网)

芯片封测业和芯片制造业类似，随着芯片技术不断进步，制造设备需要不断更新。受应用场景制约，芯片不断追求轻薄小，芯片的封装样式也变化多端，封装工艺所需的设备要不断升级。因此，芯片封测厂设备购置和更新的资金投入较大。芯片封测业属于高端加工制造业，是重资产、技术密集的高科技行业。

编辑：黄飞