半导体芯片封装知识：2.5D和3D封装的差异和应用

半导体芯片封装是指半导体器件的保护外壳。该保护壳可保护电路免受腐蚀和物理伤害，同时还便于连接电气连接以将其与印刷电路板 (PCB) 连接。在这里，我们探讨了半导体芯片封装的重要性、传统和先进技术以及该领域的未来趋势。

半导体芯片封装：传统技术和先进技术

半导体芯片封装的重要性 半导体芯片封装是半导体器件生产过程的最后阶段。在此关键时刻，半导体块会覆盖一层保护层，保护集成电路 (IC) 免受潜在的外部危险和时间的腐蚀影响。这种封装本质上充当保护外壳，屏蔽 IC 块并促进负责将信号传输到电子设备电路板的电气连接。 在技术不断进步以及电子设备薄型化和小型化不断发展的背景下，对半导体封装的需求不断增加。新一代封装预计将提供更高的密度、多层功能和薄型设计，以满足高速、高度集成和低功耗 IC 的需求。 重要的传统封装技术 20 世纪 50 年代开发的引线键合技术和 90 年代中期推出的倒装芯片技术是当今仍在使用的传统封装技术。引线键合技术采用焊球和细金属线将印刷电路板 (PCB) 连接到硅芯片。虽然它需要更少的空间并提供更长距离的连接，但它对环境条件很敏感，并且制造速度相对较慢。 另一方面，倒装芯片使用焊料凸块将 PCB 直接粘合到硅芯片的整个表面，从而实现更小的外形尺寸和更快的信号传播。然而，它们需要平坦的表面来安装，并且更换起来可能具有挑战性。这种方法具有多种优点，包括改进的电气性能、更好的散热性和减小的封装尺寸。 陶瓷和塑料封装是用于半导体器件的重要封装材料。陶瓷封装具有出色的热性能和耐用性，适合高功率和高频应用。另一方面，塑料封装具有成本效益，广泛应用于消费电子产品和集成电路。 先进半导体封装技术 先进封装领域出现了多种尖端技术，每种技术都具有独特的优势，可以满足现代技术日益增长的需求。 2.5D 封装涉及并排堆叠两个或多个芯片，并通过中介层连接它们。这种方法通过促进芯片之间更快的数据传输来提高性能和功率效率。 3D 封装使用两种主要方法将多个芯片放置在彼此的顶部：具有微凸块的硅通孔 (TSV) 和无凸块混合键合。前者涉及通过硅芯片或晶圆的垂直电连接，而后者则利用介电键合和嵌入式金属。3D 堆叠增强了内存和处理能力，使其适用于数据中心服务器、图形加速器和网络设备。 扇出封装将连接和焊球重新分布到芯片边缘之外，从而实现更小的外形尺寸和改进的热管理。扇出封装因其紧凑的尺寸和耐热性而广泛应用于移动应用，使其成为半导体市场的关键参与者。 半导体芯片封装的其他即将出现的趋势 近年来，在对更小、更快、更高效的电子设备的不懈需求的推动下，半导体芯片封装取得了显著的进步。一些值得注意的创新包括：

在后面的文中我们将探讨 2.5D 和 3D 封装的差异和应用，以及它们如何彻底改变半导体格局。 审核编辑：黄飞