迈向新世纪的微电子封装技术

付家翰

摘 要：随着经济的发展和计算机技术的普及，微电子封装技术越来越普及，基于此，本文论述了微电子封装技术的当下发展状况以及未来的发展趋向。在跨世纪的时代背景下，微电子封装在IC的带动下，正在蓬勃发展之中，裸芯片以及FC正成为IC封装产业的发展方向，目前各大产能也正在大力发展FC的工艺技术以及相关材料，并且，微电子封装从二维向三维立体封装发展，相信，在不久的将来，微电子封装技术在各个产业中的应用会变得越来越广泛。

关键词：新世纪；微电子；封装技术

中图分类号： TN6；TG454 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）05-171-2

0 引言

随着计算机技术的普及，到1975年世界上第一只晶体管的诞生，特别是近年来封装技术的发展，微电子封装技术在国民经济中的作用越来越突出，甚至，微电子封装技术越来越成为衡量国民经济发展的一项重要指标，在这样的时代背景之下，对于微电子封装技术的研究变得尤为重要。

1 微电子封装技术的世纪回顾

微电子封装技术有着悠久的历史渊源，其起源、发展、革新都是伴随着IC产业的发展而不断变化的。可以说，有一种IC的出现，就会伴随着一代微电子封装技术的发展。最早的微电子封装技术出现在60年代、70年代，这一时期是比较小规模的微电子封装技术。随后，在80时年代，出现了SMT，这一技术的发展极大的推动了计算机封装技术的发展。基于微电子封装技术的不断革新，经过微电子技术行业专业人员历时多年的研究，开发出了QFP、PQFP等，不但解决了较高I/O LSI的技术封装问题，而且与其他的技术合作，使得QFP、PQFP成为微电子封装的主导型技术。近年来，微电子封装技术又有了新的发展，新的微电子封装技术，不仅仅具有传统裸芯片的全部优良性能，而且这种新型的微电子封装技术，突破了传统的微电子封装技术的阻碍，使得IC 达到了“最终封装”的境界，是微电子封装领域的一大发展。

随着科学技术的不断发展，微电子封装行业也在进行着前所未有的变革，为了增加微电子产品的功能，达到提高电子产品的性能和可靠性以及降低成本的需求，现正在各类先进封装技术的基础上，进一步向3D封装技术发展，特别是近年来，微电子封装领域的专家学者们，正在研究由原来的三层封装模式向一层封装的简洁模式过渡。在不久的将来，随着科学技术的进一步发展，微电子封装技术还将继续在新的领域并借助高科技的助力向更加多元与开阔的方向发展。

2 IC的进展及对微电子封装技术提出的新要求

随着时代的进步和科学技术的发展，各行各业对于电子产品的技术要求更高，在目前的领域之中，无论是信息技术产业，还是汽车行业及交通运输行业，以及关系到国家安全的军事、航空航天行业，都对微电子封装技术提出了更高水平的要求。特别是当下PC机以及通讯信息产业的高速发展，对于微电子封装技术的要求越来越高。为了满足这些关系国计民生的行业的要求，微电子封装技术领域的革新变得刻不容缓。因此，基于以上的时代背景，美国半导体工业协会于1997年制定并且发表了帮奥体技术未来发展的宏伟蓝图，为我们探索半导体行业指明了方向，铺垫了新的里程。

微电子封装技术的发展是伴随着IC技术的发展而不断革新的，这就要求在微电子封装领域的技术革新时要考虑芯片的问题，因为一块芯片的质量、体积、直接关乎微电子封装技术的成败。因此，对于芯片的特征尺寸问题要格外留心，努力增加芯片的晶体管数以及集成度，保证芯片的性能达到最优化。在设计开发微电子封装技术的时候，要将芯片的开发与微电子封装技术的研究作为一个整体的有机系统去考量，只有这样，我们才能在开发芯片的过程中充分考虑到微电子封装技术，又能够在研究微电子封装技术的同时，对于芯片的要求提出更加准确细致的描述，从而能够提升工作效率。同时，也要注重对于新的技术的应用，比如现在较为流行的3D技术，就可以应用于芯片的制作和微电子封装技术的开发之中，从而能够更加灵活的安排各个零件的功能单元，优化连线布局，使得芯片的性能更加优良，使得微电子封装技术的发展迈上一个新的台阶。

3 微电子封装技术几个值得注意的发展方向

回顾微电子封装技术的发展，我们可以看到微电子封装技术在历史的潮流之中随着时代的发展不断革新，并对当下国民经济的发展产生了越来越重要的影响。在裸芯片以及FC正成为IC封装产业的发展方向的当下情景之中，大力发展FC的工艺技术以及相关的材料，促进微电子封装技术从二维向三维方向发展，是当下微电子封装技术应该值得注意的发展方向。

3.1 裸芯片及FC正成为IC封装产业的发展方向

裸芯片以及FC在未来的十年内将成为一个工业标准，微电子封装技术在这种科技的助力之下，将从有封装、少封装向无封装的方向发展。并且，在当下的科技环境之中，利用SMT技术，可以将裸芯片以及FC直接复制到多层基板上，这样不但芯片的基板面积小，而且制作成本也很小，对于微电子封装技术来说，在科技领域无疑是一大进步。但是，在目前的科技领域之中，裸芯片以及FC仍然有很多的缺陷，比如FC裸芯片在很大的程度上还没有解决测试以及老化筛选等问题，在目前的科技方面，还难以解决一些技术上的疑难问题，还难以达到真正KGD芯片的标准。但是，随着科学技术的发展，一些新的技术应运而生，比如CSP芯片，不仅仅具有封装芯片的一切优点，而且又具有FC裸芯片的所有长处，所以，CSP芯片可以较为全面的进行优化与筛选，能够成为真正意义上的KGD芯片。

3.2 大力发展FC的工艺技术及相关材料

微电子封装技术要想能够在未来的科技发展领域之中占有一席之地，大力发展FC芯片的工艺技术变得刻不容缓。在当下的科技领域之中，FC的工艺技术主要包括了芯片凸点的形成技术以及FCB互联焊接技术和芯片下的填充技术等等。芯片凸点技术主要是在原有芯片的基础上形成的，形成这一芯片的技术需要重新在焊接区域内进行布局，形成一个又一个的凸点。其中，形成凸点的方法主要有物理和化学两种。物理方法包括电镀法、模板焊接法以及热力注射焊接法，而化学的凸点形成法相对来说就比较单一，在當下的微电子封装领域的应用还不是那么广泛。FC互联焊接法也是在当下的微电子封装领域应用比较广泛的一种方法，具体的操作方法较为复杂，一般来说，是将Au通过打球而形成的钉头凸点涂抹到基层金属焊接区域之中，这种金属焊接区域之中，往往会涂油导电胶状物，我们再通过加热的办法对这些胶状物进行凝固处理，从未能够使得这些凸点和基板金属焊接区域能够粘贴紧密，形成牢固的连接。这种方法制作成本比较低廉，在熟悉了制作流程之中，制作的过程也比较简单，因此，这一工艺在微电子封装领域的应用较为广泛。此外，芯片下填充技术作为微电子封装产业的一大组成部分，在技术的研发层面也面临着巨大的挑战。

3.3 微电子封装从二维向三维立体封装发展

3D技术的发展与普及，带给了微电子封装技术以极大的革新，在3D技术的助力之中，微电子封装技术从二维空间向三维空间迈进，使得微电子封装技术产品的密度更高、性能更加优良，信号的传输更加方便快捷，可靠性更高，但是，微电子封装技术从二维走向三维，却使得微电子封装技术的成本节省了不少。在当下的微电子封装技术领域之中，实现3D微电子封装的途径大体上来说，主要有以下几种类型：埋置型3D结构、源基板型3D结构，叠装型3D结构。这三种3D微电子封装技术在当下的科技微电子封装领域之中已经开始广泛应用并且作用于经济领域之中，相信，在不久的将来，3D微电子封装技术将成为封装领域的一大趋势。

4 结语

IC的发展促进了微电子封装技术的不断革新，同时，微电子封装技术领域的创新性研究也作用于IC产业，促进了它的变革与发展。相信，在不久的将来，微电子封装技术在新的技术的推动下，还会取得一系列的更加显著的成绩，但是如何将新型技术与微电子封装技术实现完美融合，以及微电子封装技术在应用的过程当中出现的问题如何解决，这一些都需要微电子封装领域的专家和学者做出不懈的努力和艰苦卓绝的探索。

参 考 文 献

[1] 张泽霖.RoHS2.0指令对微电子封装材料的要求及对策[J].新材料产业，2016（11）.

[2] 孙道恒，高俊川，杜江，江毅文，陶巍，王凌云.微电子封装点胶技术的研究进展[J].中国机械工程，2011（20）.