很多企業(yè)只參與芯片制造其中的某一個(gè)環(huán)節(jié)。比如像華為、高通、蘋(píng)果、聯(lián)發(fā)科、只設(shè)計(jì)芯片;像臺(tái)積電、中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體則只制造芯片，而像日月光、長(zhǎng)電科技等則只封測(cè)芯片。中國(guó)封測(cè)占全球份額的占比也將從2018年的22%躍升至2025年的32%。芯片的設(shè)計(jì)和制造飽受人們關(guān)注，今天給大家介紹一下芯片生產(chǎn)的最后一個(gè)流程-芯片封測(cè)中的芯片封裝技術(shù)。

　　封裝是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼。利用一系列技術(shù)，將芯片在框架上布局粘貼固定及連接，引出接線端子并通過(guò)可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定，構(gòu)成整體立體結(jié)構(gòu)的工藝。此概念為狹義的封裝定義。通俗的說(shuō)就是給芯片加一個(gè)外殼并固定在電路板上。

　　更廣義的封裝是指封裝工程，將封裝體與基板連接固定，裝配成完整的系統(tǒng)或電子設(shè)備，并確保整個(gè)系統(tǒng)綜合性能的工程。將前面的兩個(gè)定義結(jié)合起來(lái)構(gòu)成廣義的封裝概念。

　　為什么要進(jìn)行封裝?

　　封裝的意義重大，獲得一顆IC芯片要經(jīng)過(guò)從設(shè)計(jì)到制造漫長(zhǎng)的流程，然而一顆芯片相當(dāng)小且薄，如果不在外施加保護(hù)，會(huì)被輕易的刮傷損壞。此外，因?yàn)樾酒某叽缥⑿。绻挥靡粋€(gè)較大尺寸的外殼，將不易以人工安置在電路板上。而這個(gè)時(shí)候封裝技術(shù)就派上用場(chǎng)了。

　　封裝有著安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過(guò)印制板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。因此，封裝對(duì)集成電路起著重要的作用。

　　一、芯片封裝的作用

　　1、保護(hù)

　　半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)車(chē)間都有非常嚴(yán)格的生產(chǎn)條件控制，恒定的溫度、恒定的濕度、嚴(yán)格的空氣塵埃顆粒度控制及嚴(yán)格的靜電保護(hù)措施，裸露的裝芯片只有在這種嚴(yán)格的環(huán)境控制下才不會(huì)失效。但是，我們所生活的周?chē)h(huán)境完全不可能具備這種條件，低溫可能會(huì)有-40°C、高溫可能會(huì)有60°C、濕度可能達(dá)到100%，如果是汽車(chē)產(chǎn)品，其工作溫度可能高達(dá)120^C以上。同時(shí)還會(huì)有各種外界的雜質(zhì)、靜電等等問(wèn)題會(huì)侵?jǐn)_脆弱的芯片。所以需要封裝來(lái)更好的保護(hù)芯片，為芯片創(chuàng)造一個(gè)好的工作環(huán)境。

　　2、支撐

　　支撐有兩個(gè)作用，一是支撐芯片，將芯片固定好便于電路的連接，二是封裝完成以后，形成一定的外形以支撐整個(gè)器件、使得整個(gè)器件不易損壞。

　　3、連接

　　連接的作用是將芯片的電極和外界的電路連通。引腳用于和外界電路連通，金線則將引腳和芯片的電路連接起來(lái)。載片臺(tái)用于承載芯片，環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑用于將芯片粘貼在載片臺(tái)上，引腳用于支撐整個(gè)器件，而塑封體則起到固定及保護(hù)作用。

　　4、散熱

　　增強(qiáng)散熱，是考慮到所有半導(dǎo)體產(chǎn)品在工作的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生熱量，而當(dāng)熱量達(dá)到一定限度的時(shí)候便會(huì)影響芯片的正常工作。事實(shí)上，封裝體的各種材料本身就可以帶走一部分熱量，當(dāng)然，對(duì)于大多數(shù)發(fā)熱量大的芯片，除了通過(guò)封裝材料進(jìn)行降溫外，還需要考慮在芯片上額外安裝一個(gè)金屬散熱片或風(fēng)扇以達(dá)到更好的散熱效果。

　　5、可靠性

　　任何封裝都需要形成一定的可靠性，這是整個(gè)封裝工藝中最重要的衡量指標(biāo)。原始的芯片離開(kāi)特定的生存環(huán)境后就會(huì)損毀，需要封裝。芯片的工作壽命，主要決于對(duì)封裝材料和封裝工藝的選擇。

　　二、封裝的類型和流程

　　目前總共有上千種獨(dú)立的封裝類型并且沒(méi)有統(tǒng)一的系統(tǒng)來(lái)識(shí)別它們。有些以它們的設(shè)計(jì)命名(DIP，扁平型，等等)，有些以其結(jié)構(gòu)技術(shù)命名(塑封，CERDIP，等等)，有的按照體積命名，其他的以其應(yīng)用命名。

　　芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)好幾代的變遷，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進(jìn)，包括芯片面積與封裝面積之比越來(lái)越接近，使用頻率越來(lái)越高，耐溫性能越來(lái)越好，以及引腳數(shù)增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方便等等，都是看得見(jiàn)的變化。本文在此不做過(guò)多敘述，感興趣的可以自行尋找并學(xué)習(xí)封裝類型。

　　下面講解一下封裝的主要流程：

　　封裝工藝流程一般可以分為兩個(gè)部分，用塑料封裝之前的工藝步驟成為前段操作，在成型之后的工藝步驟成為后段操作?；竟に嚵鞒贪ǎ汗杵瑴p薄、硅片切割、芯片貼裝、成型技術(shù)、去飛邊毛刺、切筋成型、上焊錫打碼等工序，下面就具體到每一個(gè)步驟：

　　1、前段：

　　背面減薄(backgrinding)：剛出場(chǎng)的圓鏡(wafer)進(jìn)行背面減薄，達(dá)到封裝需要的厚度。在背面磨片時(shí)，要在正面粘貼膠帶來(lái)保護(hù)電路區(qū)域。研磨之后，去除膠帶。

　　圓鏡切割(waferSaw)：將圓鏡粘貼在藍(lán)膜上，再將圓鏡切割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的Dice，再對(duì)Dice進(jìn)行清洗。

　　光檢查：檢查是否出現(xiàn)廢品

　　芯片粘接(DieAttach)：芯片粘接，銀漿固化(防止氧化)，引線焊接。

　　2、后段：

　　注塑：防止外部沖擊，用EMC(塑封料)把產(chǎn)品封裝起來(lái)，同時(shí)加熱硬化。

　　激光打字：在產(chǎn)品上刻上相應(yīng)的內(nèi)容。例如：生產(chǎn)日期、批次等等。

　　高溫固化：保護(hù)IC內(nèi)部結(jié)構(gòu)，消除內(nèi)部應(yīng)力。

　　去溢料：修剪邊角。

　　電鍍：提高導(dǎo)電性能，增強(qiáng)可焊接性。

　　切片成型檢查廢品。

　　這就是一個(gè)完整芯片封裝的過(guò)程。芯片封裝技術(shù)我國(guó)已經(jīng)走在世界前列，這為我們大力發(fā)展芯片提供了良好的基礎(chǔ)。未來(lái)幾年，芯片行業(yè)的整體增速將維持在30%以上。這是一個(gè)非?？捎^的增速，意味著行業(yè)規(guī)模不到3年就將翻一番。如此高速的增長(zhǎng)，芯片行業(yè)3大細(xì)分領(lǐng)域——設(shè)計(jì)、制造、封裝與測(cè)試(簡(jiǎn)稱“封測(cè)”)均將受益。相信在國(guó)人的努力下，我們的設(shè)計(jì)和制造水平也會(huì)有一天能夠走向世界，引領(lǐng)時(shí)代。