集成电路芯片封装技术课件
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芯片封装技术培训课件
芯片封装技术培训课件芯片封装技术培训课件芯片封装技术是现代电子行业中不可或缺的一环。
它起到了保护芯片、传导热量、提高电气连接性和机械强度等重要作用。
本文将介绍芯片封装技术的基本原理、封装材料的选择以及未来发展趋势。
一、芯片封装技术的基本原理芯片封装技术是将芯片封装在外壳中，以保护芯片免受外界环境的影响。
它通过将芯片与外界连接，实现芯片与外界设备的通信和互动。
封装过程中，需要将芯片与封装材料进行粘合，并通过焊接等手段实现电气连接。
芯片封装技术的基本原理可以分为以下几个步骤：首先，将芯片放置在封装基板上，并使用导电胶水将芯片固定在基板上。
接下来，通过焊接技术将芯片的引脚与基板上的连接线连接起来，形成电气连接。
最后，使用封装材料将芯片封装在外壳中，以保护芯片免受外界环境的影响。
二、封装材料的选择封装材料的选择对芯片封装技术起着至关重要的作用。
合适的封装材料可以提供良好的机械强度、导热性能和电气连接性，从而保护芯片的正常运行。
在选择封装材料时，需要考虑以下几个因素：首先，材料的导热性能。
芯片在工作过程中会产生大量的热量，如果导热性能不好，会导致芯片温度过高，影响芯片的正常工作。
其次，材料的机械强度。
封装材料需要具备足够的机械强度，以保护芯片不受外力损伤。
最后，材料的电气连接性。
封装材料需要具备良好的导电性能，以实现芯片与外界设备的电气连接。
常见的封装材料包括有机封装材料、无机封装材料和复合封装材料等。
有机封装材料通常具有良好的导热性能和电气连接性，但机械强度较差；无机封装材料具有较好的机械强度和导热性能，但电气连接性较差；复合封装材料则综合了有机和无机封装材料的优点，具有较好的综合性能。
三、芯片封装技术的未来发展趋势随着电子行业的快速发展，芯片封装技术也在不断进步和创新。
未来，芯片封装技术将朝着以下几个方向发展：首先，封装材料的研发将更加注重环保和可持续性。
随着环境保护意识的增强，封装材料的研发将更加注重减少对环境的影响，并提高材料的可持续性。
集成电路的封装工艺与技术PPT课件
注塑 激光打字 高温固化 电镀、退火 成型、光检
第14页/共23页
注塑、激光打字
EOL工艺流程
注塑 激光打字 高温固化 电镀、退火 成型、光检
第15页/共23页
高温固化
固化的作用为在注塑后保护IC内部结构，消除内部应力。
固化温度：175+/-5°C；固化时间：8小时
EOL工艺流程
注塑 激光打字 高温固化 电镀、退火 成型、光检
塑料封装材料 EMC
• 反应原理
环氧树脂+酚醛树脂→热固性塑料
• 应用领域
• 因为塑料封装成本低、工艺简 单且可靠性高。
第5页/共23页
三种封装材料的对比
• 金属封装材料
• 热导率高，但热膨胀系数不匹配。金属封装性能没有陶瓷封装好。
• 陶瓷封装材料
• 气密性好、热导率高、热膨胀系数较匹配。
• 塑料封装材料
光检
晶圆切割
晶圆清洗
FOL
第9页/共23页
引线焊接
成型、光检
光检
电镀退火
注塑
电镀
激光打字
高温固化
EOL
FOL工艺流程
硅片 磨片 晶圆安装 晶圆切割 晶圆清洗
光检 引线焊接 银浆固化 芯片粘接
光检
第10页/共23页
磨片
FOL工艺流程
硅片 磨片 晶圆安装 晶圆切割 晶圆清洗
光检 引线焊接 银浆固化 芯片粘接
1. I/O引脚数较多，但引脚间距并不小，从 而提高了组装成品率
2. 虽然功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯 片法焊接，从而可以改善它的电气性能；
3. 可以使内存在体积不变的情况下，内存 容量提高两到三倍
4. 寄生参数减小，信号传输延迟小，可靠 性高
第14页/共23页
注塑、激光打字
EOL工艺流程
注塑 激光打字 高温固化 电镀、退火 成型、光检
第15页/共23页
高温固化
固化的作用为在注塑后保护IC内部结构，消除内部应力。
固化温度：175+/-5°C；固化时间：8小时
EOL工艺流程
注塑 激光打字 高温固化 电镀、退火 成型、光检
塑料封装材料 EMC
• 反应原理
环氧树脂+酚醛树脂→热固性塑料
• 应用领域
• 因为塑料封装成本低、工艺简 单且可靠性高。
第5页/共23页
三种封装材料的对比
• 金属封装材料
• 热导率高，但热膨胀系数不匹配。金属封装性能没有陶瓷封装好。
• 陶瓷封装材料
• 气密性好、热导率高、热膨胀系数较匹配。
• 塑料封装材料
光检
晶圆切割
晶圆清洗
FOL
第9页/共23页
引线焊接
成型、光检
光检
电镀退火
注塑
电镀
激光打字
高温固化
EOL
FOL工艺流程
硅片 磨片 晶圆安装 晶圆切割 晶圆清洗
光检 引线焊接 银浆固化 芯片粘接
光检
第10页/共23页
磨片
FOL工艺流程
硅片 磨片 晶圆安装 晶圆切割 晶圆清洗
光检 引线焊接 银浆固化 芯片粘接
1. I/O引脚数较多，但引脚间距并不小，从 而提高了组装成品率
2. 虽然功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯 片法焊接，从而可以改善它的电气性能；
3. 可以使内存在体积不变的情况下，内存 容量提高两到三倍
4. 寄生参数减小，信号传输延迟小，可靠 性高
集成电路芯片封装技术培训课程
性能要求及测试方法
导电性能
要求导体材料具有低电阻和高导 电率，测试方法包括四探针法、
涡流法等。
绝缘性能
要求绝缘材料具有高绝缘电阻和 低介电常数，测试方法包括击穿 电压测试、绝缘电阻测试等。
热稳定性能
要求封装材料在高温下具有良好 的稳定性和可靠性，测试方法包 括热重分析、差热分析等。
机械性能
要求封装材料具有足够的强度和 韧性，以承受外部应力和振动， 测试方法包括拉伸测试、冲击测
故障原因分析
采用故障树分析、失效模式与 影响分析等方法，对故障原因 进行深入分析，找出根本原因。
持续改进与跟踪
对预防措施的实施效果进行跟 踪和评估，及时发现问题并进 行持续改进，不断提高产品的 质量和可靠性水平。
THANKS
感谢观看
针对设备存在的缺陷和不足，进行改造和升 级，提高设备运行稳定性和生产效率。
设备预防性维护
设备维修与备件管理
通过定期检查和预防性维护，及时发现并处 理潜在问题，降低设备故障率。
建立完善的设备维修和备件管理制度，确保 设备维修及时、备件供应充足；加强维修人 员培训，提高维修技能水平。
07
封装质量管理与可靠性评估方法
质量管理体系实施效果评价
通过定期的内部审核、管理评审和客户反馈等方式，对质量管理体系 的实施效果进行评价，及时发现并改进存在的问题。
可靠性测试项目设置和合格标准制定
可靠性测试项目设置
根据产品特点和客户需求，设置合理的可 靠性测试项目，如温度循环测试、湿度测
试、振动测试、冲击测试等。
合格标准制定
针对不同测试项目，制定相应的合格标准， 确保测试结果能够准确反映产品的可靠性 水平。
生物医学应用中，集成电路芯片需要满足生物相容性、长期稳定性等特殊需求。
集成电路芯片封装二ppt正式完整版
➢典型的薄膜电路
典型的薄膜电路由淀积在基板上的三层材料组成： 底层材料：电阻材料+基板粘结 中层材料：扩散阻挡+导体-电阻粘结 顶层材料：导电层
➢典型的薄膜生长工艺 薄膜工艺通常采用物理气相淀积制备薄膜。
电镀
直流溅射 射频溅射 磁控溅射
1、溅射淀积薄膜
利用辉光放电效应产生的高能粒子（等离子体中的离 子），对高纯度被溅射物质电极（靶材）进行轰击。等离 子体中离子动量转移给待溅射物质粒子后淀积在基板上。
➢丝网印刷基本步骤
刮 丝网定位
板 浆 料
钢 网
基板
填料
印刷
脱模
➢丝网印刷的注意事项
【浆料参数难以预测】：粘度变化 【丝网脱离工艺】：接触式和非接触式 【浆料的触变性】：非牛顿流体 【印刷线条的清晰度和精确度】：基板表面张力>丝网
二、厚膜浆料干燥
➢浆料成分中含有两种有机组分： 【有机粘结剂】—提供丝网印刷合适的流动性能； 【有机溶剂或稀释剂】—决定有机粘结剂的粘度。
➢浆料干燥工艺参数控制
➢主要控制参数： 【干燥气氛纯洁度】
干燥过程须在洁净室内进行(<100000级），防止灰尘 或纤维屑等落在烘干的膜表面，以免后续烧结产生缺陷。
【干燥升温速率】
如果升温速率过快，溶剂的迅速挥发易造成膜的开裂。
三、厚膜浆料烧结
➢干燥以后进行浆料的烧结，将基板放置在带式炉的 传送带上进行烧结。 ➢ 控制要点： 清洁的烧结炉环境 均匀可控的温度工作曲线：预热-升温-恒温-降温 均匀可控的烧结气氛
1、溅射淀积薄膜
2、蒸发淀积薄膜 当材料的蒸汽压超过周围压力时，材料就会
蒸发到周围环境中—蒸发的“本质”。
薄膜蒸发淀积工艺中，通过加热或电子束轰 击的方式，使被蒸镀物质在真空下受热或轰击 后蒸发气化，高温蒸发后的原子在温度较低基 板上凝集，形成淀积薄膜。
集成电路芯片封装技术培训课程PPT共35页
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
集成电路芯片封装技术培训 课程
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
25、学习是劳动，是充满思想的
集成电路芯片封装第九讲(二)(ppt版)
第二十九页，共二十九页。
Cam软件编辑输出
第一页，共二十九页。
关键(guānjiàn)工艺—线路制作
线路制作是将底片(dǐpiàn)上电路图案转移到覆铜板上，电镀锡后保 护所需局部，经后续去膜腐蚀即完成线路制作。
抛光
湿膜 干膜
烘干
曝光
显影
腐蚀
去膜
第二页，共二十九页。
镀锡
关键(guānjiàn)工艺—线路制作
线路设计图用光刻机印成胶片，将需保护的电路图案等用感 光干膜或网印湿膜保护。光通过胶片照射到感光干膜上，透光处 干膜硬化，紧紧包住基板外表铜箔，经显影后，去除(qù chú)未硬化 干膜，露出不需要保护的铜箔。感光干膜和湿膜作用一样，比湿 膜更方便，但本钱比湿膜高。
去膜前
第十二页，共二十九页。
去膜后
腐蚀(fǔshí)
腐蚀是以化学的方法将覆铜板上不需要局部的铜箔除去 (chú qù)，使之形成所需要的电路图。
腐蚀前
腐蚀后
AEM3030腐蚀(fǔshí)机
第十三页，共二十九页。
褪锡
主要(zhǔyào)用于阻焊膜工艺〔OSP〕中，实现铜防氧化工 艺。〔如果不采用OSP工艺不需要褪锡〕
采用腐蚀铜的化学药品对基板进行腐蚀，该过程可称为蚀刻， 将没有(méi yǒu)保护的铜腐蚀掉，膜保护下的铜箔作为电路图案呈现在
基板上—图形转移
第三页，共二十九页。
抛光(pāoguāng)
作用：去除覆铜板(tóngbǎn)金属外表氧化物保护膜及油污
作用原理：加压喷水冲洗，使外表处理 干净(gānjìng)；开启风机，保证线路板经 过风机装置时，能烤干覆铜板外表水份； 通过速度调节旋钮调整传送轮速度；抛 光机自动完成板材去氧化物层、油污等 全过程。
Cam软件编辑输出
第一页，共二十九页。
关键(guānjiàn)工艺—线路制作
线路制作是将底片(dǐpiàn)上电路图案转移到覆铜板上，电镀锡后保 护所需局部，经后续去膜腐蚀即完成线路制作。
抛光
湿膜 干膜
烘干
曝光
显影
腐蚀
去膜
第二页，共二十九页。
镀锡
关键(guānjiàn)工艺—线路制作
线路设计图用光刻机印成胶片，将需保护的电路图案等用感 光干膜或网印湿膜保护。光通过胶片照射到感光干膜上，透光处 干膜硬化，紧紧包住基板外表铜箔，经显影后，去除(qù chú)未硬化 干膜，露出不需要保护的铜箔。感光干膜和湿膜作用一样，比湿 膜更方便，但本钱比湿膜高。
去膜前
第十二页，共二十九页。
去膜后
腐蚀(fǔshí)
腐蚀是以化学的方法将覆铜板上不需要局部的铜箔除去 (chú qù)，使之形成所需要的电路图。
腐蚀前
腐蚀后
AEM3030腐蚀(fǔshí)机
第十三页，共二十九页。
褪锡
主要(zhǔyào)用于阻焊膜工艺〔OSP〕中，实现铜防氧化工 艺。〔如果不采用OSP工艺不需要褪锡〕
采用腐蚀铜的化学药品对基板进行腐蚀，该过程可称为蚀刻， 将没有(méi yǒu)保护的铜腐蚀掉，膜保护下的铜箔作为电路图案呈现在
基板上—图形转移
第三页，共二十九页。
抛光(pāoguāng)
作用：去除覆铜板(tóngbǎn)金属外表氧化物保护膜及油污
作用原理：加压喷水冲洗，使外表处理 干净(gānjìng)；开启风机，保证线路板经 过风机装置时，能烤干覆铜板外表水份； 通过速度调节旋钮调整传送轮速度；抛 光机自动完成板材去氧化物层、油污等 全过程。
集成电路芯片封装第十五讲共25页
集成电路芯片封装第十五讲
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
Hale Waihona Puke •10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
Hale Waihona Puke •10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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广义：芯片级+系统级：封装工程
电子封装工程：将基板、芯片封装体和分立器件等要素，
按电子整机要求进行连接和装配，实现一定电气、物理性
能，转变为具有整机或系统形式的整机装置或设备。
微电子封装过程=电子整机制作流程
Wafer
Single IC
Package
SMA/PCBA
Electronic Equipment
微电子封装技术的演变
W/S
电子整机的发展趋势
PC
100000
Notebook
Volume(cm3)
10000
Laptop
Cellular
1000
100
1970
1980
1990
2000
SMART
“Watch” &
Bio-sensor
微电子封装技术的演变
Past
Bulky components
Bulky systems
SOP—TSP—UTSOP
PGA—BGA
Lead on Chip：芯片上引线封装
封装技术与封装材料
封装形态、封装工艺、封装材料由产品的电特
性、导热性能、可靠性需求、材料工艺技术和
成本价格等因素决定。封装形态与封装工艺技
术、封装材料之间不是一一对应关系。
例：陶瓷封装与塑料封装均可制作DIP与BGA类
Current
Thinfilm components
Miniaturized modules
Future
Embedded components
Package–sized systems
微电子封装技术的演变
微电子封装技术的演变
PAST
1970s
DIP
PRESENT
1980s
PGA
2000s
1990s
传统二维封装基础上向三维z方向发展的封装技术。
实现三维封装的方法：
【1】 埋置型
元器件埋置或芯片嵌入
【2】 有源基板
半导体材料做基板Wafer Scale Integration
【3】叠层法
将多个裸芯片或封装芯片在垂直方向上互连
抑或是MCM叠层：散热与基板选择
封装的分类
按封装中组合IC芯片数目分：
热膨胀系数（CTE Coef变而有胀缩现象，等压条件下，单位温度变
所导致的体积变化，即热膨胀系数表示。
介电强度：是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。定义
为试样被击穿时， 单位厚度承受的最大电压。物质的介电
强度越大， 它作为绝缘体的质量越好。
芯片，但两类芯片的可靠性和成本不同。
封装材料
芯片封装所采用的材料主要包括金属、陶瓷、
高分子聚合物材料等。
问题：如何进行材料选择？
依据材料的电热性质、热-机械可靠性、技术和
工艺成熟度、材料成本和供应等因素。
表1.2-表1.4
封装材料性能参数
介电系数：表征材料绝缘程度的比例常数，相对值，通常介
电系数大于1的材料通常认为是绝缘材料。
第一层次：零级封装-芯片互连级（CLP）
第二层次：一级封装
SCM 与MCM（Single/Multi Chip Module）
第三层次：二级封装 组装成Subsystem
COB（Chip on Board）和元器件安装在基板上
第四层次：三级微电子封装
电子整机系统构建
微电子封装技术分级
三维（3D）封装技术
驱动微电子封装技术发展的是整个微电子技术产业
微电子封装技术的发展趋势
电子整机的高性能、多功能、小型化和便携化、低成
本、高可靠性要求促使微电子封装由插装向贴装发展，
并持续向薄型、超薄型、窄节距发展，进一步由窄节
距四边引脚向面阵列引脚发展。
微电子封装技术发展的驱动力
三、市场发展对微电子封装的驱动
“吞金业”向“产金业”转变
产品性价比要求不断提升、电子产品更新加速剧烈
电子产品更新加速剧烈
SCP和MCP（包括MCM)
按密封材料分：陶瓷封装和高分子材料封装（塑封）
按器件与电路板互连方式分：
引脚插入型（PTH）和表面贴装型（SMT）
按引脚分布形态分：
单边、双边、四边和底部引脚
SIP、DIP、SOP、QFP、MCP、PGA
封装型式的发展
发展方向：轻、薄、短、小
DIP—SPIP—SKDIP
Ceramic
Ceramic or
Thin Film on Ceramic
Thin Film on PWB
PWB-D
•Integration to
BEOL
•Integration in
Package level
PWB-Micro Via
PWB-D
•Integration at
System level
集成电路芯片封装技术
课程引入与主要内容
1、集成电路芯片封装与微电子封装
微电子封装技术=集成电路芯片封装技术
2、芯片封装技术涉及领域及功能
3、封装技术层次与分类
封装技术的概念
微电子封装：A Bridge from IC to System
IC
Board
微电子封装的概念
狭义：芯片级 IC Packaging
QFP
BGA
FUTURE
CSP
WLP
2010s
SIP
SOP
Single Chip:
Chip
Connector:
Board MCM:
Package
/Board:
Board
Connector:
Discretes
:
Wirebond
Redistribution to
Area Array
Flipchip
Area Array
1、电源分配：传递电能-配给合理、减少电压损耗
2、信号分配：减少信号延迟和串扰、缩短传递线路
3、提供散热途径：散热材料与散热方式选择
4、机械支撑：结构保护与支持
5、环境保护：抵抗外界恶劣环境（例：军工产品）
确定封装要求的影响因素
成本
外形与结构
产品可靠性
性能
类比：人体器官的构成与实现
微电子封装技术的技术层次
PTH
Peripheral
SMT
1005
0805
Area/BGA
SMT
0603
0402
0201
01005?
Integration
微电子封装技术发展的驱动力
一、IC发展对微电子封装的推动
IC发展水平的标志：集成度和特征尺寸
IC发展方向：大芯片尺寸、高集成度、小特征尺寸和
高I/O数。
二、电子整机发展对微电子封装的拉动
芯片封装涉及的技术领域
芯片封装技术涉及物理、化学、化工、材料、
机械、电气与自动化等学科。所涉及材料包括金属、
陶瓷、玻璃和高分子材料等。
芯片封装技术整合了电子产品的电气特性、热特
性、可靠性、材料与工艺应用和成本价格等因素，
是以获得综合性能最优化为目的的工程技术。
封装涉及的技术领域
微电子封装的功能
电子封装工程：将基板、芯片封装体和分立器件等要素，
按电子整机要求进行连接和装配，实现一定电气、物理性
能，转变为具有整机或系统形式的整机装置或设备。
微电子封装过程=电子整机制作流程
Wafer
Single IC
Package
SMA/PCBA
Electronic Equipment
微电子封装技术的演变
W/S
电子整机的发展趋势
PC
100000
Notebook
Volume(cm3)
10000
Laptop
Cellular
1000
100
1970
1980
1990
2000
SMART
“Watch” &
Bio-sensor
微电子封装技术的演变
Past
Bulky components
Bulky systems
SOP—TSP—UTSOP
PGA—BGA
Lead on Chip：芯片上引线封装
封装技术与封装材料
封装形态、封装工艺、封装材料由产品的电特
性、导热性能、可靠性需求、材料工艺技术和
成本价格等因素决定。封装形态与封装工艺技
术、封装材料之间不是一一对应关系。
例：陶瓷封装与塑料封装均可制作DIP与BGA类
Current
Thinfilm components
Miniaturized modules
Future
Embedded components
Package–sized systems
微电子封装技术的演变
微电子封装技术的演变
PAST
1970s
DIP
PRESENT
1980s
PGA
2000s
1990s
传统二维封装基础上向三维z方向发展的封装技术。
实现三维封装的方法：
【1】 埋置型
元器件埋置或芯片嵌入
【2】 有源基板
半导体材料做基板Wafer Scale Integration
【3】叠层法
将多个裸芯片或封装芯片在垂直方向上互连
抑或是MCM叠层：散热与基板选择
封装的分类
按封装中组合IC芯片数目分：
热膨胀系数（CTE Coef变而有胀缩现象，等压条件下，单位温度变
所导致的体积变化，即热膨胀系数表示。
介电强度：是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。定义
为试样被击穿时， 单位厚度承受的最大电压。物质的介电
强度越大， 它作为绝缘体的质量越好。
芯片，但两类芯片的可靠性和成本不同。
封装材料
芯片封装所采用的材料主要包括金属、陶瓷、
高分子聚合物材料等。
问题：如何进行材料选择？
依据材料的电热性质、热-机械可靠性、技术和
工艺成熟度、材料成本和供应等因素。
表1.2-表1.4
封装材料性能参数
介电系数：表征材料绝缘程度的比例常数，相对值，通常介
电系数大于1的材料通常认为是绝缘材料。
第一层次：零级封装-芯片互连级（CLP）
第二层次：一级封装
SCM 与MCM（Single/Multi Chip Module）
第三层次：二级封装 组装成Subsystem
COB（Chip on Board）和元器件安装在基板上
第四层次：三级微电子封装
电子整机系统构建
微电子封装技术分级
三维（3D）封装技术
驱动微电子封装技术发展的是整个微电子技术产业
微电子封装技术的发展趋势
电子整机的高性能、多功能、小型化和便携化、低成
本、高可靠性要求促使微电子封装由插装向贴装发展，
并持续向薄型、超薄型、窄节距发展，进一步由窄节
距四边引脚向面阵列引脚发展。
微电子封装技术发展的驱动力
三、市场发展对微电子封装的驱动
“吞金业”向“产金业”转变
产品性价比要求不断提升、电子产品更新加速剧烈
电子产品更新加速剧烈
SCP和MCP（包括MCM)
按密封材料分：陶瓷封装和高分子材料封装（塑封）
按器件与电路板互连方式分：
引脚插入型（PTH）和表面贴装型（SMT）
按引脚分布形态分：
单边、双边、四边和底部引脚
SIP、DIP、SOP、QFP、MCP、PGA
封装型式的发展
发展方向：轻、薄、短、小
DIP—SPIP—SKDIP
Ceramic
Ceramic or
Thin Film on Ceramic
Thin Film on PWB
PWB-D
•Integration to
BEOL
•Integration in
Package level
PWB-Micro Via
PWB-D
•Integration at
System level
集成电路芯片封装技术
课程引入与主要内容
1、集成电路芯片封装与微电子封装
微电子封装技术=集成电路芯片封装技术
2、芯片封装技术涉及领域及功能
3、封装技术层次与分类
封装技术的概念
微电子封装：A Bridge from IC to System
IC
Board
微电子封装的概念
狭义：芯片级 IC Packaging
QFP
BGA
FUTURE
CSP
WLP
2010s
SIP
SOP
Single Chip:
Chip
Connector:
Board MCM:
Package
/Board:
Board
Connector:
Discretes
:
Wirebond
Redistribution to
Area Array
Flipchip
Area Array
1、电源分配：传递电能-配给合理、减少电压损耗
2、信号分配：减少信号延迟和串扰、缩短传递线路
3、提供散热途径：散热材料与散热方式选择
4、机械支撑：结构保护与支持
5、环境保护：抵抗外界恶劣环境（例：军工产品）
确定封装要求的影响因素
成本
外形与结构
产品可靠性
性能
类比：人体器官的构成与实现
微电子封装技术的技术层次
PTH
Peripheral
SMT
1005
0805
Area/BGA
SMT
0603
0402
0201
01005?
Integration
微电子封装技术发展的驱动力
一、IC发展对微电子封装的推动
IC发展水平的标志：集成度和特征尺寸
IC发展方向：大芯片尺寸、高集成度、小特征尺寸和
高I/O数。
二、电子整机发展对微电子封装的拉动
芯片封装涉及的技术领域
芯片封装技术涉及物理、化学、化工、材料、
机械、电气与自动化等学科。所涉及材料包括金属、
陶瓷、玻璃和高分子材料等。
芯片封装技术整合了电子产品的电气特性、热特
性、可靠性、材料与工艺应用和成本价格等因素，
是以获得综合性能最优化为目的的工程技术。
封装涉及的技术领域
微电子封装的功能