4.电子封装技术发展现状及趋势

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收稿日期：2011-08-15

电子封装技术发展现状及趋势

龙 乐

（龙泉天生路205号1栋208室，成都 610100）

摘　要：现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代，而电子产品和电子系统的微小型化依赖先进电子封装技术的进步，封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一。主要介绍了近年来国内外出现的有市场价值的封装技术，详细描述了一些典型封装的基本结构和组装工艺，并指出了其发展现状及趋势。各种封装方法近年来层出不穷，实现了更高层次的封装集成，因而封装具有更高的密度、更强的功能、更优的性能、更小的体积、更低的功耗、更快的速度、更小的延迟、成本不断降低等优势，其技术研究和生产工艺不可忽视，在今后的一段时间内将拥有巨大的市场潜力与发展空间，推动半导体行业进入后摩尔时代。

关键词：高密度封装；3D 封装；封装技术；封装结构；发展趋势

中图分类号：TN305.94 文献标识码：A 文章编号：1681-1070（2012）01-0039-05

Current Status and Development Trend of Electronic Packaging Technology

LONG Le

（Tiansheng Road 205,1-208, Longquan ,Chengdu 610100,China ）

Abstract: The current IC wafer ling width characteristics is micronanoelectronic scale. The microminiaturization process of electronic products and electronic systems will depend on the advanced packaging technology .It has increasingly become a focus of the semiconductor industry. Novel packaging technology with larger market value around home and abroad in recent years are introduced. Basic structures and fabrication processes of some typical packaging are bescribed in detail. Furthermore, it is pointed out current status a nd development trend of packaging technology.In the recent years, endless varieties of packagings are proposed. It implements a new and higher level of packaging integration with higher assemble density,more strong features, better performance, smalles size, lower power consumption, faster speed, smaller delay, cost reduction,etc. Researches and process of packaging cannot be ignored. It has a great market potential and development in the days to come. Advanced packaging technology are forcing semiconductor industry access the More-than-Moore era.

Key words: high density packaging; 3D packaging; packaging technology; packaging structure; development trend

1 引言

创新与变革是IC （集成电路）发展的主旋律，

“新摩尔定律”、“超摩尔定律”、“后摩尔定

律”等新概念引领IC 行业从追求工艺技术节点的时代，发展到转向投资市场应用及其解决方案，转向封装、混合信号、微系统、微结构、微组装等综合

第12卷第1期

电　子　与　封　装

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技术创新，转向与客户建立紧密战略联盟的大生态系统，转向更多地依赖于芯片封装技术发展的全新时代。封装已承担起越来越多的集成化、多元化、规模化功能，芯片的设计、制造和封装这三大环节直接互动更为频繁，其联系也更加密切，从DFM “可制造性设计”的基础上，提出DFP 、MFP 等全新标志性理念。由此可见，加快发展芯片封装技术的重要性、紧迫性是不言而喻的，并将为这一产业带来新的市场和机遇的对接，对半导体技术产业化具有强大的推动力。

2 封装产业发展现状

国内封装产业随半导体市场规模快速增长，与此同时，IC 设计、芯片制造和封装测试三业的格局也正不断优化，形成了三业并举、协调发展的格局。作为半导体产业的重要部分，封装产业及技术在近年来稳定而高速地发展，特别是随着国内本土封装企业的快速成长和国外半导体公司向国内转移封装测试业务，其重要性有增无减，仍是IC 产业强项。

境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国，近年来，飞思卡尔、英特尔、意法半导体、英飞凌、瑞萨、东芝、三星、日月光、快捷、国家半导体等众多国际大型半导体企业在上海、无锡、苏州、深圳、成都、西安等地建立封测基地，全球前20大半导体厂商中已有14家在中国建立了封测企业，长三角、珠三角地区仍然是封测业者最看好的地区，拉动了封装产业规模的迅速扩大。另一方面，国内芯片制造规模的不断扩大，也极大地推动封装产业的高速成长。为了降低成本，近年来许多封测企业选择中西部地区新建工厂。英特尔成都封测厂拥有国际最先进的晶圆预处理流程技术，制造周期可缩短30%～50%，英特尔全球50%以上的处理器都出自成都工厂。一部分集成器件制造商及封测代工企业将产能转移至中西部地区，这种趋势将会持续数年。

尽管如此，IC 产业仍喜忧参半。在2010年，国内IC 市场规模扩大到7 350亿元，其产业规模与市场规模之比始终未超过20%，如扣除接受境外委托代工的销售额，则实际国内自给率还不足10%，IC 已连续多年超过石油和钢铁进口额的总和，成为国内最大宗的进口商品。美欧日韩等凭借技术领先战略，主导着产业和技术发展方向，CPU 、存储器、微控制器、数字信号处理器等量大面广的通用IC 产品基本依赖进口。国内IC 设计、制造、封测在核心技术与产品的研发和商品化方面，其竞争实力有待进一步加强。在超大规模IC 方面，需要对封装、引线精密制造、芯片引线键合、材料选择、结构设计和冷却手段等进行技术创新。封装环节技术竞争是以市场规模化为主的，目前，国内整个IC 产业还属于幼嫩时期，产业规模小，竞争力弱，抵御市场波动能力差，政产学研用相结合的原创新体系尚未建立，多渠道的投融资环境尚未形成，封测产业也毫不例外，与国际先进水平相比仍有近10年差距。在整体产业化技术水平上，国内封测业仍以DIP （双列直插封装）、SOP （小外形封装）、QFP （四边引脚扁平封装）等传统的中低端封装形式为主，近年来企业销售量大幅增长，有多家企业封装能力达数十亿块，但销售额却停滞不前，效益大幅下滑，技术水平参差不齐，趋于同质化竞争，主要体现在市场、技术、成本、资金、人才等方面。产业链不够完善，难以满足国内设计和芯片制造发展的要求，需要持续稳步扩大产业规模，加强技术创新，加快产品结构调整，加速人才培育，加大对外合作交流。

3 封装技术发展现状

ITRS （国际半导体技术路线图组织）针对半导体产业发展的挑战，提出“新摩尔定律”概念的基本内涵是功能翻番，为IC 芯片和封装带来了层出不穷的创新空间。随着封装技术的不断发展， MCP 、SiP 、SoP 、PoP 、SCSP 、SDP 、WLP 等封装结构成为主流，并为趋于Z 方向封装发展的3D （三维）集成封装、TVS （硅通孔）集成等技术研发奠定了坚实的基础，可解决芯片技术发展的一些瓶颈问题，有可能引发半导体技术发展方式的根本性改变。3.1 国内封装技术发展现状

经过企业积极进取和艰苦努力，引进、消化吸收国外先进封装技术以及多年的技术沉淀与持续研发，封装产业近年来涌现出很多半导体创新产品和技术，通过行业顶级评选、参与国家科技重大专项实施、封装测试技术与市场专题研讨会、中国半导体市场年会等活动，可以从中管窥封装技术发展现状。

以技术创新性为代表的国内本土封测企业快