序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L(fēng)格的5篇電子封裝的技術(shù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

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【關(guān)鍵詞】：微電子封裝； 關(guān)鍵技術(shù) ； 應(yīng)用前景

【引言】：近年來，各種各樣的電子產(chǎn)品已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和日常生活中得到了廣泛的用。伴隨著電子科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使得微電子工業(yè)發(fā)展迅猛，這很大程度上是得益于微電子封裝技術(shù)的高速發(fā)展。這樣必然要求微電子封裝要更好、更輕、更薄、封裝密度更高，更好的電性能和熱性能，更高的可靠性，更高的性能價格比，因此采用什么樣的封裝關(guān)鍵技術(shù)就顯得尤為重要。

1. 微電子封裝的概述

1.1微電子封裝的概念

微電子封裝是指利用膜技術(shù)及微細加工技術(shù)，將芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘貼固定及連接，引出連線端子并通過可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定，構(gòu)成整體立體結(jié)構(gòu)的工藝。在更廣的意義上講，是指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，并確定整個系統(tǒng)綜合性能的工程【1】。

1.2微電子封裝的目的

微電子封裝的目的在于保護芯片不受或少受外界環(huán)境的影響，并為之提供一個良好的工作條件，以使電路具有穩(wěn)定、正常的功能。

1.3微電子封裝的技術(shù)領(lǐng)域

微電子封裝技術(shù)涵蓋的技術(shù)面積廣，屬于復(fù)雜的系統(tǒng)工程。它涉及物理、化學(xué)、化工、材料、機械、電氣與自動化等各門學(xué)科，也使用金屬、陶瓷、玻璃、高分子等各種各樣的材料，因此微電子封裝是一門跨學(xué)科知識整合的科學(xué)，整合了產(chǎn)品的電氣特性、熱傳導(dǎo)特性、可靠性、材料與工藝技術(shù)的應(yīng)用以及成本價格等因素。

2 微電子封裝領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)

目前，在微電子封裝領(lǐng)域中，所能夠采用的工藝技術(shù)有多種。主要包括了柵陣列封裝（BGA）、倒裝芯片技術(shù)（FC）、芯片規(guī)模封裝（CSP）、系統(tǒng)級封裝（SIP）、三維（3D）封裝等（以下用簡稱代替）【2】。下面對這些微電子封裝關(guān)鍵技術(shù)進行一一介紹，具體如下：

2.1 柵陣列封裝

BGA是目前 微電子封裝的主流技術(shù)，應(yīng)用范圍大多以主板芯片組和CPU等大規(guī)模集成電路封裝為主。BGA的特點在于引線長度比較短，但是引線與引線之間的間距比較大，可有效避免精細間距器件中經(jīng)常會遇到的翹曲和共面度問題。相比其他封裝方式，BGA的優(yōu)勢在于引線見巨大，可容納更多I/0；可靠性高，焊點牢固，不會損傷引腳；有較好的點特性，頻率特性好；能與貼裝工藝和設(shè)備良好兼容等。

2.2 倒裝芯片關(guān)鍵技術(shù)

倒裝芯片技術(shù)，即：FCW。其工藝實現(xiàn)流程就是將電路基板芯片上的有源區(qū)采用相對的方式，將襯底和芯片通過芯片上的焊料凸點進行連接，需要說明的是，這些凸點是呈陣列的方式排列。采用這種封裝的方式，其最大的特點就在于具有比較高的I/O密度。而其相對于其他微電子封裝技術(shù)的優(yōu)勢在于：第一，具備良好散熱性能；第二，外形尺寸減小；第三，壽命提升，可靠性良好；第四，具備較高密度的I/O；第五，裸芯片的具備可測試性。

2.3 芯片規(guī)模封裝

CSP是與BGA處于同一個時代的封裝技術(shù)。CSP在實際運用中，采用了許多BGA的形式。一般行業(yè)中在對二者進行區(qū)分時，主要是以焊球節(jié)距作為參考標準。一般焊球節(jié)距作小于1mm便是CSP，而高于1mm便是BGA。相對于BGA，CSP具有很多突出的優(yōu)勢，如：具備優(yōu)良的電、熱性；具備高封裝密度；超小型封裝；易于焊接、更換和修正；容易測定和老化；操作簡便等。主要有適用于儲存器的少引腳CSP和適用于ASCI的多引腳CSP。

2.4三維（3D）封裝

三維封裝，即是向空間發(fā)展的微電子組裝的高密度化。它不但使用組裝密度更高，也使其功能更多、傳輸速度更高、功耗更低、性能及可靠性更好等。

2.5多芯片模式

多芯片模式（MCM），是指多個半導(dǎo)體裸芯片表面安裝在同一塊布線基板上。按基板材料不同，分為MCM-L、MCM-C、MCM-D三大類。

①MCM-L是指用通常玻璃、環(huán)氧樹脂制作多層印刷電路基板的模式。布線密度高而價格較低。

②MCM-C通過厚膜技術(shù)形成多層布線陶瓷，濱海高以此作為基板。布線密度比MCM-L高。

③MCM-D通過薄膜技術(shù)形成多層布線陶瓷或者直接采用Si、Al作為基板，布線密度最高，價格也高。

2.6系統(tǒng)級封裝

SIP是將多種功能芯片，包括處理器、存儲器等功能芯片集成在一個封裝內(nèi)，從而實現(xiàn)一個基本完整的功能。與SOC（System On a Chip系統(tǒng)級芯片）相對應(yīng)。不同的是系統(tǒng)級封裝是采用不同芯片進行并排或疊加的封裝方式，而SOC則是高度集成的芯片產(chǎn)品。

3.微電子封裝領(lǐng)域的應(yīng)用前景

21世紀的微電子封裝概念已從傳統(tǒng)的面向器件轉(zhuǎn)為面向系統(tǒng)，即在封裝的信號傳遞、支持載體、熱傳導(dǎo)、芯片保護等傳統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上進一步擴展，利用薄膜、厚膜工藝以及嵌入工藝將系統(tǒng)的信號傳輸電路及大部分有源、無源元件進行集成，并與芯片的高密度封裝和元器件外貼工藝相結(jié)合，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的封裝集成，達到最高密度的封裝。

在近期內(nèi)，BGA技術(shù)將以其性能和價格的優(yōu)勢以最快增長速度作為封裝的主流技術(shù)繼續(xù)向前發(fā)展；CSP技術(shù)有著很好的前景，隨著其成本的逐步降低將廣泛用于快速存儲器、邏輯電路和ASIC等器件在各類產(chǎn)品中的封裝；在今后不斷的封裝中，F(xiàn)CT技術(shù)將作為一種基本的主流封裝技術(shù)滲透于各種不同的封裝形式中；隨著便攜式電子設(shè)備市場的迅速擴大，適用于高速、高性能的MCM發(fā)展速度相當(dāng)驚人；三維封裝是發(fā)展前景最佳的封裝技術(shù)，隨著其工藝的進一步成熟，它將成為應(yīng)用最廣泛的封裝技術(shù)【3】。

結(jié)束語

關(guān)鍵性封裝技術(shù)在推動更高性能、更低功耗、更低成本和更小形狀因子的產(chǎn)品上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在芯片-封裝協(xié)同設(shè)計以及為滿足各種可靠性要求而使用具成本效益的材料和工藝方面，還存在很多挑戰(zhàn)。為滿足當(dāng)前需求并使設(shè)備具備高產(chǎn)量大產(chǎn)能的能力，業(yè)界還需要在技術(shù)和制造方面進行眾多的創(chuàng)新研究。

【參考文獻】：

[1]羅艷碧.第四代微電子封裝技術(shù)-TVS技術(shù)及其發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（7）：3-4.

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一、微電子三級封裝

 

談到微電子封裝，首先我們要敘述一下三級封裝的概念。一般說來，微電子封裝分為三級。所謂一級封裝就是在半導(dǎo)體圓片裂片以后，將一個或多個集成電路芯片用適宜的封裝形式封裝起來，并使芯片的焊區(qū)與封裝的外引腳用引線鍵合(WB)、載帶自動鍵合(TAB)和倒裝芯片鍵合(FCB)連接起來，使之成為有實用功能的電子元器件或組件。一級封裝包括單芯片組件(SCM)和多芯片組件(MCM)兩大類，也稱芯片級封裝。二級封裝就是將一級微電子封裝產(chǎn)品連同無源元件一同安裝到印制板或其它基板上，成為部件或整機，也稱板級封裝。三級封裝就是將二級封裝的產(chǎn)品通過選層、互連插座或柔性電路板與母板連結(jié)起來，形成三維立體封裝，構(gòu)成完整的整機系統(tǒng)，也稱系統(tǒng)級封裝。所謂微電子封裝是個整體的概念，包括了從一極封裝到三極封裝的全部技術(shù)內(nèi)容。在國際上，微電子封裝是一個很廣泛的概念，包含組裝和封裝的多項內(nèi)容。微電子封裝所包含的范圍應(yīng)包括單芯片封裝(SCM)設(shè)計和制造、多芯片封裝(MCM)設(shè)計和制造、芯片后封裝工藝、各種封裝基板設(shè)計和制造、芯片互連與組裝、封裝總體電性能、機械性能、熱性能和可靠性設(shè)計、封裝材料、封裝工模夾具以及綠色封裝等多項內(nèi)容。

 

二、微電子封裝技術(shù)的發(fā)展

 

(一)焊球陣列封裝(BGA)

 

BGA主要有四種基本類型：PBGA、CBGA、CCGA和TBGA，一般都是在封裝體的底部連接著作為I/O引出端的焊球陣列。這些封裝的焊球陣列典型的間距為1.0mm、1.27mm、1.5mm，焊球的鉛錫組份常見的主要有63Sn/37Pb和90Pb/10Sn兩種，焊球的直徑由于目前沒有這方面相應(yīng)的標準而各個公司不盡相同。從BGA的組裝技術(shù)方面來看，BGA有著比QFP器件更優(yōu)越的特點，其主要體現(xiàn)在BGA器件對于貼裝精度的要求不太嚴格，理論上講，在焊接回流過程中，即使焊球相對于焊盤的偏移量達50%之多，也會由于焊料的表面張力作用而使器件位置得以自動校正，這種情況經(jīng)實驗證明是相當(dāng)明顯的。其次，BGA不再存在類似QFP之類器件的引腳變形問題，而且BGA還具有相對QFP等器件較良好的共面性，其引出端間距與QFP相比要大得多，可以明顯減少因焊膏印刷缺陷導(dǎo)致焊點“橋接”的問題;另外，BGA還有良好的電性能和熱特性，以及較高的互聯(lián)密度。BGA的主要缺點在于焊點的檢測和返修都比較困難，對焊點的可靠性要求比較嚴格，使得BGA器件在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中受到限制。

 

(二)芯片尺寸封裝(CSP)

 

CSP的定義是LSI芯片封裝面積小于或等于LSI芯面積的20%的封裝稱為CSP。

 

由于許多CSP采用BGA的形式，所以最近兩年封裝界權(quán)威人士認為焊球節(jié)距大于等于1mm的為BGA，小于1mm的為CSP。由于CSP具有更突出的優(yōu)點①近似芯片尺寸的超小型封裝②保護裸芯片③電、熱性優(yōu)良④封裝密度高⑤便于測試和老化⑥便于焊接、安裝和修整更換。由于CSP正在處于蓬勃發(fā)展階段，因此，它的種類有限多如剛性基板CSP柔性基板CSP、引線框架型CSP、微小模塑型CSP、焊區(qū)陣列CSP、微型BGA、凸點芯片載體(BCC)、QFN型CSP、芯片迭層型CSP和圓片級CSP(WLCSP)等.CSP的引腳節(jié)距一般在1.0mm以下，有1.0mm、0.8mm、 0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm和0.25mm等。

 

(三)系統(tǒng)封裝(SIP)

 

實現(xiàn)電子整機系統(tǒng)的功能，通常有兩個途徑。一種是系統(tǒng)級芯片(SystemonChip)，簡稱SOC。即在單一的芯片上實現(xiàn)電子整機系統(tǒng)的功能;另一種是系統(tǒng)級封裝(Systeminpackage)，簡稱SIP。即通過封裝來實現(xiàn)整機系統(tǒng)的功能。從學(xué)術(shù)上講，這是兩條技術(shù)路線，就象單片集成電路和混合集成電路一樣，各有各的優(yōu)勢，各有各的應(yīng)用市場。在技術(shù)上和應(yīng)用上都是相互補充的關(guān)系，作者認為，SOC應(yīng)主要用于應(yīng)用周期較長的高性能產(chǎn)品，而SIP主要用于應(yīng)用周期較短的消費類產(chǎn)品。

 

SIP是使用成熟的組裝和互連技術(shù)，把各種集成電路如CMOS電路、GaAs電路、SiGe電路或者光電子器件、MEMS器件以及各類無源元件如電容、電感等集成到一個封裝體內(nèi)，實現(xiàn)整機系統(tǒng)的功能。主要的優(yōu)點包括①采用現(xiàn)有商用元器件，制造成本較低②產(chǎn)品進人市場的周期短③無論設(shè)計和工藝，有較大的靈活性④把不同類型的電路和元件集成在一起，相對容易實現(xiàn)。美國佐治亞理工學(xué)院PRC研究開發(fā)的單級集成模塊簡稱SLIM，就是SIP的典型代表，該項目完成后，在封裝效率、性能和可靠性方面提高10倍，尺寸和成本較大下降。到2010年預(yù)期達到的目標包括熱密度達到100W/cm2;元件密度達到5000/cm2;I/O密度達到3000/cm2.

 

盡管SIP還是一種新技術(shù)，目前尚不成熟，但仍然是一個有發(fā)展前景的技術(shù)，尤其在中國，可能是一個發(fā)展整機系統(tǒng)的捷徑。

 

三、思考

 

面對世界蓬勃發(fā)展的微電子封裝形勢，分析我國目前的現(xiàn)狀，我們必須深思一些問題。

 

(一)微電子封裝與電子產(chǎn)品密不可分，已經(jīng)成為制約電子產(chǎn)品乃至系統(tǒng)發(fā)展的核心技術(shù)，是電子行業(yè)先進制造技術(shù)之一，誰掌握了它，誰就將掌握電子產(chǎn)品和系統(tǒng)的未來。

 

(二)微電子封裝必須與時俱進才能發(fā)展。國際微電子封裝的歷史證明了這一點。我國微電子封裝如何與時俱進當(dāng)務(wù)之急是研究我國微電子封裝的發(fā)展戰(zhàn)略，制訂發(fā)展規(guī)劃。二是優(yōu)化我國微電子封裝的科研生產(chǎn)體系。三是積極倡導(dǎo)和大力發(fā)展屬于我國自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)技術(shù)。

 

(三)高度重視微電子三級封裝的垂直集成。我們應(yīng)該以電子系統(tǒng)為龍頭，牽動一級、二級和三級封裝，方能占領(lǐng)市場，提高經(jīng)濟效益，不斷發(fā)展。我們曾倡議把手機和雷達作為技術(shù)平臺發(fā)展我國的微電子封裝，就是出于這種考慮。

 

(四)高度重視不同領(lǐng)域和技術(shù)的交叉及融合。不同材料的交叉和融合產(chǎn)生新的材料不同技術(shù)交叉和融合產(chǎn)生新的技術(shù)不同領(lǐng)域的交叉和融合產(chǎn)生新的領(lǐng)域。技術(shù)領(lǐng)域已涉及電子電路、電子封裝、表面貼裝、電子裝聯(lián)、電子材料、電子專用設(shè)備、電子焊接和電子電鍍等。我們應(yīng)該充分發(fā)揮電子學(xué)會各分會的作用，積極組織這種技術(shù)交流。

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關(guān)鍵詞：微電子；封裝技術(shù)；封裝發(fā)展趨勢；

作者簡介：張力元(1990-)，男，昆明人，碩士生，研究方向：可再生能源材料與制備。

0引言

21世紀微電子技術(shù)的高速發(fā)展，隨之帶動的是一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。信息、能源、通訊各類新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開微電子技術(shù)。而微電子封裝技術(shù)是微電子技術(shù)中最關(guān)鍵和核心的技術(shù)。微電子封裝體(Package)和芯片(Chip或die)通過封裝工藝(Packaging)組合成一個微電子器件(Device)，通常封裝為芯片(或管芯)提供電通路、散熱通路、機械支撐、環(huán)境防護等，所以微電子封裝是微電器件的2個基本組成部分之一，器件的許多可靠性性能都是由封裝的性能決定的[3]。致力于發(fā)展微電子封裝技術(shù)的人們把目光投在以下4個方面：(1)極低的成本。(2)薄、輕、便捷。(3)極高的性能。(4)各種不同的功能包括各類不同的半導(dǎo)體芯片[1]。

1微電子封裝技術(shù)的發(fā)展歷程

微電子封裝技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了3個階段：

第一階段是20世紀70年代中期，由雙直列封裝技術(shù)(DIP)為代表的針腳插入型轉(zhuǎn)變?yōu)樗倪呉€扁平封裝型(QPF)，與DIP相比，QFP的封裝尺寸大大減小，具有操作方便、可靠性高、適用于SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線，由于封裝外形尺寸小，寄生參數(shù)減小，特別適合高頻應(yīng)用[2]。

第二階段是20世紀90年代中期，以球柵陣列端子BGA型封裝為標志，隨后又出現(xiàn)了各種封裝體積更小的芯片尺寸封裝(CSP)。與QPF相比，BGA引線短，散熱好、電噪小且其封裝面積更小、引腳數(shù)量更多、適合大規(guī)模生產(chǎn)。

第三階段是本世紀初，由于多芯片系統(tǒng)封裝SIP出現(xiàn)，將封裝引入了一個全新的時代。

2微電子封裝的主流技術(shù)

目前的主流技術(shù)集中在BGA、CSP以及小節(jié)距的QPF等封裝技術(shù)上，并向埋置型三維封裝、有源基板型三維封裝、疊層型三維封裝即三維封裝和系統(tǒng)封裝的方向發(fā)展。

2.1BGA\CSP封裝

球柵陣列封裝BGA在GPU、主板芯片組等大規(guī)模集成電路封裝有廣泛應(yīng)用。它的I/O引線以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面，引線間距大，引線長度短，這樣BGA消除了精細間距器件中由于引線而引起的共面度和翹曲的問題[4]。BGA技術(shù)包括很多種類如陶瓷封裝BGA(CBGA)、塑料封裝BGA(PBGA)以及MicroBGA(μBGA)。BGA具有下述優(yōu)點：

(1)I/O引線間距大(如1.0mm，1.27mm)，可容納的I/O數(shù)目大，如1.27mm間距的BGA在25mm邊長的面積上可容納350個I/O，而0.5mm間距的QFP在40mm邊長的面積上只容納304個I/O。

(2)封裝可靠性高，不會損壞引腳，焊點缺陷率低，焊點牢固[5]。

(3)管腳水平面同一性較QFP容易保證，因為焊錫球在溶化以后可以自動補償芯片與PCB之間的平面誤差，而且其引腳牢固運轉(zhuǎn)方便。

(4)回流焊時，焊點之間的張力產(chǎn)生良好的自對準效果，允許有50%的貼片精度誤差，避免了傳統(tǒng)封裝引線變形的損失，大大提高了組裝成品率。

(5)有較好的電特性，由于引線短，減小了引腳延遲，并且導(dǎo)線的自感和導(dǎo)線間的互感很低，頻率特性好。

(6)能與原有的SMT貼裝工藝和設(shè)備兼容，原有的絲印機、貼片機和回流焊設(shè)備都可使用，兼容性好，便于統(tǒng)一標準。

(7)焊球引出形式同樣適用于多芯片組件和系統(tǒng)封裝。

為了追求對電路組件更小型化、更多功能、更高可靠性的要求，CSP作為BGA同時代的產(chǎn)品應(yīng)運而生。CSP與BGA結(jié)構(gòu)基本一樣，只是錫球直徑和球中心距縮小了，更薄了，這樣在相同封裝尺寸時可有更多的I/O數(shù)，使組裝密度進一步提高，可以說CSP是縮小了的BGA。美國JEDEC給出的CSP定義為：LSI芯片封裝面積小于或等于LSI芯片面積120%。但是近幾年來封裝界的權(quán)威人士均把CSP定義為焊球節(jié)距小于1mm的封裝，而大于1mm的就看做是BGA。

CSP除了具有BGA的優(yōu)點以外，其更精細的封裝還有很多獨特的優(yōu)點，其特殊的代表是WLCSP。通常，CSP都是將圓片切割成單個芯片后再實施后道封裝的，而WLCSP則不同，它的全部或大部分工藝步驟是在已完成前工序的硅圓片上完成的，最后將圓片直接切割成分離的獨立器件。所以這種封裝也稱作圓片級封裝(WLP)。這樣，它還具有獨特的優(yōu)點：

(1)封裝加工效率高，可以多個圓片同時加工。

(2)具有倒裝芯片封裝的優(yōu)點，即輕、薄、短、小。

(3)與前工序相比，只是增加了引腳重新布線和凸點制作2個工序，其余全部是傳統(tǒng)工藝。

(4)減少了傳統(tǒng)封裝中的多次測試。因此世界上各大型封裝公司紛紛投人這類WLCSP的研究、開發(fā)和生產(chǎn)。WLCSP的不足是目前引腳數(shù)較低，還沒有標準化和成本較高[6]。

2.23D封裝

SIP有多種定義和解釋，其中一說是多芯片堆疊的3D封裝內(nèi)系統(tǒng)集成，在芯片的正方向堆疊2片以上互連的裸芯片的封裝。SIP是強調(diào)封裝內(nèi)包含了某種系統(tǒng)的功能封裝，3D封裝僅強調(diào)在芯片方向上的多芯片堆疊，如今3D封裝已從芯片堆疊發(fā)展到封裝堆疊，擴大了3D封裝的內(nèi)涵[7]。

3D封裝的形式有很多種，主要可分為填埋型、有源基板型和疊層型等3類。填埋型三維立體封裝出現(xiàn)上世紀80年代，它是將元器件填埋在基板多層布線內(nèi)或填埋、制作在基板內(nèi)部，它不但能靈活方便地制作成填埋型，而且還可以作為IC芯片后布線互連技術(shù)，使填埋的壓焊點與多層布線互連起來。這就可以大大減少焊接點，提高電子部件封裝的可靠性。有源基板型是用硅圓片集技術(shù)，做基板時先采用一般半導(dǎo)體IC，制作方法作一次元器件集成化，形成有源基板，然后再實施多層布線，頂層再安裝各種其他IC芯片或元器件，實現(xiàn)3D封裝。疊層型三維立體封裝是將LSI、VLSI、2D-MCM，甚至WSI或者已封裝的器件，無間隙的層層疊裝互連而成。這類疊層型是應(yīng)用最為廣泛的一種，其工藝技術(shù)不但應(yīng)用了許多成熟的組裝互連技術(shù)，還發(fā)展了垂直互連技術(shù)，使疊層型封裝成為發(fā)展勢頭最迅猛發(fā)展速度最快的3D封裝。但有源基板型3D封裝卻是人們一直力求實現(xiàn)的封裝。

伴隨著手機的大量使用，手機的功能越來越強大，既要實現(xiàn)輕、薄、小又要功能強大，這其中離不開的就是疊層型的3D封裝。目前有許多種基于堆疊方法的3D封裝，主要包括：硅片與硅片的堆疊(W2W)、芯片與硅片的堆疊(D2W)以及芯片與芯片的堆疊(D2D)。歸納起來其主要堆疊方式可以通過2種方法實現(xiàn)：封裝內(nèi)的裸片堆疊和封裝堆疊，封裝堆疊又可分為封裝內(nèi)的封裝堆疊和封裝間的封裝堆疊。

裸片堆疊的封裝主要有2種，一是MCP，二是SC-SP。MCP涵蓋SCSP，SCSP是MCP的延伸。SCSP的芯片尺寸比MCP有更嚴格的規(guī)定，通常MCP是多個存儲器芯片的堆疊，而SCSP是多個存儲器和邏輯器件芯片的堆疊。裸片堆疊的關(guān)鍵技術(shù)是：

(1)圓片的減薄技術(shù)，目前一般綜合采用研磨、深反應(yīng)離子刻蝕法和化學(xué)機械拋光法等工藝，通常減薄到小于50μm，為確保電路的性能和芯片的可靠性，業(yè)內(nèi)人士認為晶圓減薄的極限為20μm左右。

(2)低弧度鍵合技術(shù)。因為芯片厚度小于150μm，所以鍵合弧度必須小于這個值。目前采用的25μm金絲的正常鍵合弧高為125μm，而用反向引線鍵合優(yōu)化工藝可以達到75μm以下的弧高。與此同時，反向引線鍵合工藝增加一個打彎工藝以保證不同鍵合層的間隙。

(3)懸梁上的引線鍵合技術(shù)。必須優(yōu)化懸梁上的引線鍵合技術(shù)，因為懸梁越長，鍵合時芯片變形越大。

(4)圓片凸點制作技術(shù)。

(5)鍵合引線無擺動模塑技術(shù)。裸片堆疊封裝的主要缺點就是堆疊中一層集成電路出問題，所有堆疊裸片都將報廢，但毫無疑問裸片堆疊能夠獲得更為緊湊的芯片體積和更為低廉的成本。例如AMKOR公司采用了裸片疊層的封裝比采用單芯片封裝節(jié)約了30%的成本[8]。

封裝堆疊又稱封裝內(nèi)的封裝堆疊，它有2種形式：一是PIP。PIP是一種在BAP(基礎(chǔ)裝配封裝)上部堆疊經(jīng)過完全測試的內(nèi)部堆疊模塊，以形成單CSP解決方案的3D封裝。二是POP。它是一種板安裝過程中的3D封裝，在其內(nèi)部，經(jīng)過完整測試的封裝如單芯片F(xiàn)BGA(窄節(jié)距網(wǎng)格焊球陣列)或堆疊芯片F(xiàn)BGA被堆疊到另外一片單芯片F(xiàn)BGA(典型的存儲器芯片)或堆疊芯片F(xiàn)BGA(典型的基帶或模擬芯片)的上部。封裝堆疊的優(yōu)點是：

(1)能堆疊來自不同供應(yīng)商的混合集成電路技術(shù)的芯片，允許在堆疊之前進行預(yù)燒和檢測。

(2)封裝堆疊包括翻轉(zhuǎn)一個已經(jīng)檢測過的封裝，并堆疊到一個基底封裝上面，后續(xù)的互連可以采用線焊工藝。

2.3SIP系統(tǒng)封裝

系統(tǒng)級封裝(systeminpackage，SIP)是指將不同種類的元件，通過不同種技術(shù)，混載于同一封裝體內(nèi)，由此構(gòu)成系統(tǒng)集成封裝形式。我們經(jīng)常混淆2個概念系統(tǒng)封裝SIP和系統(tǒng)級芯片SOC。迄今為止，在IC芯片領(lǐng)域，SOC系統(tǒng)級芯片是最高級的芯片；在IC封裝領(lǐng)域，SIP系統(tǒng)級封裝是最高級的封裝。SIP涵蓋SOC，SOC簡化SIPSOC，與SIP是極為相似的，兩者均希望將一個包含邏輯組件、內(nèi)存組件，甚至包含被動組件的系統(tǒng)，整合在一個單位中。然而就發(fā)展的方向來說，兩者卻是大大的不同：SOC是站在設(shè)計的角度出發(fā)，目的在于將一個系統(tǒng)所需的組件整合到一塊芯片上，而SIP則是由封裝的立場出發(fā)，將不同功能的芯片整合于一個電子構(gòu)造體中。

SIP系統(tǒng)級封裝不僅是一種封裝，它代表的是一種先進的系統(tǒng)化設(shè)計的思想，它是研究人員創(chuàng)意的平臺，它所涉及到芯片、系統(tǒng)、材料、封裝等諸多層面問題，涵蓋十分廣泛，是一個較寬泛的指稱，所以從不同角度研究和理解SIP的內(nèi)涵是十分必要的，這里列舉了當(dāng)前的一部分SIP技術(shù)的內(nèi)涵概念：

(1)SIP通過各功能芯片的裸管芯及分立元器件在同一襯底的集成，實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能，是一種可實現(xiàn)系統(tǒng)級芯片集成的半導(dǎo)體技術(shù)。

(2)SIP是指將多芯片及無源元件(或無源集成元件)形成的系統(tǒng)功能集中于一個單一封裝體內(nèi)，構(gòu)成一個類似的系統(tǒng)器件。

(3)當(dāng)SOC的特征尺寸更小以后，將模擬、射頻和數(shù)字功能整合到一起的難度隨之增大，有一種可選擇的解決方案是將多個不同的裸芯片封裝成一體，從而產(chǎn)生了系統(tǒng)級封裝(SIP)。

(4)SIP為一個封裝內(nèi)集成了各種完成系統(tǒng)功能的電路芯片，是縮小芯片線寬之外的另一種提高集成度的方法，而與之相比可大大降低成本和節(jié)省時間。

(5)SIP實際上是多芯片封裝(MCP)或芯片尺寸封裝(CSP)的演進，可稱其為層疊式MCP、堆疊式CSP，特別是CSP因其生產(chǎn)成本低，將成為最優(yōu)的集成無源元件技術(shù)，但SIP強調(diào)的是該封裝內(nèi)要包含某種系統(tǒng)的功能[9]。

SIP的技術(shù)要素是封裝載體和組裝工藝，它與傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)不同之處是與系統(tǒng)集成有關(guān)的2個步驟：系統(tǒng)模塊的劃分與設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)組合的載體。傳統(tǒng)封裝中的載體(即基板)只能起互連作用，而SIP的載體包括電路單元，屬于系統(tǒng)的組成部分。

模塊的劃分指從電子設(shè)備中分離出一塊功能模塊，既利于后續(xù)整機集成又便于SIP封裝。以藍牙模塊為例，其核心是一塊基帶處理器，它的一端與系統(tǒng)CPU接口，另一端與物理層硬件接口(調(diào)制解調(diào)、發(fā)送與接收、天線等)[10]。

組合的載體包括高密度多層封裝基板和多層薄膜技術(shù)等先進技術(shù)。而在芯片組裝方面，板上芯片(COB)和片上芯片(COC)是目前的主流技術(shù)。COB是針對器件與有機基板或陶瓷基板間的互連技術(shù)。現(xiàn)有的技術(shù)包括引線鍵合和倒裝芯片。COC是一種在單封裝體中堆疊多芯片的結(jié)構(gòu)，即疊層芯片封裝技術(shù)。

SIP技術(shù)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于3個方面：一是在RF/無線電方面。例如全部功能的單芯片或多芯片SIP將RF基帶功能線路及快閃式存儲器芯片都封裝在一個模塊內(nèi)。二是在傳感器方面。以硅為基礎(chǔ)的傳感器技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍廣泛。三是在網(wǎng)絡(luò)和計算機技術(shù)方面。

3微電子封裝技術(shù)未來發(fā)展面臨的問題與挑戰(zhàn)

毫無疑問，3D封裝和SIP系統(tǒng)封裝是當(dāng)前以至于以后很長一段時間內(nèi)微電子封裝技術(shù)的發(fā)展方向。

目前3D封裝技術(shù)的發(fā)展面臨的難題：一是制造過程中實時工藝過程的實時檢測問題。因為這一問題如果解決不了，那么就會出現(xiàn)高損耗，只有控制了每一道生產(chǎn)工藝，才能有效地保證產(chǎn)品的質(zhì)量，從而達到有效地降低廢品率[11]。二是超薄硅圓片技術(shù)。面對更薄的硅圓片，在夾持和處理過程中如何避免它的變形及脆裂，以及后續(xù)評價檢測內(nèi)的各種處理技術(shù)，都有待進一步研究。三是高密度互連的散熱問題。目前，基于微流體通道的液體冷卻被證明是顯著降低3DICs溫度的有效方法。但在封裝密度不斷增加的前提下，微流體通道的分布需要與電氣通路和信號傳輸通路統(tǒng)籌分布，如何在成功制作出更小微流體通道的同時保證系統(tǒng)整體性能的要求，是研究者們需要考慮的問題[12]。但是，我們?nèi)孕杩吹?D封裝在高密度互連趨勢下的巨大潛力。3D封裝在未來的消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域(特別是手機、掌上電腦)、機器人領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等將扮演重要的角色。

微晶片的減薄化是SIP增長面對的重要技術(shù)挑戰(zhàn)。現(xiàn)在用于生產(chǎn)200mm和300mm微晶片的焊接設(shè)備可處理厚度為50μm的晶片，因此允許更密集地堆疊芯片。如果更薄，對于自動設(shè)備來說將產(chǎn)生問題：晶片變得過于脆弱，因此更加易碎。此外，從微晶片到微晶片的電子“穿孔”效應(yīng)將損毀芯片的性能[9]。但是我們應(yīng)該看到SIP巨大的市場前景，AlliedBusinessIntelligence統(tǒng)計，僅RF蜂窩市場的銷售額就從2003年的18億美元飆升至2007年的27.5億美元。由堆疊BGA封裝以及有源和無源組件構(gòu)成的近十億SIP于2003年上市，包括功率放大器、天線轉(zhuǎn)換開關(guān)、發(fā)送器和前端模塊。而近幾年來SIP大發(fā)展更是迅速，德國銀行、瑞士信貸第一波士頓和美國著名的研究組織“商業(yè)情報聯(lián)盟”的聯(lián)合調(diào)研表明，RF、數(shù)字、藍牙、電源和汽車應(yīng)用等市場已經(jīng)被SIP技術(shù)占領(lǐng)[10]。在我國SIP技術(shù)也有很好的發(fā)展，如江蘇長電科技股份有限公司開發(fā)的整體U盤的SIP封裝技術(shù)，SIP系統(tǒng)級封裝的U盤是一個USB接口的無需物理驅(qū)動器的微型高容量移動存儲產(chǎn)品，與傳統(tǒng)U盤相比，有著輕薄短小、容量大且可靠性高的特點[13]。未來，我們也將看到更多SIP技術(shù)的產(chǎn)品出現(xiàn)在我們周圍。

篇4

【關(guān)鍵詞】風(fēng)電設(shè)備；安裝技術(shù)；開發(fā)風(fēng)能；發(fā)展現(xiàn)狀

一、我國風(fēng)電設(shè)備安裝技術(shù)的討論與分析

當(dāng)前我國對以開發(fā)風(fēng)能資源為主的新能源示范工程做了諸多的專項計劃安排，國內(nèi)大范圍、大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電建設(shè)工程如雨后春筍一般迅速發(fā)展。針對我國目前的風(fēng)電設(shè)備建設(shè)工作重點主要放在其設(shè)備的安裝作業(yè)上，一般地建設(shè)過程都要通過履帶式起重機充當(dāng)其吊裝運作的主角，而小型的汽車起重機作為輔助。以下內(nèi)容主要對我國風(fēng)電設(shè)備安裝的技術(shù)進行一些討論與分析。

風(fēng)電設(shè)備的主要構(gòu)成包括底座、塔筒、機艙、輪轂、葉片、箱式變壓器、及電氣等部分。由于存在設(shè)備機型的噸位及高度的差異，可以根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)力資源的情況進一步研究設(shè)計具體的安裝方案。我國國內(nèi)風(fēng)電場施工及設(shè)備對于安裝場地的要求措施主要分為兩種，包括直接將風(fēng)機設(shè)備運輸?shù)跹b一次到位辦法和在事先設(shè)立好的臨時場地中先轉(zhuǎn)運、再安裝的措施。第一種措施成本較低，因此被越來越多的風(fēng)電場所采用。但是這種方法對安裝場地的條件要求很高存在局限性，對于設(shè)備進入現(xiàn)場之前的場地布置策劃工作要十分嚴謹，注重場地利用的合理性。風(fēng)電設(shè)備的吊裝工作首先要注意的問題是對現(xiàn)場起重機的選用，注意要考慮到現(xiàn)場地理環(huán)境、場內(nèi)交通狀況以及設(shè)備的參數(shù)等影響要素。在安裝場地和現(xiàn)場交通狀況良好的情況下，一般考慮采用履帶式起重機進行吊裝作業(yè)，而在現(xiàn)場條件不明朗的狀況下，必須首先考慮小型的汽車起重機作為主要的作業(yè)工具。應(yīng)該強調(diào)風(fēng)電設(shè)備卸車工作的重要性，其工作內(nèi)容主要指設(shè)備塔筒、機艙等大件構(gòu)件的卸車，應(yīng)根據(jù)設(shè)備參數(shù)以及現(xiàn)場裝卸工具的實際情況采用單機卸車或雙擊卸車。現(xiàn)場風(fēng)電設(shè)備吊裝也是特指設(shè)備塔筒、機艙及葉輪等大構(gòu)件的吊裝工作，機艙最重則吊機受力最大，葉輪在以后的工作中受風(fēng)面積最大，因此對對于安裝過程中的風(fēng)速有特別的要求，一般風(fēng)速要求不大于8m/s 。如果考慮到風(fēng)電設(shè)備吊裝的便捷

與可操作性，設(shè)備機艙和葉輪吊裝時起重機的位置既要考慮其滿足設(shè)備機艙技術(shù)參數(shù)的要求也要滿足葉輪的合理吊裝要求。同時，我們對一般地風(fēng)電設(shè)備吊裝作業(yè)還要求履帶式起重機吊臂正對設(shè)備機艙連接輪轂的法蘭，這樣既便于對設(shè)備葉輪的吊裝到位又不需要對起重機進行再次移位。

由于風(fēng)電設(shè)備吊裝作業(yè)的施工過程短且存在受風(fēng)力影響等特點，項目人員辦公和住宿地點一般都處于臨時搭建的簡易活動板房中，對于收集施工現(xiàn)場資料和周圍環(huán)境資料要提前做好工作，然后根據(jù)不同的施工特點提前制定相應(yīng)的措施并充分利用現(xiàn)有的資源以確保現(xiàn)場施工有序可控。如果施工現(xiàn)場處于風(fēng)力比較大的環(huán)境下，無論是風(fēng)電設(shè)備吊裝作業(yè)還是大型的起重機運轉(zhuǎn)都必須考慮環(huán)境的最大風(fēng)速情況。風(fēng)力條件大于起重機的停車限制值須及時將其吊臂降低確保安全。如果在可允許的條件范圍之內(nèi)，也得嚴格控制施工吊臂朝著迎風(fēng)方向降低吊臂進行作業(yè)。現(xiàn)場應(yīng)每天預(yù)先收集風(fēng)力信息，及時掌握風(fēng)力和風(fēng)向的變化以便做好施工前的準備工作。履帶起重機轉(zhuǎn)移過程要嚴格控制行進速度，一般控制在500m/h以內(nèi)，轉(zhuǎn)移前做好行進線路的鋪平工作，由履帶起重機司機作為指揮，履帶四周派有專人監(jiān)護，地壓不足須鋪設(shè)路基板，夜間配備照明設(shè)施，保證轉(zhuǎn)移安全。

二、我國應(yīng)用風(fēng)電設(shè)備安裝技術(shù)開發(fā)風(fēng)能資源的發(fā)展現(xiàn)狀及展望

我國國土幅員遼闊，風(fēng)能資源非常富足。提倡風(fēng)力能源開發(fā)主要是由于風(fēng)能具有資源豐富、取之不盡、綠色無污染且價格低廉等特點。相比較而言，目前還沒有任何一種自然能源具有這么多優(yōu)點。利用風(fēng)能資源發(fā)電已經(jīng)成為現(xiàn)在和將來可以大力研究開發(fā)的課題之一。風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)已然成為最具商業(yè)化地新型產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展前景不可限量，極有可能成為世界未來的最重要的可利用自然能源。

我國不少專業(yè)人士人為風(fēng)能發(fā)電至今沒有得到廣泛性地發(fā)展主要原因在于產(chǎn)業(yè)化程度低、發(fā)電成本高、專業(yè)化人才稀缺、專業(yè)技術(shù)落后以及市場發(fā)育不良等，筆者根據(jù)自身經(jīng)驗及多年涉身了解，我國風(fēng)能發(fā)電主要存在以下幾點問題：

（1）長期缺乏對發(fā)展風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃落實，國家沒有針對風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)制定有關(guān)具體的政策措施，沒有鼓勵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟支持等；

（2）國家相關(guān)部門對利用開發(fā)風(fēng)能資源的戰(zhàn)略意識認識不足，制定有關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃目標落空，缺乏針對性的有力措施以及制度保障等；

（3）對我國風(fēng)能資源分布情況探明程度較低，缺乏足夠科學(xué)可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)工作環(huán)節(jié)薄弱，大規(guī)模開發(fā)利用風(fēng)能發(fā)電缺乏科學(xué)性地可行性論證支持等。

風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必定在未來在能源效益、環(huán)境效益等問題等方面發(fā)揮重要的作用并產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)前，我國能源開發(fā)主張的宗旨是堅持科學(xué)發(fā)展觀，走資源節(jié)約型發(fā)展道路，這無疑給予風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)一個非常不錯的發(fā)展契機。面對我國電力行業(yè)能源短缺的緊張局面，高速發(fā)展風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)極有可能會迅速化解這一緊張局面。

對于未來風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的展望主要在于其投資成本和產(chǎn)生效益的問題上，風(fēng)能發(fā)電相比較于火力發(fā)電、水力發(fā)電等傳統(tǒng)發(fā)電方式在投資成本上得到了大大降低，而且其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益也是人們預(yù)想中的結(jié)果。考慮到未來能源不足的情況，對于風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前期將一致被看好。

三、結(jié)束語

風(fēng)電設(shè)備安裝是一項事無巨細的工作，要考慮的現(xiàn)場要素非常之多。只有嚴格控制把關(guān)才能夠保障有序可控的工作進程。良好的風(fēng)電設(shè)備基礎(chǔ)造就我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與進步，同時營造一個優(yōu)異的社會發(fā)展環(huán)境。

參考文獻

[1] 李俊峰，施鵬飛，高虎；中國風(fēng)電發(fā)展報告[R]；2010

篇5

 

2國際微電子封裝情況

 

國際上，近幾年微電子封裝得到了爆炸性的發(fā)展其中一個突出特點是從周邊封裝向面陣列封裝發(fā)展據(jù)JapanAssemblyandPackagingRoadmap報道，一般地說，8(%的封裝是常規(guī)的封裝，如DIP和QFP但預(yù)測表明，最近五年內(nèi)，15%的封裝是PGA，BGA和LGA;2物的封裝是芯片尺寸封裝(CSP)也就是說五年內(nèi)，常規(guī)封裝將減少到60%，而面陣列封裝將増加到40%,這是一個突出的變化表1示出了各種封裝的増長情況[1]。下面分別敘述近幾年發(fā)展最快的幾種新型的封裝2.1焊球陣列封裝焊球陣列封裝(BGABallGridArray)是90年代初發(fā)展起來的一種新型封裝由于這種BGA的電性能更好，管腳數(shù)更高，節(jié)距更小，組裝面積更小，且組裝定位方便和運輸可靠，而得到爆炸性的發(fā)展基本種類有陶瓷BGA(CBGA)、塑料BGA(PBGA)、金屬BGA(MBGA)和載帶式BGA(TBGA)隨著焊球節(jié)距的逐漸減小，又發(fā)展出新的微型BGA屮BGA)和倒裝焊BGA(FCBGA)例如IBM的一種高性能載體(HFCC)就是一種PBGA[1]，尺寸42.5mm2,有1657個焊球，焊球節(jié)距為1.0mm，日本NEC開發(fā)出1000只焊球的TBGA美國富士通微電子公司己開發(fā)出有2000I/O的FCBGA產(chǎn)品，46mm2,節(jié)距1mm，采用玻璃陶瓷襯底。美國Intel奔騰機己用PBGA取代CPGA，韓國三星電子公司把TBGA用于8MbSRAM而且，值得注意的是，其它一些主要的封裝如倒裝焊(FC)芯片尺寸封裝(CSP)和多芯片組件(MCM)等大都采取BGA的引出形式，因此使BGA的應(yīng)用十分廣泛。從表1也可以看出，近五年，CBGA年均増長24.5%，PBGA年均増長2&1%。圖1示出了2.2芯片尺寸封裝芯片尺寸封裝(CSPChipScalePackage)和BGA是同一時代的產(chǎn)物，是整機小型化便攜化的結(jié)果由于它具有更突出的優(yōu)點：①近似芯片尺寸的超小型封裝;②保護裸芯片;③便于焊接、安裝和修整更換;④便于測試和老化;⑤電熱性優(yōu)良。因此，90年代中期得到大跨度的發(fā)展從表1可以看出，1997~2002年，CSP的年増長率達102.%，是發(fā)展最快的封裝會議的熱點開始，它的定義為芯片面積與封裝面積之比大于80%的封裝由于許多CSP采用BGA的形式，所以最近有權(quán)威人士認為[2]，焊球節(jié)距大于等于1mm的為BGA，小于1mm的為CSP例如日本新光和美國Tessera共冋開發(fā)的iuBGA~CSP，Motorola公司的SLICC(SlightlyLargerThanICCarrier)，Amkor/Anam的FlexBGA，Toshiba的P-FBGA等都是CSP不同類型。美國富士通微電子公司己把CSP用于各種DRAM封裝[3]，外型尺寸為6.4mm<10.1mnK1mm，焊球節(jié)距為0.65mm，分別有60，74和85只焊球，從而使存儲器進一步小型化日本松下公司把169只焊球的CSP用于電子筆記本，并形成規(guī)模生產(chǎn)。目前一些著名公司如Tessrea正大力從事芯片級的CSP研究和生產(chǎn)，以進一步降低CSP的成本而且，為進一步提高密度，CSP也在向迭層CSP發(fā)展■德國夏普公司最近研制成功第一個三片迭層的CSP，采用特別薄的Si晶片和引線鍵合工藝，1998年8月開始批量生產(chǎn)，預(yù)計2000年有望達到100萬件月。圖2示出了幾種CSP封裝2.3微電子機械系統(tǒng)封裝

 

微電子機械系統(tǒng)(MEMS)類似微電子，是一門嶄新的技術(shù)，它研究的主要內(nèi)容是微結(jié)構(gòu)微型傳感器微型執(zhí)行器微型機器和系統(tǒng)近些年來得到迅速發(fā)展，廣泛用于航天、汽車電子、生物和機械工業(yè)，其發(fā)展勢頭不亞于當(dāng)年的微電子。與之相配套的封裝當(dāng)然也發(fā)展較快MEMS涉及領(lǐng)域很廣，如微壓力傳感器微加速度計、壓敏、氣敏、光敏、熱敏、磁敏等傳感器，以及陀螺儀、顯微機械和微型馬達等等因此封裝也是五花八門封裝的作用在于充分免不必要的外部干擾，能將器件與環(huán)境隔開，封裝的體積應(yīng)當(dāng)越小越好。目前封裝還沒有現(xiàn)行的工業(yè)標準一種封裝的開發(fā)往往需要系統(tǒng)設(shè)計、MEMS設(shè)計、電路設(shè)計和封裝設(shè)計的密切合作方能成功。封裝方法主要有兩種：一種是將傳感器執(zhí)行器及外圍元件集成在同一Si片上，類似ASIC;另一種是將執(zhí)行器等外圍元件做成一個ASIC，再與傳感器組裝在一起由于MEMS—般都是和集成電路一起應(yīng)用，因此現(xiàn)在一般是在原來集成電路封裝形式如陶瓷封裝(DIEFPLCCC)金屬封裝、金屬陶瓷封裝以及多芯片組件(MCM)等的基礎(chǔ)上適當(dāng)改進，而達到一些特殊要求(氣密、真空、液體轉(zhuǎn)動等)，隨著MEMS的飛速發(fā)展，封裝會逐漸發(fā)展成獨立一族示出了幾種MEMS封裝的例子。

 

國外公司報道這類消息的不少，如美國Microsensoi公司的MEMS陀螺儀己開發(fā)出來，它改變了慣性感測的發(fā)展方向。封裝后的MEMS陀螺儀只有24mm2,與5mm2的ASIC一起應(yīng)用，工作電壓為4.25-5.25V，感測的旋轉(zhuǎn)角速度范圍為±60度/s，靈敏度為26mV/度/s，帶寬7Hz，可抗150Cg的震動，并在-40~85C環(huán)境下工作美國模擬器件公司向市場提供全集成化的微機械加速度計ADXL50,采用^BiCMOS工藝，標準IC工藝，傳感器量程為50g，工作電壓24V，采用圓形陶瓷封裝，耐高溫和耐機械振動，同時耐酸堿腐蝕，可以作為汽車氣胎控制器1996年10月，德國美因茨顯微技術(shù)研究所宣布采用LIGA技術(shù)制成大小不及一個鉛筆尖的電磁電動機，整個電機的直徑約為1mm，厚為1.9mm，齒輪厚度相當(dāng)于人的頭發(fā)絲，電動機重量0.1g，每分鐘轉(zhuǎn)動10萬次，采用圓筒由于MEMS的種類和功能很多，所以MEMS封裝的種類和功能也很多總之，MEMS專家普遍認為，MEMS封裝成本占MEMS的很大比重，而且，封裝技術(shù)可能是MEMS制造技術(shù)中的瓶頸，必須抓緊研究開發(fā)。

 

2.4三維封裝

 

為了進一步提高系統(tǒng)的組裝密度，減小體積和増加功能，在二維(2D)組裝密度己達理論上最大值的情況下，微電子封裝必然從兩維向三維(3D)發(fā)展發(fā)展3D封裝實現(xiàn)系統(tǒng)集成的技術(shù)途徑有二:一是半導(dǎo)體單片集成技術(shù);二是3D多芯片組件技術(shù)(3DMCM)結(jié)構(gòu)類型目前有三種：第一種是埋置型3DMCM:在多層基板底層埋置IC芯片，頂層組裝IC芯片，其間高密度互連;第二種是有源基板型3DMCM:在Si或GaAs襯底上制造多層布線和多種集成電路，頂層組裝模擬IC芯片和其它元器件;第三種是疊層型的3DMCM:即把多個二維封裝實行疊裝、互連，把2D封裝組裝成3D封裝結(jié)構(gòu)，示于圖4[4]疊裝的方法有三種，如用超薄SOP封裝類型(UTSOP)表面垂直疊裝型(SVP)和小外型C型引線疊裝型(SOC)等另外疊層法適用各種場合，可用于裸芯片的疊層，封裝好芯片的疊層，MCM的疊層和半導(dǎo)體圓片的疊層，見圖5[5]例如美國GE公司推出的3D宇航存儲器多芯片組件(HCSM-1)包含有4個2D多層基板，每個基板裝有20個1MbSRAM，12個邏輯IC芯片，5個電阻和8個電容，3DMCM的尺寸為2.2inX2.2in<0.3in，內(nèi)含80個SRAMIC芯片和160個元件。3DMCM都通過了初步的可靠性

 

試驗，包括熱沖擊試驗(100次，從液氮溫度到125C)，溫度循環(huán)試驗(300次，-65~150°C)以及85C熱水浸泡22h，性能均正常美國Honeywell公司米用A1N多層基板技術(shù)研制了宇宙飛船計算機用三維存儲器多芯片組件和處理器組件。該三維結(jié)構(gòu)的上部組件是兩個雙面組裝的存儲器組件，每面內(nèi)含8個8KX勃發(fā)展的微電子封裝形勢催動下，在我國各級政府的大力支持和廣大科技人員的艱苦努力下，國內(nèi)微電子封裝也取得了許多可喜的進步，集中表現(xiàn)在如下幾個方面3.1.1學(xué)術(shù)活動積極開展由信息產(chǎn)業(yè)部主持在上海舉行Semicon會。研討會上，微電子封裝涉及到芯片尺寸封裝(CSP)焊球陣列封裝(BGA)凸點制作和微波功率器件封裝等1999年底由中國電子學(xué)會電子封裝專業(yè)委員會、信息產(chǎn)業(yè)部電子科學(xué)研究院和復(fù)旦大學(xué)聯(lián)合舉辦了海峽兩岸香港特區(qū)及新加坡電子封裝相關(guān)產(chǎn)業(yè)研討會自從電子學(xué)會電子封裝專業(yè)委員會1996年成立以來，己舉行兩屆中國國際電子封裝研討會。這些學(xué)術(shù)活動必將促進與國外電子封裝界的技術(shù)

 

3.1.2科研成果屢屢告捷

 

“九五”國家重點科技攻關(guān)項目將于2000年結(jié)束驗收，大部分科研工作己提前或接近完成高密度封裝產(chǎn)品PGA257PGA224QFP244SSOP32PQFP80-100TPQFP601C卡封裝及相關(guān)的引線框架、插座均己達到設(shè)計定型水平，并開展了高密度封裝生產(chǎn)工藝、陶瓷封裝技術(shù)MCM-CMCM-DBGA和倒扣封裝技術(shù)等多項技術(shù)攻關(guān)。使用這些封裝的高性能集成電路相繼設(shè)計定型另外使用我國自行開發(fā)的幾種金屬陶瓷封裝的微波功率器件己經(jīng)設(shè)計定型，并小批量用于我國的重點工程上至于MEMS封裝，在我國剛剛開始，但進展喜人北京大學(xué)設(shè)立了MEMS國家重點試驗室，清華大學(xué)也有相應(yīng)的機構(gòu)研究MEMS器件信息產(chǎn)業(yè)部電子十三所正在研究開發(fā)MEMS器件和封裝，其中微機械熱對流加速度計己經(jīng)開發(fā)出來，其靈敏度為0.1V/g，分辨率可達1mg，量程大于75g，工作帶寬50Hz，其中量程的測量是在離心機上進行的，在離心機最大輸出75g時，加速度計仍能正常工作[6]。封裝采用的是金屬陶瓷封裝十三所與清華大學(xué)合作，也己開發(fā)出梳齒電容式微機械加速度計十三所與東南大學(xué)合作己開發(fā)出微陀螺儀樣品，漂移精度達到300度小時3.1.3生產(chǎn)形勢十分喜人經(jīng)過我國多年的科技攻關(guān)，經(jīng)過廣大科技人員的奮力拼搏，科研成果逐步轉(zhuǎn)變成為產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模如南通富士通微電子公司己形成年產(chǎn)SSOP14-30產(chǎn)品500萬只，PQFP(>80pin)年生產(chǎn)能力300萬只，PQFP(<80pin)年產(chǎn)2400萬只。國營749廠SOP系列產(chǎn)品月產(chǎn)1000萬只。經(jīng)過科技攻關(guān)的IC卡封裝己累計生產(chǎn)1500萬塊以上，封裝成品率大于98%據(jù)中國計算機信息中心統(tǒng)計，集成電路封裝30家，1999年完成41.5億塊的產(chǎn)量

 

3.1.4封裝技改項目紛紛驗收

 

國家工業(yè)性試驗項目“LSI高密度封裝工業(yè)性試驗基地”信息產(chǎn)業(yè)部電子十三所和福建交流，為我國微電子封裝發(fā)展鋪路搭橋。閩航電子器件公司南北基地均己驗收通過，宜興電子器件總廠的多層陶瓷軍標線也己通過認證，都己開始正常運行，這將對今后我國微電子封裝的發(fā)展產(chǎn)生影響。

 

3.2發(fā)展趨勢

 

3.2.1微電子封裝向小型化微型化和表面貼裝化發(fā)展

 

90年代是電子元器件向表面貼裝化全面推進的年代，隨著信息產(chǎn)業(yè)和移動通訊的發(fā)展，要求電子元器件向小型化微型化和表面貼裝化發(fā)展而這一點主要是靠封裝的小型化、微型化和表面貼裝化來實現(xiàn)的，因此給微電子封裝帶來了極好的機遇■據(jù)AliedBusinessIntelligenceInc.預(yù)測，2000年的晶體振蕩器封裝的世界需求量在60億只左右據(jù)我國權(quán)威人士預(yù)計，2000年我國晶振封裝需求在1.24億只，主要用途在手機和汽車電子等領(lǐng)域

 

3.2.2對大規(guī)模集成電路高密度封裝的需求量有較大增長

 

經(jīng)過我國微電子行業(yè)多年的技術(shù)改造和引進消化吸收國外先進技術(shù)，經(jīng)過國有大中企業(yè)的改革重組，大規(guī)模集成電路封裝出現(xiàn)了很好的勢頭，對高密度封裝的需求量不斷増長，對PQFP80以上的需求量超過500萬只，對CPGA84以上封裝的需求超過3萬只，對SSOP28-32的封裝需求量超過1000萬只。這給我國微電子封裝的發(fā)展注入了生機和活力3.2.3對一些國家重點工程所需的高性能的封裝產(chǎn)品，需求十分迫切科索沃戰(zhàn)爭給予了我們深刻的啟迪，我國必須堅定地發(fā)展我國國防，加速國防現(xiàn)代化的步伐，要發(fā)展我們自己的“殺手锏”武器。在這種情況下，軍用裝備紛紛要求國產(chǎn)化，而這些裝備系統(tǒng)的國產(chǎn)化需要高可靠高性能的軍用電子元器件，因此對與之相配套的封裝的需求十分迫切PGADIP等陶瓷封裝對微波功率器件所用的金屬陶瓷封裝的需求量超過幾十萬到100萬，而且對封裝性能和可靠性要求十分苛刻，這對我國微電子封裝的發(fā)展既是機遇，也是挑戰(zhàn)

 

①國家應(yīng)把握世界爆炸發(fā)展微電子封裝的機遇，統(tǒng)一計劃，統(tǒng)一布局，集中投資，建立和加強電子封裝技術(shù)研究開發(fā)中心的建設(shè)，使其擔(dān)負起全行業(yè)封裝共性技術(shù)研究、高難度高水平封裝開發(fā)和跟蹤世界新型封裝技術(shù)的任務(wù)，逐步從根本上改變我國封裝的落后面貌。

 

②由科技部和信息產(chǎn)業(yè)部組織，以市場為導(dǎo)向，采用現(xiàn)代管理機制，集我國整機系統(tǒng)、器件和電路、元件和封裝的各方面優(yōu)勢，以手機國產(chǎn)化和雷達國產(chǎn)化為兩個平臺，實施全國性的聯(lián)合攻關(guān)取得有獨立知識產(chǎn)權(quán)的科研成果后迅速向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，牽動整機電路、元件和封裝的整體發(fā)展，占領(lǐng)整機市場。