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封装技术发展历程

电子封装概念

（集成电路）电子封装是半导体器件制造的最后一步，

其是指将制作好的半导体器件放入具有支持、保护的塑料，

陶瓷或金属外壳中，并于外界驱动电路以及其他电子元器件

相连这一过程。经过封装后，半导体器件将可在更高的温度

环境中工作，抵御物理损害与化学腐蚀，不仅能保护内置器

件而且能起到电气连接、外场屏蔽、尺寸过渡、散热防潮、

规格化和标准化等多种功能。

电子封装技术发展

传统电子封装从最初的三极管直插时期后开始产生，其

过程如下：将圆晶切割为晶粒（Die）后，使晶粒贴合到相

应的基架板触垫（LeadframePad）上，再利用导线将晶片

的结合焊盘与基板的引脚（WireBond）相连，实现电气连

接，最后用外壳小心加以保护。典型的封装方式有：DIP，

SOP，BGA等。

DIP（Dualln-linePackage）双列直插形式封装技术，

是最早模集成电路（IC）采用的封装技术，具有成本低廉的

优势，其引脚数一般不超过100个，适合小型且不需接太多

线的芯片。DIP技术代表着80年代的通孔插入安装技术，但

由于DIP大多采用塑料，散热效果较差，无法满足现行高速

芯片的要求，目前这种封装市场逐渐萎缩。

SmallOutlinePackage（SOP）小外形封装技术和Quad

FlatPackage（QFP）扁平封装技术代表了表面安装器件时

代。这种技术提高了管脚数和组装密度，是封装技术的一次

革命。正是这类封装技术支撑着日本半导体工业的繁荣，当

时封装技术由日本主宰，确定了80％的收缩原则，同时也是

金属引线塑料封装的黄金时代。

90年代进入了BallGridArray（BGA）焊球阵列封装

及ChipScalePackage（CSP）芯片尺寸封装技术时代。其

中，BGA封装主要是将I/O端与基板通过球柱形焊点阵列进

行封装，通常做表面固定使用。90年代后，美国超过日本占

据了封装技术的主导地位。美国加宽了引线节距并采用了底

部安装引线的BGA封装，引线节距的扩大极大地促进了安装

技术的进步和生产效率的提高。

由于传统封装技术的封装效率较低（裸芯面积/基板面

积）较低，不能满足电子器件的需求。在芯片制程受限的情

况下，改进封装技术是唯一的选择。先进封装技术通过以点

带线的方式实现电气互连，实现更高密度的集成，大大减小

了对面积的浪费。

先进封装包括倒装（Flip-Chip），凸块（Bumping），

晶圆级封装（WaferLevelPackaging，WLP），2.5D封装

（interposer,RDL等），3D（ThroughSiliconVia，TSV，

硅通孔）等技术。其中，SiP技术以及PoP技术奠定了先

进封装时代的开局，2D集成技术，如WLP，Flip-Chip以及

3D封装技术，TSV等技术的出现，进一步缩小芯片间的连接

距离，提高了元器件的反应速度。

从封装技术发展历程上看，封装结构主要朝着超高密度

的方向发展，主要有两种发展方向，一是减小封装面积，使

其接近芯片大小，主要的封装类型包括倒装（Flip-Chip），

扇入型（Fan-in），扇出型（Fan-out）封装。二是增加封

装内部的集成度，将多个Die封到一个封装内，实现超越摩

尔定律，如SiP、3D封装等。

1路径一：尺寸减小方向

倒装（Flip-Chip）

Flip-Chip指芯片倒装，以前的封装技术是将芯片的有

源区面朝上，背对基本和贴后键合。而