1 前(qian)言

　　電路產業已成(cheng)為(wei)國(guo)民(min)經濟發展(zhan)的(de)關鍵，而集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)設計(ji)、制造和封裝測(ce)試(shi)是集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)產(chan)業發展(zhan)的三(san)大(da)產(chan)業(ye)之(zhi)柱。這(zhe)已是(shi)各(ge)和(he)業(ye)界(jie)的(de)共識。微電子封裝不(bu)但直接影(ying)響著(zhe)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)本(ben)身的(de)電能(neng)、機械能(neng)、光(guang)能(neng)和熱能(neng)，影響其(qi)和(he)成(cheng)本(ben)，還(hai)在(zai)很(hen)大(da)程度(du)上(shang)決定(ding)著電子整機(ji)系(xi)統(tong)的小(xiao)型(xing)化、多功能(neng)化、和成(cheng)本(ben)，微電子封裝越(yue)來越受(shou)到人(ren)們(men)的(de)普遍(bian)重(zhong)視(shi)，在和正處(chu)於(yu)蓬(peng)勃發(fa)展階段(duan)。本(ben)文試圖綜(zong)述(shu)自二(er)十(shi)世紀(ji)九(jiu)十(shi)年代(dai)以來迅速(su)發(fa)展的微電子封裝，包括焊球陣列封裝（BGA）、芯片尺寸(cun)封裝（CSP）、圓片封裝（WLP）、三(san)維(wei)封裝（3D）和(he)系(xi)統(tong)封裝（SIP）等(deng)項(xiang)。介(jie)紹(shao)它(ta)們(men)的(de)發展(zhan)狀況和特點(dian)。同(tong)時，敘述了(le)微電子三(san)封裝的(de)概(gai)念。並對(dui)發展我(wo)國微電子封裝提(ti)出(chu)了(le)些(xie)思(si)索(suo)和(he)建議(yi)。本文試圖綜(zong)述(shu)自二(er)十(shi)世紀(ji)九(jiu)十(shi)年代(dai)以來迅速(su)發(fa)展的微電子封裝，包括焊球陣列封裝（BGA）、芯片尺寸(cun)封裝（CSP）、圓片封裝（WLP）、三(san)維(wei)封裝（3D）和(he)系(xi)統(tong)封裝（SIP）等(deng)項(xiang)。介(jie)紹(shao)它(ta)們(men)的(de)發展(zhan)狀況和特點(dian)。同(tong)時，敘述了(le)微電子三(san)封裝的(de)概(gai)念。並對(dui)發展我(wo)國微電子封裝提(ti)出(chu)了(le)些(xie)思(si)索(suo)和(he)建議(yi)。

　　2 微電子三(san)封裝

　　微電子封裝，先(xian)我(wo)們(men)要(yao)敘述下(xia)三(san)封裝的(de)概(gai)念。般說(shuo)來，微電子封裝分為(wei)三(san)。所(suo)謂(wei)封裝就(jiu)是(shi)在半(ban)導體(ti)圓片裂(lie)片以後，將個(ge)或多個(ge)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)芯片用適(shi)宜的(de)封裝形(xing)式封裝起(qi)來，並使(shi)芯片的焊區與封裝的(de)外(wai)引腳用引線鍵合(he)（WB）、載(zai)帶(dai)自動(dong)鍵合(he)（TAB）和(he)倒(dao)裝芯片鍵合(he)（FCB）連(lian)接起(qi)來，使之(zhi)成(cheng)為(wei)有(you)實用功能(neng)的電子元器件(jian)或組件(jian)。封裝包括單芯片組件(jian)（SCM）和(he)多芯片組件(jian)（MCM）兩大(da)類(lei)。三(san)封裝就(jiu)是(shi)將二(er)封裝的(de)產(chan)品通過選(xuan)層(ceng)、互連(lian)插座(zuo)或柔(rou)電路(lu)板(ban)與母(mu)板(ban)連(lian)結起(qi)來，形(xing)成(cheng)三(san)維(wei)立(li)體(ti)封裝，構(gou)成(cheng)完(wan)整的(de)整機(ji)系(xi)統(tong)，這(zhe)封裝應(ying)包括連(lian)接器、叠(die)層(ceng)組裝(zhuang)和(he)柔(rou)電路(lu)板(ban)等(deng)相關材(cai)料、設計(ji)和(he)組裝(zhuang)。這(zhe)也稱(cheng)系(xi)統(tong)封裝。所(suo)謂(wei)微電子封裝是(shi)個(ge)整體(ti)的概(gai)念，包括了(le)從(cong)封裝到三(san)封裝的(de)內(nei)容(rong)。我(wo)們(men)應(ying)該把現有的(de)認(ren)識納入(ru)微電子封裝的(de)軌道(dao)，這(zhe)樣(yang)既有利於我(wo)國微電子封裝界(jie)與國(guo)外(wai)的交(jiao)流，也有(you)利(li)於我(wo)國微電子封裝自身的(de)發展(zhan)。

　　3 微電子封裝

　　集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)封裝的(de)歷(li)史，其發(fa)展主(zhu)要(yao)劃(hua)分為(wei)三(san)個(ge)階段(duan)。*階段(duan)，在(zai)二(er)十(shi)世紀(ji)七(qi)十(shi)年代(dai)之(zhi)前(qian)，以插裝型(xing)封裝為(wei)主(zhu)。包括zui初(chu)的(de)金屬圓形(xing)（TO型(xing)）封裝，後(hou)來的陶瓷雙(shuang)列直插(cha)封裝（CDIP）、陶瓷-玻(bo)璃(li)雙列直插(cha)封裝（CerDIP）和(he)塑(su)料雙(shuang)列直插(cha)封裝（PDIP）。尤(you)其是(shi)PDIP，由於(yu)能(neng)、成(cheng)本(ben)低廉(lian)又能(neng)批量生產而成(cheng)為(wei)主(zhu)流(liu)產(chan)品。第(di)二(er)階段(duan)，在(zai)二(er)十(shi)世紀(ji)八十(shi)年代(dai)以後，以表(biao)面(mian)安(an)裝類(lei)型(xing)的四(si)邊(bian)引線封裝為(wei)主(zhu)。當(dang)時，表(biao)面(mian)安(an)裝被(bei)稱(cheng)作電子封裝領(ling)域的場革命，得(de)到迅(xun)猛(meng)發展(zhan)。與之(zhi)相適(shi)應(ying)，批適(shi)應(ying)表(biao)面(mian)安(an)裝的(de)封裝形(xing)式，如(ru)塑(su)料有(you)引線片式裁體(ti)（PLCC）、塑(su)料四(si)邊(bian)引線扁平封裝（PQFP）、塑(su)料小(xiao)外(wai)形(xing)封裝（PSOP）以及無(wu)引線四(si)邊(bian)扁平封裝等(deng)封裝形(xing)式應運而生，迅速(su)發(fa)展。由於(yu)密(mi)度(du)、引線節(jie)距(ju)小(xiao)、成(cheng)本(ben)低並適(shi)於(yu)表(biao)面(mian)安(an)裝，使(shi)PQFP成(cheng)為(wei)這(zhe)時期的主(zhu)導產品。第(di)三(san)階段(duan)，在(zai)二(er)十(shi)世紀(ji)九(jiu)十(shi)年代(dai)以後，以面(mian)陣列封裝形(xing)式為(wei)主(zhu)。薄(bo)膜多層(ceng)基(ji)板(ban)MCM（MCM-D），塑(su)料多層(ceng)印制板(ban)MCM（MCM-L）和厚(hou)薄膜基(ji)板(ban)MCM（MCM-C/D）。

　　3.1焊球陣列封裝（BGA）

　　陣(zhen)列封裝（BGA）是(shi)上(shang)九(jiu)十(shi)年代(dai)初發(fa)展(zhan)起(qi)來的種封裝。

　　BGA封裝的(de)I/O端子以圓形(xing)或柱(zhu)狀(zhuang)焊點按陣(zhen)列形(xing)式分布(bu)在封裝下(xia)面(mian)，BGA的優(you)點(dian)是I/O引腳數雖(sui)然(ran)增加(jia)了，但引腳間距(ju)並沒(mei)有(you)減小反(fan)而(er)增加(jia)了，從(cong)而(er)提(ti)了組裝(zhuang)成(cheng)品率；雖(sui)然(ran)它(ta)的(de)功耗(hao)增加(jia)，但BGA能(neng)用可控(kong)塌(ta)陷(xian)芯片法(fa)焊接，從而可以改(gai)善它(ta)的(de)電(dian)熱能(neng)；厚度和(he)重(zhong)量都(dou)較以前(qian)的(de)封裝有(you)所(suo)減少(shao)；寄生參(can)數減小，信號傳(chuan)輸延(yan)遲小，使用頻率大(da)大(da)提(ti)；組裝(zhuang)可用共面(mian)焊接，。

　　這(zhe)種BGA的突出(chu)的(de)優(you)點(dian)：①電能(neng)好：BGA用焊球代(dai)替引線，引出(chu)路(lu)徑(jing)短，減少(shao)了(le)引腳延(yan)遲、電阻(zu)、電(dian)容(rong)和電(dian)感；②封裝密(mi)度(du)；由於(yu)焊球是整個(ge)平(ping)面(mian)排列，因(yin)此(ci)對(dui)於同樣(yang)面(mian)積，引腳數。例(li)如(ru)邊(bian)長為(wei)31mm的(de)BGA，當(dang)焊球節距為(wei)1mm時(shi)有900只(zhi)引腳，相比之(zhi)下，邊(bian)長為(wei)32mm，引腳節距(ju)為(wei)0.5mm的(de)QFP只有(you)208只(zhi)引腳；③BGA的節(jie)距為(wei)1.5mm、1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm和(he)0.5mm，與現(xian)有的表(biao)面(mian)安(an)裝工(gong)藝和(he)設備(bei)相容(rong)，安(an)裝可靠(kao)；④由於(yu)焊料熔(rong)化時的表(biao)面(mian)張(zhang)力具有(you)"自對(dui)準"效應(ying)，避免(mian)了(le)傳(chuan)統(tong)封裝引線變(bian)形(xing)的(de)損(sun)失，大(da)大(da)提(ti)了組裝(zhuang)成(cheng)品率；⑤BGA引腳牢固，轉(zhuan)運(yun)方(fang)便(bian)；⑥焊球引出(chu)形(xing)式同樣(yang)適(shi)用於多芯片組件(jian)和(he)系(xi)統(tong)封裝。因(yin)此(ci)，BGA得到爆(bao)炸的發(fa)展。BGA因(yin)基(ji)板(ban)材(cai)料不(bu)同(tong)而(er)有(you)塑(su)料焊球陣列封裝（PBGA），陶瓷焊球陣列封裝（CBGA），載(zai)帶(dai)焊球陣列封裝（TBGA），帶(dai)散(san)熱器焊球陣列封裝（EBGA），金(jin)屬(shu)焊球陣列封裝（MBGA），還(hai)有(you)倒(dao)裝芯片焊球陣列封裝（FCBGA。PQFP可應(ying)用於表(biao)面(mian)安(an)裝，這(zhe)是它(ta)的(de)主(zhu)要(yao)優(you)點(dian)。但是當(dang)PQFP的引線節(jie)距(ju)達到0.5mm時(shi)，它(ta)的(de)組裝(zhuang)的(de)復雜(za)將會增(zeng)加(jia)。在引線數(shu)大(da)於(yu)200條(tiao)以上和封裝體(ti)尺寸(cun)過28mm見(jian)方(fang)的應(ying)用中，BGA封裝取(qu)代(dai)PQFP是必然的(de)。在(zai)以上幾類BGA封裝中(zhong)，FCBGAzui有(you)·希望成(cheng)為(wei)發(fa)展zui快(kuai)的(de)BGA封裝，我(wo)們(men)不(bu)妨以它(ta)為(wei)例(li)，敘述BGA的(de)工藝(yi)和(he)材(cai)料。FCBGA除了具有(you)BGA的優(you)點(dian)以外(wai)，還具有(you)：①熱能(neng)，芯片背面(mian)可安(an)裝散(san)熱器；②，由於(yu)芯片下填(tian)料的(de)作用，使FCBGA抗疲(pi)勞(lao)壽命大(da)大(da)增(zeng)強(qiang)；③可返(fan)修強(qiang)。

　　因(yin)為(wei)表(biao)面(mian)組裝(zhuang)板(ban)上已(yi)經裝有(you)其他(ta)元器件(jian)，因(yin)此(ci)必須(xu)采用BGA小模板(ban)，模板(ban)厚度(du)與開(kai)口(kou)尺寸(cun)要(yao)根(gen)據球(qiu)徑(jing)和球距(ju)確定(ding)，印刷(shua)完(wan)畢(bi)後必須(xu)檢查(zha)印(yin)刷(shua)質(zhi)量，如(ru)不(bu)合(he)格，必須(xu)將PCB清洗幹(gan)凈(jing)並涼幹(gan)後(hou)重(zhong)新印(yin)刷(shua)。對(dui)於球距為(wei)0.4mm以下的CSP，可以不(bu)印(yin)焊膏，因(yin)此(ci)不(bu)需要(yao)加(jia)工返(fan)修用的模板(ban)，直接(jie)在PCB的(de)焊盤上塗刷(shua)膏(gao)狀(zhuang)助(zhu)焊劑。需要(yao)拆(chai)元件的(de)PCB放(fang)到焊爐裏(li)，按下(xia)再流(liu)焊鍵，等(deng)機(ji)器按設定的(de)程式走完(wan)，在溫(wen)度zui時(shi)按下(xia)進(jin)出(chu)鍵，用真空吸(xi)筆取下(xia)要(yao)拆(chai)下的(de)元件，PCB板(ban)冷卻(que)即可。

　　FCBGA所(suo)涉(she)及的(de)關鍵包括芯片凸(tu)點制作、倒(dao)裝芯片焊接、多層(ceng)印制板(ban)制作（包括多層(ceng)陶瓷基(ji)板(ban)和BT樹(shu)脂基(ji)板(ban)）、芯片底部(bu)填充(chong)、焊球附接、散(san)熱板(ban)附接(jie)等(deng)。它(ta)所(suo)涉(she)及的(de)封裝材(cai)料主(zhu)要(yao)包括以下幾類。凸(tu)點材(cai)料：Au、PbSn和(he)AuSn等(deng)；凸(tu)點下(xia)金(jin)屬(shu)化(hua)材(cai)料：Al/Niv/Cu、Ti/Ni/Cu或Ti/W/Au;焊接材(cai)料：PbSn焊料、無鉛焊料；多層(ceng)基(ji)板(ban)材(cai)料：溫(wen)共燒(shao)陶瓷基(ji)板(ban)（HTCC）、低溫(wen)共燒(shao)陶瓷基(ji)板(ban)（LTCC）、BT樹(shu)脂基(ji)板(ban)；底部(bu)填充(chong)材(cai)料：液態(tai)樹(shu)脂；導熱膠：矽樹(shu)脂；散(san)熱板(ban)：銅(tong)。目前(qian)，上(shang)FCBGA的(de)系(xi)列示於(yu)表(biao)1。

　　3.2 芯片尺寸(cun)封裝（CSP）

　　CSP（Chip Scale Package）封裝，是(shi)芯片封裝的(de)意(yi)思(si)。CSP封裝代(dai)的內(nei)存(cun)芯片封裝，其(qi)能(neng)又有了(le)新的(de)提(ti)升。CSP封CSP封裝裝(zhuang)可以讓(rang)芯片面(mian)積與封裝面(mian)積之(zhi)比過1:1.14，已(yi)經相當(dang)接近1:1的(de)理(li)想(xiang)情況，尺寸(cun)也有(you)32平(ping)方(fang)毫(hao)米，約(yue)為(wei)普(pu)通的(de)BGA的(de)1/3，相當(dang)於TSOP內(nei)存(cun)芯片面(mian)積的(de)1/6。與BGA封裝相比，同(tong)等(deng)空(kong)間(jian)下(xia)CSP封裝可以將存(cun)儲容量提(ti)三(san)倍(bei)。

　　芯片尺寸(cun)封裝（CSP）和(he)BGA是(shi)同時代(dai)的產(chan)物(wu)，是(shi)整機(ji)小型(xing)化、便(bian)攜(xie)化的結(jie)果(guo)。美國JEDEC給(gei)CSP的定義(yi)是：LSI芯片封裝面(mian)積小(xiao)於(yu)或等(deng)於(yu)LSI芯片面(mian)積12的(de)封裝稱(cheng)為(wei)CSP。由於(yu)許(xu)多CSP采(cai)用BGA的形(xing)式，所以zui近兩年(nian)封裝界(jie)人(ren)士(shi)認(ren)為(wei)，焊球節距大(da)於(yu)等(deng)於(yu)lmm的(de)為(wei)BGA，小(xiao)於lmm的(de)為(wei)CSP。由於(yu)CSP具有(you)突出(chu)的(de)優(you)點(dian)：①近似(si)芯片尺寸(cun)的(de)小(xiao)型(xing)封裝；②保(bao)護(hu)裸芯片；③電、熱；④封裝密(mi)度(du)；⑤便(bian)於(yu)測試和(he)老(lao)化；⑥便(bian)於(yu)焊接、安(an)裝和(he)修整換(huan)。因(yin)此(ci)，九(jiu)十(shi)年代(dai)中期得到大(da)跨(kua)度(du)的(de)發(fa)展，每年增長(chang)倍(bei)左(zuo)右(you)。由於(yu)CSP正在(zai)處(chu)於(yu)蓬(peng)勃發(fa)展階段(duan)，因(yin)此(ci)，它(ta)的(de)種類有限(xian)多。如(ru)剛基(ji)板(ban)CSP、柔(rou)基(ji)板(ban)CSP、引線框(kuang)架(jia)型(xing)CSP、微小模塑(su)型(xing)CSP、焊區陣(zhen)列CSP、微型(xing)BGA、凸(tu)點芯片載體(ti)（BCC）、QFN型(xing)CSP、芯片叠層(ceng)型(xing)CSP和圓片CSP（WLCSP）等(deng)。CSP的(de)引腳節距(ju)般在1.0mm以下，有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm和0.25mm等(deng)。表(biao)2示出(chu)了(le)CSP系(xi)列。

　　般地(di)CSP，都是將圓片切割(ge)成(cheng)單個(ge)IC芯片後再實(shi)施後(hou)道(dao)封裝的(de)，而(er)WLCSP則(ze)不(bu)同(tong)，它(ta)的(de)或大(da)部(bu)分工藝(yi)步(bu)驟(zhou)是在(zai)已完(wan)成(cheng)前(qian)工(gong)序的(de)矽(gui)圓片上完(wan)成(cheng)的(de)，zui後(hou)將圓片直接(jie)切割(ge)成(cheng)分離的(de)立(li)器件(jian)。所(suo)以這(zhe)種封裝也稱(cheng)作圓片封裝（WLP） 。因(yin)此(ci)，除了CSP的共同(tong)優(you)點(dian)外(wai)，它(ta)還(hai)具有(you)的優(you)點(dian)：①封裝加(jia)工效(xiao)率(lv)，可以多個(ge)圓片同時(shi)加(jia)工；②具有(you)倒(dao)裝芯片封裝的(de)優(you)點(dian)，即輕、薄、短、小；③與前(qian)工(gong)序相比，只(zhi)是增(zeng)加(jia)了引腳重(zhong)新布(bu)線（RDL）和(he)凸(tu)點制作兩個(ge)工(gong)序，其(qi)余是(shi)傳(chuan)統(tong)工藝(yi)；④減少(shao)了(le)傳(chuan)統(tong)封裝中(zhong)的(de)多次測(ce)試(shi)。因(yin)此(ci)上各大(da)型(xing)IC封裝公司(si)紛(fen)紛(fen)投(tou)入(ru)這(zhe)類WLCSP的(de)研(yan)究(jiu)、開(kai)發(fa)和(he)生產。WLCSP的不(bu)足(zu)是(shi)目前(qian)引腳數較低，還沒(mei)有(you)化(hua)和(he)成(cheng)本(ben)較。圖4示出(chu)了(le)WLCSP的外(wai)形(xing)圖。圖5示出(chu)了(le)這(zhe)種WLCSP的工藝流(liu)程。

　　CSP封裝內(nei)存(cun)芯片的中(zhong)心(xin)引腳形(xing)式地(di)縮短了信號的傳(chuan)導距離(li)，其(qi)衰減隨之(zhi)減少(shao)，芯片的、抗噪能(neng)也能(neng)得到大(da)幅(fu)提(ti)升，這(zhe)也使(shi)得(de)CSP的存(cun)取(qu)時(shi)間(jian)比BGA改(gai)善15%-2。在(zai)CSP的(de)封裝方(fang)式中，內(nei)存(cun)顆(ke)粒(li)是(shi)通過個(ge)個(ge)錫(xi)球焊接在PCB板(ban)上，由於(yu)焊點和PCB板(ban)的接(jie)觸面(mian)積較大(da)，所(suo)以內(nei)存(cun)芯片在運(yun)行中(zhong)所(suo)產(chan)生的熱量可以很(hen)地(di)傳(chuan)導到PCB板(ban)上並散(san)發(fa)出(chu)去(qu)。CSP封裝可以從背面(mian)散(san)熱，且(qie)熱效(xiao)率(lv)良好(hao)，CSP的熱阻(zu)為(wei)35℃/W，而(er)TSOP熱阻(zu)40℃/W。

　　CSP是(shi)在(zai)電子產(chan)品的新換(huan)代(dai)時提(ti)出(chu)來的，它(ta)的(de)目的(de)是在(zai)使(shi)用大(da)芯片（芯片功能(neng)多，能(neng)好，芯片復雜(za)）替(ti)代(dai)以前(qian)的(de)小(xiao)芯片時，其(qi)封裝體(ti)占用印刷(shua)板(ban)的面(mian)積保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)或小(xiao)。正(zheng)是由於(yu)CSP產品的封裝體(ti)小、薄(bo)，因(yin)此(ci)它(ta)的(de)手(shou)持(chi)式移(yi)動電(dian)子設備(bei)中(zhong)迅(xun)速(su)獲(huo)得了應用。在1996年8月(yue)，日本(ben)Sharp公司(si)就(jiu)開(kai)始(shi)了(le)批(pi)量生產CSP產品；在1996年9月(yue)，日本(ben)索(suo)尼(ni)公司(si)開(kai)始(shi)用日本TI和(he)NEC公司(si)提(ti)供(gong)的(de)CSP產(chan)品組裝(zhuang)攝(she)像機；在1997年，美國也開(kai)始(shi)生產CSP產品。上有幾十(shi)家公司(si)可以提(ti)供(gong)CSP產(chan)品，CSP產品品種多達百種以上。[

　　WLCSP所涉及的(de)關鍵除了前(qian)工(gong)序所(suo)必須(xu)的金屬(shu)澱積(ji)、光(guang)刻、蝕(shi)刻等(deng)以外(wai)，還包括重(zhong)新布(bu)線（RDL）和(he)凸(tu)點制作。通常芯片上的(de)引出(chu)端焊盤是排到在(zai)管(guan)芯周(zhou)邊(bian)的方(fang)形(xing)鋁(lv)層(ceng)，為(wei)了(le)使WLP適(shi)應(ying)了SMT二(er)封裝較寬的(de)焊盤節距，需將這(zhe)些(xie)焊盤重(zhong)新分布(bu)，使這(zhe)些(xie)焊盤由芯片周邊(bian)排列改(gai)為(wei)芯片有源(yuan)面(mian)上陣(zhen)列排布(bu)，這(zhe)就需要(yao)重(zhong)新布(bu)線（RDL）。焊料凸(tu)點制作可采(cai)用電鍍法(fa)、化(hua)學(xue)鍍法(fa)、蒸(zheng)發法(fa)、置(zhi)球(qiu)法(fa)和(he)焊膏印刷(shua)法(fa)。目前(qian)仍以電鍍法(fa)，其(qi)次是(shi)焊膏印刷(shua)法(fa)。重(zhong)新布(bu)線中(zhong)UBM材(cai)料為(wei)Al/Niv/Cu、T1/Cu/Ni或Ti/W/Au。所(suo)用的介質(zhi)材(cai)料為(wei)光(guang)敏BCB（苯(ben)並環丁烯(xi)）或PI（聚(ju)酰(xian)亞(ya)胺(an)）凸(tu)點材(cai)料有(you)Au、PbSn、AuSn、In等(deng)。 3.3 3D封裝

　　3D封裝主(zhu)要(yao)有(you)三(san)種類型(xing)，即埋置(zhi)型(xing)3D封裝，當(dang)前(qian)主(zhu)要(yao)有(you)三(san)種途徑(jing)：種是在基(ji)板(ban)內(nei)或多層(ceng)布(bu)線介(jie)質(zhi)層(ceng)中"埋置(zhi)"R、C或IC等(deng)元器件(jian)，zui上(shang)層再貼(tie)裝SMC和SMD來實現(xian)立(li)體(ti)封裝，這(zhe)種結構稱為(wei)埋置(zhi)型(xing)3D封裝；第(di)二(er)種是在矽圓片規模集(ji)成(cheng)（WSl）後(hou)的(de)有(you)源基(ji)板(ban)上再實(shi)行多層(ceng)布(bu)線，zui上(shang)層(ceng)再貼(tie)裝SMC和SMD，從而構成(cheng)立(li)體(ti)封裝，這(zhe)種結構稱為(wei)有(you)源基(ji)板(ban)型(xing)3D封裝；第(di)三(san)種是在2D封裝的(de)基(ji)礎上，把多個(ge)裸(luo)芯片、封裝芯片、多芯片組件(jian)甚(shen)至(zhi)圓片進行(xing)疊層(ceng)互連(lian)，構成(cheng)立(li)體(ti)封裝，這(zhe)種結構稱作疊層(ceng)型(xing)3D封裝。原(yuan)因(yin)有(you)兩個(ge)。是(shi)巨(ju)大(da)的(de)手(shou)機和其(qi)它(ta)消(xiao)費(fei)類(lei)產品市場的驅動，要求(qiu)在(zai)增(zeng)加(jia)功能(neng)的同時(shi)減薄封裝厚(hou)度(du)。二(er)是它(ta)所(suo)用的工藝(yi)基(ji)本上與傳(chuan)統(tong)的工(gong)藝相容(rong)，經過改(gai)進很(hen)快能(neng)批量生產並投(tou)入(ru)市場(chang)。據Prismarks預測(ce)，的手(shou)機銷(xiao)售量將從2001年(nian)的393M增(zeng)加(jia)到2006年(nian)的(de)785M～1140M。年增(zeng)長率達到15～24%。因(yin)此(ci)在這(zhe)個(ge)基(ji)礎上估(gu)計(ji)，疊(die)層裸芯片封裝從(cong)目前(qian)到2006年(nian)將以50～6的速(su)度(du)增長。圖6示出(chu)了(le)疊層(ceng)裸芯片封裝的(de)外(wai)形(xing)。它(ta)的(de)目前(qian)水(shui)平(ping)和(he)發(fa)展趨(qu)勢(shi)示於(yu)表(biao)3。

　　疊層(ceng)裸(luo)芯片封裝有(you)兩種疊層方(fang)式，種是金字塔(ta)式，從底層向(xiang)上(shang)裸(luo)芯片尺寸(cun)越(yue)來越小(xiao)；另(ling)種是懸梁式，疊層的芯片尺寸(cun)樣(yang)大(da)。應(ying)用於手機(ji)的初期，疊層(ceng)裸(luo)芯片封裝主(zhu)要(yao)是(shi)把FlashMemory和SRAM疊在(zai)起(qi)，目前(qian)已(yi)能(neng)把FlashMemory、DRAM、邏(luo)輯(ji)IC和模擬IC等(deng)疊(die)在(zai)起(qi)。疊(die)層裸芯片封裝所(suo)涉(she)及的(de)關鍵有如(ru)下幾個(ge)。①圓片減薄，由於(yu)手機(ji)等(deng)產(chan)品要求(qiu)封裝厚(hou)度(du)越來越薄(bo)，目前(qian)封裝厚(hou)度(du)要求(qiu)在(zai)1.2mm以下甚至(zhi)1.0mm。而疊層(ceng)芯片數又(you)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，因(yin)此(ci)要求(qiu)芯片必須(xu)減薄。圓片減薄的(de)方(fang)法(fa)有(you)機(ji)械研(yan)磨(mo)、化學(xue)刻蝕(shi)或ADP（Atmosphere DownstreamPlasma）。機(ji)械研(yan)磨(mo)減薄般(ban)在(zai)150μm左(zuo)右(you)。而(er)用等(deng)離(li)子刻蝕(shi)方(fang)法(fa)可達到100μm，對(dui)於75-50μm的減薄正(zheng)在(zai)研發(fa)中(zhong)；②低弧度(du)鍵合(he)，因(yin)為(wei)芯片厚度(du)小於(yu)150μm，所(suo)以鍵合(he)弧(hu)度(du)必須(xu)小於150μm。與此(ci)同時，反(fan)向引線鍵合(he)要(yao)增(zeng)加(jia)個(ge)打(da)彎(wan)工(gong)藝以不(bu)同(tong)鍵合(he)層(ceng)的(de)間隙(xi)；③懸梁上(shang)的引線鍵合(he)，懸梁越(yue)長，鍵合(he)時(shi)芯片變(bian)形(xing)越(yue)大(da)，必須(xu)優(you)化(hua)設計(ji)和(he)工藝；④圓片凸(tu)點制作；⑤鍵合(he)引線無(wu)擺(bai)動(dong)（NOSWEEP）模塑(su)。由於(yu)鍵合(he)引線密(mi)度(du)，長度長，形(xing)狀(zhuang)復(fu)雜(za)，增(zeng)加(jia)了短路的(de)可能(neng)。使用低粘(zhan)度(du)的(de)模塑(su)料和(he)降(jiang)低模塑(su)料的(de)轉(zhuan)移(yi)速(su)度(du)減小鍵合(he)引線的(de)擺(bai)動(dong)。目前(qian)已(yi)發(fa)明(ming)了(le)鍵合(he)引線無(wu)擺(bai)動(dong)（NOSWEEP）模塑(su)。

　　3.4系(xi)統(tong)封裝（SIP）

　　實(shi)現(xian)電子整機(ji)系(xi)統(tong)的功能(neng)，通常有(you)兩個(ge)途(tu)徑(jing)。種是系(xi)統(tong)芯片（Systemon Chip），簡(jian)稱SOC。即在(zai)單的(de)芯片上實(shi)現電(dian)子整機(ji)系(xi)統(tong)的功能(neng)；另(ling)種是系(xi)統(tong)封裝（SysteminPackage），簡(jian)稱SIP。即通(tong)過封裝來實現(xian)整機(ji)系(xi)統(tong)的功能(neng)。從學(xue)術(shu)上(shang)講(jiang)，這(zhe)是兩條(tiao)路(lu)線，就(jiu)象(xiang)單片集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)和(he)混合(he)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)樣(yang)，各有(you)各(ge)的(de)優(you)勢(shi)，各(ge)有(you)各(ge)的應用市場。在(zai)上和應(ying)用上都是(shi)相互補(bu)充(chong)的關系(xi)，作者認(ren)為(wei)，SOC應(ying)主(zhu)要(yao)用於應用周期較長的(de)產(chan)品，而SIP主(zhu)要(yao)用於應用周期較短的消(xiao)費(fei)類(lei)產(chan)品。

　　SIP 的個(ge)重(zhong)要(yao)特點(dian)是(shi)它(ta)不(bu)定(ding)義(yi)要建立(li)的(de)會話(hua)的類(lei)型(xing)，而只(zhi)定(ding)義(yi)應該如(ru)何管(guan)理(li)會話(hua)。有了(le)這(zhe)種靈活，也就(jiu)意(yi)味(wei)著(zhe)SIP可以用於眾多應(ying)用和服務中(zhong)，包括交(jiao)互式遊戲(xi)、音樂(le)和(he)視頻(pin)點(dian)播以及語(yu)音、視(shi)頻(pin)和 Web 會議(yi)。SIP消息(xi)是(shi)基(ji)於文本的(de)，因(yin)而(er)易於讀(du)取(qu)和調(tiao)試。新服務的(de)編程加(jia)簡(jian)單，對(dui)於設計(ji)人(ren)員(yuan)而言加(jia)直觀(guan)。SIP如(ru)同電(dian)子郵(you)件客(ke)戶(hu)機樣(yang)重(zhong)用 MIME 類型(xing)描(miao)述(shu)，因(yin)此(ci)與會話(hua)相關的應(ying)用程序可以自動(dong)啟(qi)動。SIP 重(zhong)用幾個(ge)現(xian)有(you)的(de)比較成(cheng)熟(shu)的(de) Internet 服務和(he)協議(yi)，如(ru) DNS、RTP、RSVP 等(deng)。

　　SIP 較為(wei)靈活，可擴(kuo)展(zhan)，而且(qie)是開(kai)放(fang)的。它(ta)激(ji)發(fa)了(le) Internet 以及固定和(he)移(yi)動 IP 網絡推出(chu)服務的(de)威(wei)力。SIP 能(neng)夠(gou)在(zai)多臺(tai) PC 和上完(wan)成(cheng)網絡消息，模擬 Internet 建立(li)會話(hua)。

　　SIP是使(shi)用成(cheng)熟(shu)的(de)組裝(zhuang)和(he)互連(lian)，把集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)如(ru)CMOS電路(lu)、GaAs電(dian)路(lu)、SiGe電路(lu)或者(zhe)光(guang)電子器件(jian)、MEMS器件(jian)以及無(wu)源元件如(ru)電容(rong)、電(dian)感等(deng)集(ji)成(cheng)到個(ge)封裝體(ti)內(nei)，實(shi)現整機(ji)系(xi)統(tong)的功能(neng)。主(zhu)要(yao)的(de)優(you)點(dian)包括：①采(cai)用現有商(shang)用元器件(jian)，制造成(cheng)本(ben)較低；②產品進入(ru)市場(chang)的(de)周(zhou)期短；③無論(lun)設計(ji)和(he)工藝，有較大(da)的(de)靈活；④把不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的電(dian)路(lu)和(he)元件集(ji)成(cheng)在(zai)起(qi)，相對(dui)實現。美國佐(zuo)治亞理(li)工學(xue)院(yuan)PRC研(yan)究開(kai)發(fa)的(de)單集(ji)成(cheng)模塊(kuai)（SingleIntegrated Module）簡(jian)稱SLIM，就是(shi)SIP的(de)，該(gai)項目完(wan)成(cheng)後(hou)，在(zai)封裝效(xiao)率(lv)、能(neng)和方(fang)面(mian)提(ti)10倍(bei)，尺寸(cun)和(he)成(cheng)本(ben)較大(da)下(xia)降(jiang)。到2010年(nian)預期達到的(de)目標(biao)包括布(bu)線密(mi)度(du)達到6000cm/cm2;熱密(mi)度(du)達到100W/cm2;元件密(mi)度(du)達到5000/cm2;I/O密(mi)度(du)達到3000/cm2。

　　盡(jin)管(guan)SIP還是(shi)種新，目前(qian)尚不(bu)成(cheng)熟(shu)，但仍然(ran)是(shi)個(ge)有(you)發(fa)展(zhan)前(qian)景的，尤(you)其在(zai)中國，可能(neng)是個(ge)發(fa)展(zhan)整機(ji)系(xi)統(tong)的捷(jie)徑(jing)。

　　4 思(si)考(kao)和(he)建議(yi)

　　面(mian)對(dui)蓬(peng)勃發(fa)展的微電子封裝形(xing)勢(shi)，分析(xi)我(wo)國目前(qian)的(de)現(xian)狀(zhuang)，我(wo)們(men)必須(xu)深思(si)些(xie)問(wen)題。

　　（1）微電子封裝與電(dian)子產(chan)品密(mi)不(bu)可分，已經成(cheng)為(wei)制約(yue)電子產(chan)品乃至(zhi)系(xi)統(tong)發展(zhan)的核(he)心(xin)，是(shi)電子行(xing)業制造，誰(shui)掌(zhang)握了它(ta)，誰(shui)就(jiu)將掌握(wo)電子產(chan)品和系(xi)統(tong)的未(wei)來。

　　（2）微電子封裝必須(xu)與時(shi)俱(ju)進才(cai)能(neng)發展。微電子封裝的(de)歷(li)史證(zheng)明(ming)了(le)這(zhe)點。我(wo)國微電子封裝如(ru)何與時(shi)俱(ju)進？當(dang)務之(zhi)急是(shi)研(yan)究(jiu)我(wo)國微電子封裝的(de)發(fa)展戰略(lve)，制訂(ding)發展(zhan)規劃(hua)。二(er)是優(you)化(hua)我(wo)國微電子封裝的(de)科研生產體(ti)系(xi)。三(san)是(shi)積(ji)倡(chang)導和大(da)力發(fa)展屬於(yu)我(wo)國自主(zhu)知識產權的原(yuan)創(chuang)。否(fou)則(ze)，我(wo)們(men)將越跟(gen)蹤越落(luo)後(hou)。在這(zhe)點上(shang)，我(wo)們(men)可以很(hen)好地(di)借鑒韓國和(he)中(zhong)國臺(tai)灣(wan)的(de)經驗。

　　（3）度重(zhong)視(shi)微電子三(san)封裝的(de)垂(chui)直集(ji)成(cheng)。我(wo)們(men)應(ying)該以電子系(xi)統(tong)為(wei)，牽動、二(er)和三(san)封裝，方(fang)能(neng)占領(ling)市場(chang)，提(ti)經濟效益，不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)。我(wo)們(men)曾(zeng)倡議(yi)把手機和(he)作為(wei)平(ping)臺發(fa)展(zhan)我(wo)國的(de)微電子封裝，就(jiu)是(shi)出(chu)於(yu)這(zhe)種考慮(lv)。

　　（4）度重(zhong)視(shi)不(bu)同(tong)領(ling)域和的交叉及融合(he)。不(bu)同(tong)材(cai)料的(de)交叉和(he)融合(he)產(chan)生新的(de)材(cai)料；不(bu)同(tong)交(jiao)叉(cha)和融合(he)產(chan)生新的(de)；不(bu)同(tong)領(ling)域的交叉和融合(he)產(chan)生新的(de)領(ling)域。過去(qu)，同(tong)行業(ye)交(jiao)流很(hen)多，但不(bu)同(tong)行(xing)業(ye)交流不(bu)夠(gou)。我(wo)們(men)應(ying)該充(chong)分發揮電子學(xue)會各(ge)分會的(de)作用，積組織(zhi)這(zhe)種交流。

　　（5）我(wo)們(men)的(de)觀念、和管(guan)理(li)必須(xu)與接(jie)軌，走合(he)作之(zhi)路，把我(wo)們(men)民(min)族的(de)精華(hua)與精(jing)彩的溶為(wei)體(ti)，共同(tong)發(fa)展(zhan)。