淺析微電子封裝的發(fā)展趨勢(shì)

文/蔣懋星，東辰榮興國(guó)際學(xué)校

引言

隨著時(shí)代的發(fā)展和變化，電子產(chǎn)品早已進(jìn)入到我們的日常生活中了，不過(guò)，由于現(xiàn)代人對(duì)于電子產(chǎn)品的要求變得越來(lái)越高，比如，要具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化等特點(diǎn)。想要滿足大眾的需求，相關(guān)技術(shù)人員就必須要做好微電子封裝工作，只有確保其更輕、更薄、封裝密度高，才可能讓加速電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，并帶給消費(fèi)者更良好的使用感受。

1　關(guān)于微電子封裝的基本概述

1.1　微電子封裝的基本定義

微電子封裝，其實(shí)就是指利用膜技術(shù)或者微細(xì)加工技術(shù)，將芯片及其它要素在框架或基板上進(jìn)行布置、粘貼固定及連接，從而引出連線端子，最后構(gòu)成立體結(jié)構(gòu)的一種工藝。從目前微電子封裝工藝的使用情況看，主要目的就是保護(hù)芯片不受或少受外界環(huán)境的影響，進(jìn)而確保電路保證運(yùn)行的穩(wěn)定性和正常性。

1.2　微電子封裝基本要求

隨著微電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，微電子封裝技術(shù)也隨之實(shí)現(xiàn)了有效的發(fā)展與進(jìn)步。總體上而言，微電子封裝技術(shù)的基本要求，主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn):小型化；適應(yīng)高發(fā)熱；高密集度。

微電子封裝技術(shù)朝著超小型化的方向發(fā)展，所以，也就出現(xiàn)了與芯片尺寸大小相同的超小型化封裝形式，從專業(yè)角度講，這是晶圓級(jí)封裝技術(shù)，由于其具有低成本、高質(zhì)量等特點(diǎn)，所以也成為了實(shí)現(xiàn)小型化的必需條件。

由于微電子封裝的熱阻會(huì)因?yàn)槌叽绲目s小而增大，加上電子機(jī)器的使用環(huán)境通常比較復(fù)雜，所以當(dāng)前最需要解決的就是封裝的散熱問(wèn)題。尤其是在高溫條件下，更是要保證其長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和可靠性。至于高密集度的要求，主要是因?yàn)樵骷募啥仍絹?lái)越高，對(duì)于微電子封裝的管腳數(shù)要求也越來(lái)越多。

2　微電子封裝的發(fā)展趨勢(shì)

2.1　微電子封裝材料的發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，微電子封裝材料將會(huì)呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)，以“環(huán)氧樹(shù)脂電子封裝材料”為例，主要體現(xiàn)在三點(diǎn):

一是液晶環(huán)氧樹(shù)脂，作為一種高度分子有序、深度分子交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)，它融合了液晶有序與網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，和目前所使用的普通環(huán)氧樹(shù)脂相比，在耐熱性、耐水性等方面都得到了較大的改善，因此，可以用來(lái)制備高性能的復(fù)合材料。

二是新型脂環(huán)氧樹(shù)脂，由于脂環(huán)式環(huán)氧樹(shù)脂在合成中，完全沒(méi)有用到環(huán)氧氯丙烷為原料，因此產(chǎn)品的有機(jī)氯含量為0。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)超高純度的環(huán)氧樹(shù)脂新材料，就能最大程度上滿足電子封裝高純凈的要求了。

三是綠色環(huán)保封裝材料。目前，塑封材料大多采用的是含各種添加成分的熱固環(huán)氧樹(shù)脂，固化以后大部分還是可以抵抗化學(xué)侵蝕的，但是產(chǎn)品報(bào)廢時(shí)則難以溶解，而且還極有可能釋放出有害物質(zhì)。隨著器件封裝量的日益增加，環(huán)境污染問(wèn)題也由此變得越來(lái)越嚴(yán)重，而在可持續(xù)發(fā)展理念的背景下，積極開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保型封裝材料，將會(huì)是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.2　微電子封裝形式的發(fā)展趨勢(shì)

不僅微電子封裝的材料具有十分廣闊的發(fā)展前景，其封裝的形式也呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)。

比如:SIP，作為單列直插式封裝形式，一般是通孔式的，主要就是從封裝體的一邊引出管腳，其引腳數(shù)從2到23不等。通過(guò)研究調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，SIP具有:設(shè)計(jì)周期短、開(kāi)發(fā)成本低、靈活性高等有點(diǎn)，通常比較適用于低成本、小面積的電子產(chǎn)品中。

又比如:球柵陣列封裝BGA技術(shù)，雖然它歷史較為久遠(yuǎn)，目前也主要是應(yīng)用于高端器件的封裝，但是通過(guò)不斷開(kāi)發(fā)，其發(fā)展空間依舊是相當(dāng)巨大的。雖然這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中具有功耗大的問(wèn)題，但是也存在有成品率高、寄生參數(shù)減小、可靠性高等有限，而最為關(guān)鍵的就是封裝效率極高?？傊?，隨著時(shí)代的進(jìn)步，微電子封裝技術(shù)將會(huì)不斷地革新和發(fā)展。

2.3　微電子封裝尺寸的發(fā)展趨勢(shì)

微電子封裝尺寸的發(fā)展趨勢(shì)也是非?？捎^的，其中比較具有代表性的就是芯片尺寸封裝，即芯片級(jí)封裝。

從目前實(shí)驗(yàn)情況看，芯片尺寸封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過(guò)1：1.14，總體而言，已經(jīng)相當(dāng)接近1:1的理想情況了。將其和BGA封裝相比，同等空間下CSP封裝更是將存儲(chǔ)容量提高了三倍。

總體而言，新研究的芯片尺寸封裝具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如:近似芯片尺寸的超小型封裝;能夠有效保護(hù)裸芯片；封裝密度高；便于測(cè)試和老化等等。而CSP技術(shù)也是在電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代時(shí)提出來(lái)的，其主要目的就是在使用大芯片替代以前所使用小芯片的時(shí)候，其封裝體占用印刷板的面積保持不變或更小。

嚴(yán)格意義上講，芯片尺寸封裝和BGA是同一時(shí)代的產(chǎn)物，而且還是整機(jī)實(shí)現(xiàn)小型化、便攜化的必然結(jié)果。

3　結(jié)語(yǔ)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，各大領(lǐng)域，比如:工業(yè)，農(nóng)業(yè)，航空運(yùn)輸業(yè)；醫(yī)療服務(wù)行業(yè)等都能見(jiàn)到電子產(chǎn)品身影，可見(jiàn)，電子產(chǎn)品的應(yīng)用范圍是相當(dāng)巨大的。這一現(xiàn)象的存在，除了是時(shí)代發(fā)展，科技進(jìn)步的必然結(jié)果，也和微電子封裝技術(shù)的高速發(fā)展有著極為緊密的聯(lián)系。尤其是隨著電子產(chǎn)品呈現(xiàn)出小型化、高集成度的發(fā)展特點(diǎn)，我國(guó)也算逐步邁入了微電子封裝時(shí)代。即便在相關(guān)技術(shù)研發(fā)過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，但是相關(guān)工作人員憑借專業(yè)的技術(shù)以及不懈的精神，必定能夠獲得突破各種難題，作為一名高中生，也希望通過(guò)自己所學(xué)的知識(shí)為我國(guó)微電子封裝的發(fā)展提供必要的幫助。

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