探针卡基础知识介绍 | 封装简述

市场上,大小型封测企业很多。目前封装更多的是由封装测试厂来负责。但是半导体未来高水平的封装技术体现应该会出现在晶圆厂。

本次将从封装功能,以及根据材料,PCB连接方式,发展阶段和封装技术等几方面简述芯片封装。

一. 封装功能

①芯片电气特性保护通过封装技术进步,满足不断发展的高性能,小型化,高频话等方面的要求,确保芯片的功能性

②芯片保护保护芯片表面以及连接引线等,使其在电气或物理方面免受外力损害及外部环境的影响

③应力缓和受外部环境影响或芯片自身发热都会产生应力,封装可以防止芯片发生损坏失效,保证可靠性

④尺寸调整配合由芯片的细微引线间距调整到实装基板的尺寸间距调整,从而便于实装操作

二. 封装分类

1.按封装材料

① 塑料目前使用最多

② 金属高低温,高湿,强冲击等恶劣情况下使用,较多用于军事,高可靠民用电子领域

③陶瓷多用于高可靠性需求和有空封结构要求的产品

④玻璃多用于二极管,存储器,LED , MEMS传感器,太阳能电池等

2.  按PCB连接方式

①通孔插装类外形具有直插式引脚,引脚插入PCB上的通孔后,使用波峰焊进行焊接,器件和焊点分别位于PCB的两面

②表面贴装一般具有“L”型,“J”型引脚,焊球或焊盘(凸块),器件贴装在PCB表面的焊盘上,再使用回流焊进行高温焊接,器件和焊点位于PCB同一面

3.  按发展阶段

①第一阶段通孔插装

②第二阶段表面贴装

③第三阶段面积阵列封装

④第四阶段多芯片模块,3D封装,SiP

⑤第五阶段MEMS ,Chiplet

4. 按封装技术

①引线键合:最经典,使用最广泛的互连技术,使用金属线,利用热,压力,超声波能量将金属线与基板焊盘紧密焊合,从而实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通。

②载带自动焊

③2D封装:

·凸块Bump:是一种金属凸点,从Flip Chip出现就开始普遍运用。Bump的形状也有多种。

·RDL(Redistribution Layer)重布线层:起着在二维平面电气延伸和互联的作用。(Fan In,Fan Out)

·WLP(Wafer Level Package)

   -BOP(bump on pad)

   -RDL

④2D+封装:芯片堆叠形式进行封装。芯片堆叠在基板上,然后再通过键合线连接到基板,这样既保留基板的电气连接,也节省了封装空间。

⑤2.5D封装:引入Interposer为关键技术(转接板,插入层或中介层),即相对于2D封装多引入了“矽中介板”一层封装结构。

⑥3D封装:与2.5D封装的主要区别在于2.5D封装是在Interposer上进行布线和打孔,而3D是直接在芯片上布线和打孔,电气连接上下层芯片。3D集成目前在很大程度上特指通过3D TSV的集成。TSV是2.5D/3D封装解决方案的关键实现技术。

未来封装发展趋势,更多将在晶圆级封装和堆叠技术上下功夫,从而封装工艺很可能会在Fab厂直接进行。同样,封装工艺难度的增加也会对相应的测试形成新的难题和挑战。所以,封装发展趋势也势必将影响测试的技术发展轨迹。

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