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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
④ 2D+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。
⑤ 2.5D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。
⑥ 3D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。
往后封装发展趋势,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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