集成電路封裝技術的現狀和未來

曹昕 西安微電子技術研究所

前言：電子產品的發展質量實際上是國家科學技術發展的一個重要標志，對人們的生活質量以及國家的綜合國力都有一定的影響。人們關注電子產片的發展，不僅關注電子產品新的功能或者是體驗感，具體的質量或者是安全感也是人們關注的重點，因為各種關于電子產品的負面新聞的爆出，提高了人們的自我防護意識。集成電路的封裝技術實際上就是為了保護細小脆弱的芯片，讓芯片的功能可以充分發揮，但是在實際的操作上也因為芯片自身的特點或者是技術的自身要求，而面臨著部分亟待解決的問題。

1 集成電路技術的發展現狀

1．1 集成電路封裝的概念

集成電路的芯片封裝，實際上就是利用膜技術以及微細加工技術，將芯片以及其他因素布置固定以及粘接連線在特定的框架和基板上，通過引出接線端來達到可塑性等，構成整體的立體結構的工藝。晶體管的問世和集成電路芯片的出現，讓電子工程有了更加堅實的發展基礎，這些半導體的原件性能都較高，并且在規格以及功能方面都能滿足多樣化的需要。但是因為這些元器件細小易碎，所以需要對其密封擴大來保證它們功能的充分發揮，這就是封裝技術的由來[1]。為了完成保護芯片不受或者少受外界環境的影響，并且為之提供一個良好的工作條件，讓集成電路更加穩定和正常的發揮功能的目的，需要不斷發現和解決應用中的問題，優化具體的技術。封裝技術實際上就是芯片的一種保護方式，人們平時看到的各種電子設備注入計算機以及通信設備等等，其實都是有經過封裝技術處理之后的芯片作為支持的重要元件的，因為沒有封裝的集成電路的芯片一般是不能直接使用的，不僅效率低而且危險性較大。

1.2 集成電路技術的現狀

隨著全球集成電路行業的不斷發展，集成電路的集成度越來越高，芯片的尺寸也在不斷減小，向著小型化等方向發展。集成電路的封裝技術在不斷向前發展，封裝產業也在不斷更新換代。我國的集成電路行業相較之下，起步較晚[2]。國家大力促進科學技術和人才培養的同時，重點扶持科學技術改革和創新，為集成電路行業的迅猛發展提供了有力的助力。集成電路的芯片封裝技術實際上是集成電路制造的重要環節，集成電路芯片封裝技術便也隨著市場的需求等迅猛發展。再加上我國的勞動力人口較多，依靠廣大的市場潛力和人才發展，在集成電路封裝的國際市場中，有著得天獨厚的發展條件，已經成為我國集成電路行業重要的組成部分，所以我國當下優先發展的也是集成電路封裝，將優勢的價值發揮的更加充足。電子產品的高功能化、高性能化以及小型化和薄型化等，都是推動集成電路封裝技術進一步發展的重要因素[3]。從早期開始，集成電路邊經歷了小規模到中規模，再從中規模到大規模，以及現在的超大規模和巨大規模的不斷發展。隨著電路集成技術的不斷發展，出現了更多新的需求，所以集成電路又向著小型、散熱性能和傳輸信號好等方面的要求進行適應。目前的電子集成技術對整機的系統影響已經和集成電路的芯片本身同等重要，封裝技術在集成電路成本的比重也越來越高。電子繼承封裝技術已經是一個較為系統的技術，其產業也將成為一個巨大的產業組成。集成電路的封裝技術除了小型化等一系列要求，還要求適應表面安裝技術，來提高組裝密度和系統的性能，以達到生產自動化和降低成本的要求。

2 集成電路技術的發展問題

集成電路技術經過不同的發展階段，每個階段的發展過程中都會有相應的技術支持，但是都有一定的優缺點。最早的集成電路器件封裝結構之一是雙列直插式的封裝技術，這種技術是由陶瓷或者塑料制成的，在兩側固定的過程中用片狀的金屬當做引腳，而有限的引腳就是阻礙其義工的一個重要的因素[4]。該技術面臨的問題還有系統制造廠商們提出的諸如減小器材的尺寸以及降低集成電路封裝成本等的要求，這就需要通過電路的原件來降低具體的能量消耗，讓集成電路的集成度獲得提高，但是這樣就會縮短電信號和芯片以及元器件之間的傳遞時間，會降低性能的價格比。而技術在優化之后，即便是先進的集成電路封裝技術也遇到了亟待解決的問題。SMT的封裝技術在裝到印制板上后，想要對其中的各個部分進行功能測試是有一定難度的，再加上長寬高都沒有具體的校準，在某些情況下，會有較大的應用難度。并且為了使得引腳的缺點盡可能的減少，就會對印制板的布局進行復雜化處理，會造成很多新的不適配的情況[5]。而該技術進一步發展的最大障礙應該就是涉及到裝配速遞以及可靠組建的自動化設備的成本等問題，這些都是需要進行解決優化的，是保持市場競爭力的重要因素。

3 集成電路技術的發展趨勢

國內的封測事業已經有了一定的產業基礎，技術不斷優化的過程中也已經接近國際的先進水平。在2013年對集承電路的封裝企業排名中，前十中就有三個國內企業。近年來，為了促進國家出臺的相關通知的進一步落實，國務院等都印發了有關政策文件，進一步加大了對集承電路產業的支持。國內的新興產業的拉動，也促進了集成電路產業的大力發展。全球經濟恢復速度放緩的當下，人口紅利以及人力成本等諸多原因，國際上的半導體相關產業大部分都在調整產業結構。許多產業發展不符合當下的趨勢，便頻頻出現關停轉讓的方式。外國企業的不斷調整，實際上給國內的封裝技術一個有利的發展機遇。電子封裝技術伴隨著高密度、高性能出現的許多新的發展形勢，也是為了最終接近于集成電路本征的傳輸速度[6]。到那時這種要求還必須結合裸芯片的技術，也就是所謂的芯片直接貼裝技術。這種技術簡單來說就是用粘接劑或者自動絲焊等方式，將裸露的集成電路芯片直接貼裝在電路板上，但是實際操作中仍舊有許多值得注意的地方和需要改進的不足。這種技術可以比常規的技術提供更高的封閉密度和更好的空間占有率，是近些年來電子產品低成本、小體積的要求的直接體現者。電子封裝的概念已經從傳統的面向器件轉為面向系統，封裝面向系統在國際上已經成為該領域的制高點，是各大公司都在巨資投入的發展目標。多芯片組件技術成為當前微組裝技術的代表產品，成功應用在各種大型通用計算機和超級巨型機中，今后也將成為個人計算機、醫用電子設備和汽車電子設備等眾多領域。并因為在實際應用中表現出的優勢，逐漸進入全面推廣應用階段。

4 結束語

綜上所述，集成電路的封裝技術在中國的起步較晚，但是當下集成電路發展中也取得較大的發展。在未來的發展趨勢中，電子封裝的理念將會與前言的科技技術緊密結合，加大在各種電子設備的應用中。文章中就當下的現狀以及集成電路封裝技術的發展趨勢進行分析，提出的問題和發展的趨勢希望可以促進該技術的進一步優化發展。

[1]王效平,劉捷臣.集成電路封裝技術的現狀和未來[J].微處理機,2016(4)：1-8.

[2]金鋼.集成電路封裝技術的現狀與未來[J].微型機信息,2016(2)：29-33.

[3]萬佑紅,王鎖萍.關于集成電路封裝市場的現狀與發展的研究[J].集成電路應用,2013(9)：35-38.

[4]周崢.未來集成電路封測技術趨勢和中國封測業發展[J].電子與封裝 ,2015,15(1)：1-5.

[5]劉國現.晶圓級封裝技術的現狀與未來市場研究[J].集成電路應用 ,2013(6)：50-52.

[6]蘇世民.半導體器件和集成電路封裝的發展趨勢[J].微納電子技術 ,2014(1)：53-62.