新型封装技术成为复苏的导火索
发布时间:2007/8/30 0:00:00 访问次数:405
半导体封装经常被看作前端晶圆工艺的不为 众人注目的异父姐妹，它但却在 2003 年后半年上演了一出“灰姑娘”的好戏——几乎所有半导体厂下半年的封装与测试业务都超过了预期。
IC Insights 总裁 Bill Mclean指出 2003 年的情况与 1999 年业界的上一个繁荣时期非常相似。IC Insights 预计 2004 年半导体业仍能保持健康的成长。
成功的部分原因要归功于业界在最凄凉的两年里对研发的专注投入。只有那些注重成本、坚定进行适度和理性投资的企业才能获得可观的回报。当景气回升时，新技术和新工艺的开发更显示出其重要性。
封装技术的创新
从某些方面来看，半导体封装业最好的创新要数对现有技术的不断精雕细琢。传统的封装供应商已经显示出那些久经考验的技术具有卓越的适应性。
许多封装形式已经不能支持最新的小型、功能强大的便携产品，这些封装包括 SOIC、TSOP、QFP、PLCC等。但在BGA、CSP、FC等先进的封装形式出现以后，很多现有封装都采用了新的材料，并应用到最新的设计、装配和测试上以提高产品的效率。
举例来说：德州仪器公司和日立公司合作开发了 QFN（方形平面无引脚）封装，用来替代许多应用中的 TSSOP（薄型小尺寸封装）；摩托罗拉的 QFN 无引脚封装与芯片尺寸相近，高度很低，具有良好的电气特性和散热性能。
另一个新近出现的封装创新是三维或堆叠封装（以及堆叠芯片内核），主要是面向快速成长的小型、功能强大的便携式应用。尽管三维封装超出了单片 BGA、CSP 和 FC 封装的范畴，但它仍能从 BGA 和 CSP 设备及工艺过程获得很大的好处。通过将已有的架构与最新的晶圆薄化技术（可以显著降低芯片厚度）相结合，三维封装可以在一个结构里提供 2、3、4 甚至更多层的堆叠封装，而外形尺寸与原来的单芯片封装相差无几。
三维封装需要考虑的因素包括层压板或柔性电路基板，引线键合、倒装芯片（flip chip）、导电胶或组合连接方式；金字塔式堆叠、突悬（overhang）、折叠（foldover）等形式；以及使用无铅或共晶焊球等问题。
多芯片封装（MCP）为半导体封装领域提供了另一种不同的创新方法。无线应用中高性能、低功耗、空间紧凑等要求，促进了 MCP 的产生，并可能用于 3G 手机、高级 PDA、寻呼机以及某些笔记本电脑中。MCP 封装发展的前身是传统上用于高性能专业市场的多芯片模型，那时几乎都是特别定制的，MCP 应该成为商业化的封装产品。MCP 将使用倒装芯片、卷带自动链合（TAB）或引线缝合方法，可以在传统尺寸的高密度基板上包含多个裸芯片。
MCM 技术的进一步发展就是系统封装SiP。SiP 可以在传统阵列封装大小的廉价基板上封装几个裸芯片，并且可以使用现有设备进行组装。在集成异种元件方面，SiP 提供了最大的灵活性，例如可以在一个成本适当的组合中装进不同尺寸的芯片、无源器件、天线、屏蔽以及滤波器等。在 2003 年有一个重要的实例，这就是面向射频应用的 Tessera 公司的 Pyxis 模块。
谈到创新的前沿，晶圆级封装为半导体制造的前、后道提供了一个技术桥梁。半导体封装厂都对 WLP 感兴趣，并且在付诸行动，因为市场急需更小、性能更强的便携产品。
与传统封装形式先切割、再分别封装每个裸芯片的方法相比，WLP 具有明显的规模优势。它可以节省大量的劳动，提高产量。WLP 还有一些技术优势，如封装尺寸最小，由于连接较短而具有更好的电气性能，取消了不必要的工艺步骤，还有利于更有效地使用测试资源。随着 WLP 的发展，无疑我们将看到半导体晶圆加工业与封装业之间进一步的整合。
无铅门槛
当我们展望 2004 年时，看到推动无铅封装发展的力量仍然没有减弱。2006 年 1 月 1 日将是采用无铅封装的最后期限，行业组织也加紧活动，向相关规则靠拢。在日本，许多大型企业已经要求供应商说明其产品无铅的情况。同时，欧盟的 WEEE（电子电气设备废弃物）和 RoHS（限制有害物质）规定也对半导体封装继续施加压力。
IC 封装中需要淘汰的铅主要来源于焊球、引线镀膜、芯片粘接材料以及倒装芯片的互连。其它禁止使用的材料将由法律确定，但还没有完全定义好毒性等级。在经过广泛的测试后，业界已经普遍认可在多数应用中使用锡银铜合金及其变形种类。
对引线框封装的管脚而言，从铅／锡镀层转向锡镀层的工艺转换可以用标准的设备实现，但是有可靠性问题。电镀锡可以产生锡须（tin whisker），这是从电镀表面生长出来的导电单晶体结构，有时可引起短路。但是，如果使用锡／铋混合物，再进行适当的工艺控制，就可以解决质量、可靠性和成本问题。
专用和商用封装供应商都已经可以提供主要封装系列的无铅版本，它们的镀层都可以防止产生锡须。随着无铅工艺的逐步推进，整个供应链将承受更大的市场无铅化压力，促使他们符合法规要求。
关键词：中国
如果不提中
半导体封装经常被看作前端晶圆工艺的不为 众人注目的异父姐妹，它但却在 2003 年后半年上演了一出“灰姑娘”的好戏——几乎所有半导体厂下半年的封装与测试业务都超过了预期。
IC Insights 总裁 Bill Mclean指出 2003 年的情况与 1999 年业界的上一个繁荣时期非常相似。IC Insights 预计 2004 年半导体业仍能保持健康的成长。
成功的部分原因要归功于业界在最凄凉的两年里对研发的专注投入。只有那些注重成本、坚定进行适度和理性投资的企业才能获得可观的回报。当景气回升时，新技术和新工艺的开发更显示出其重要性。
封装技术的创新
从某些方面来看，半导体封装业最好的创新要数对现有技术的不断精雕细琢。传统的封装供应商已经显示出那些久经考验的技术具有卓越的适应性。
许多封装形式已经不能支持最新的小型、功能强大的便携产品，这些封装包括 SOIC、TSOP、QFP、PLCC等。但在BGA、CSP、FC等先进的封装形式出现以后，很多现有封装都采用了新的材料，并应用到最新的设计、装配和测试上以提高产品的效率。
举例来说：德州仪器公司和日立公司合作开发了 QFN（方形平面无引脚）封装，用来替代许多应用中的 TSSOP（薄型小尺寸封装）；摩托罗拉的 QFN 无引脚封装与芯片尺寸相近，高度很低，具有良好的电气特性和散热性能。
另一个新近出现的封装创新是三维或堆叠封装（以及堆叠芯片内核），主要是面向快速成长的小型、功能强大的便携式应用。尽管三维封装超出了单片 BGA、CSP 和 FC 封装的范畴，但它仍能从 BGA 和 CSP 设备及工艺过程获得很大的好处。通过将已有的架构与最新的晶圆薄化技术（可以显著降低芯片厚度）相结合，三维封装可以在一个结构里提供 2、3、4 甚至更多层的堆叠封装，而外形尺寸与原来的单芯片封装相差无几。
三维封装需要考虑的因素包括层压板或柔性电路基板，引线键合、倒装芯片（flip chip）、导电胶或组合连接方式；金字塔式堆叠、突悬（overhang）、折叠（foldover）等形式；以及使用无铅或共晶焊球等问题。
多芯片封装（MCP）为半导体封装领域提供了另一种不同的创新方法。无线应用中高性能、低功耗、空间紧凑等要求，促进了 MCP 的产生，并可能用于 3G 手机、高级 PDA、寻呼机以及某些笔记本电脑中。MCP 封装发展的前身是传统上用于高性能专业市场的多芯片模型，那时几乎都是特别定制的，MCP 应该成为商业化的封装产品。MCP 将使用倒装芯片、卷带自动链合（TAB）或引线缝合方法，可以在传统尺寸的高密度基板上包含多个裸芯片。
MCM 技术的进一步发展就是系统封装SiP。SiP 可以在传统阵列封装大小的廉价基板上封装几个裸芯片，并且可以使用现有设备进行组装。在集成异种元件方面，SiP 提供了最大的灵活性，例如可以在一个成本适当的组合中装进不同尺寸的芯片、无源器件、天线、屏蔽以及滤波器等。在 2003 年有一个重要的实例，这就是面向射频应用的 Tessera 公司的 Pyxis 模块。
谈到创新的前沿，晶圆级封装为半导体制造的前、后道提供了一个技术桥梁。半导体封装厂都对 WLP 感兴趣，并且在付诸行动，因为市场急需更小、性能更强的便携产品。
与传统封装形式先切割、再分别封装每个裸芯片的方法相比，WLP 具有明显的规模优势。它可以节省大量的劳动，提高产量。WLP 还有一些技术优势，如封装尺寸最小，由于连接较短而具有更好的电气性能，取消了不必要的工艺步骤，还有利于更有效地使用测试资源。随着 WLP 的发展，无疑我们将看到半导体晶圆加工业与封装业之间进一步的整合。
无铅门槛
当我们展望 2004 年时，看到推动无铅封装发展的力量仍然没有减弱。2006 年 1 月 1 日将是采用无铅封装的最后期限，行业组织也加紧活动，向相关规则靠拢。在日本，许多大型企业已经要求供应商说明其产品无铅的情况。同时，欧盟的 WEEE（电子电气设备废弃物）和 RoHS（限制有害物质）规定也对半导体封装继续施加压力。
IC 封装中需要淘汰的铅主要来源于焊球、引线镀膜、芯片粘接材料以及倒装芯片的互连。其它禁止使用的材料将由法律确定，但还没有完全定义好毒性等级。在经过广泛的测试后，业界已经普遍认可在多数应用中使用锡银铜合金及其变形种类。
对引线框封装的管脚而言，从铅／锡镀层转向锡镀层的工艺转换可以用标准的设备实现，但是有可靠性问题。电镀锡可以产生锡须（tin whisker），这是从电镀表面生长出来的导电单晶体结构，有时可引起短路。但是，如果使用锡／铋混合物，再进行适当的工艺控制，就可以解决质量、可靠性和成本问题。
专用和商用封装供应商都已经可以提供主要封装系列的无铅版本，它们的镀层都可以防止产生锡须。随着无铅工艺的逐步推进，整个供应链将承受更大的市场无铅化压力，促使他们符合法规要求。
关键词：中国
如果不提中
相关IC型号
公网安备44030402000607
