1.1 集成電路封裝基本概念

集成電路（Integrated Circuits，IC）制造過程，以硅圓片（Wafer）切割成單個芯片（Chip）為界限，分為前道工序和后道工序兩個階段。前道工序首先從硅圓片清洗及表面處理入手，經過多次鍍膜、離子注入、氧化、擴散、涂敷光刻膠、曝光、顯影等工序，制成具有設定性能及功能的IC電路，然后將載有IC電路的硅圓片切割成單個IC電路芯片，進行裝片、固定、鍵合、引線、封裝、檢查等工序，完成IC電路的封裝，以便于與外圍電路進行連接。

集成電路封裝（電子封裝）就是先將IC電路芯片固定在引線框架上，將芯片表面上的引線焊盤與引線框架上的引線端子通過金絲進行焊接，實現電氣互連，或者將芯片表面上的焊料凸點或焊盤與封裝基板上的焊盤或焊料凸點對準并進行波峰焊接后，實現電氣互連；然后通過環氧封裝材料進行保護，形成封裝IC電路。將封裝IC電路與印制電路板固定連接，組裝成一個具有完整功能的電子系統。

電子封裝包括薄/厚膜制備、高密度封裝基板、多層微細互連、封裝及黏結等核心關鍵技術，涉及多種關鍵材料，包括：金屬材料，如焊絲、焊劑、焊料、框架、金屬漿料、導電填料等；陶瓷材料，如金屬超細粉、玻璃超細粉、陶瓷超細粉等；有機材料，如感光性樹脂、熱固性樹脂、聚合物薄膜、有機黏合劑、表面活性劑、有機溶劑等。同時，電子封裝還涉及薄膜特性、電氣特性、導熱特性、結構特性、可靠性等分析、評價與檢測方法，是一個十分復雜的工程。隨著IC電路向高集成度、高頻高速、超高引腳數等方向的快速發展，封裝電路也向輕、薄、小、低成本化等方向快速發展。封裝電路引腳數越來越多，引腳節距越來越窄，封裝面積越來越小，封裝厚度越來越薄，封裝電路與基板面積之比越來越大，封裝工藝難度越來越高。

電子封裝可分為多種類型，可按照芯片搭載方式、基板類型、封裝結構及封裝材料等進行分類。

1.按照芯片搭載方式分類

按照芯片上有電極一面相對于封裝基板的朝向（面朝上、面朝下）進行分類，電子封裝分為正裝片（Chip）封裝和倒裝片（Flip Chip）封裝。按照芯片電信號引出方式分類，電子封裝分為引線鍵合（WB）封裝和無引線鍵合封裝，其中無引線鍵合封裝又可分為倒裝片鍵合封裝、載帶自動鍵合（Tape Automated Bonding，TAB）封裝、微機械鍵合封裝等。引線鍵合封裝是用金屬絲（如金線、鋁線、銅線等）通過焊接將芯片與引線框架或封裝基板連接起來。該方法不需要對引線端子進行預處理，定位精度高，被廣泛采用；缺點是需要逐個對引線端子進行焊接鍵合，生產效率低；另外，鍵合后的引線必須有一個向上或向下的具有一定高度的彎曲弧度，該弧度高度使引線鍵合方式難以實現薄型封裝。無引線鍵合封裝需要對芯片鍵合點進行進一步的加工處理，在芯片鍵合點形成半球形的焊料球或立體柱狀的焊料凸點。在芯片鍵合點上，首先制作中間阻擋金屬層，然后在其上制作金柱或銅柱，在金屬柱頂部制作焊料凸點。將芯片與基板進行倒裝焊時，使芯片表面的焊料球或金屬焊料凸點與封裝基板上的電極焊盤精準對位，通過波峰焊加熱熔融焊料，使芯片與基板連接在一起，實現電氣互連。TAB封裝不是將芯片搭載在基板上，而是貼裝在已經形成印制線路的聚酰亞胺薄膜載帶上，貼裝芯片的載帶是連續的，呈電影膠片狀，不但可實現薄型高密度封裝，而且適合自動化操作，可大幅提高生產效率。

2.按照基板類型分類

按照基板類型分類，電子封裝可分為有機基板封裝和無機基板封裝兩類。基板從結構上又可分為單面、雙面、多層及復合基板等。封裝基板主要用在搭載、固定芯片及其他元器件上，在內部形成多層互連電路，除了在表面形成布線電路，還需要形成焊盤或焊料凸點，以便與搭載的芯片實現電氣互連，具有電氣絕緣、保護IC芯片等作用。封裝結構不同，所需的封裝基板結構也不同。隨著電子封裝朝著薄型化、微型化、窄節距、高頻化、大功率化等方向快速發展，對封裝基板的性能要求越來越高。

3.按照封裝結構分類

按照封裝結構分類，電子封裝可分為引腳插入型封裝和表面貼裝型封裝。其中，引腳插入型封裝包括單列直插式封裝（Single In-line Package，SIP）、雙列直插式封裝（Dual In-line Package，DIP）、Z形直插式封裝（Zigzag In-line Package，ZIP）、收縮雙列直插式封裝（Shrink Dual In-line Package，S-DIP）、窄體雙列直插式封裝（Skinny Dual In-line Package，SK-DIP）、針柵陣列封裝（Pin Grid Array Package，PGA）等；表面貼裝型封裝包括小外形塑料封裝（Small Out-line Package，SOP）、微型四方封裝（Mini Square Package，MSP）、四邊扁平封裝（Quad Flat Package，QFP）、塑料無引線芯片載體封裝（Plastic Leadless Chip Carrier Package，PLCC）、小外形J引線封裝（Small Out-line J-lead Package，SOJ）、玻璃/陶瓷扁平封裝（Glass/Ceramic Flat Package，GFP/CFP）、陶瓷無引線芯片載體封裝（Leadless Chip Ceramic Carrier Package，LCCC）、球柵陣列封裝（Ball Grid Array Package，BGA）、芯片級封裝（Chip Scale Package，CSP）等。

4.按照封裝材料分類

按照封裝材料分類，電子封裝可分為金屬封裝、陶瓷封裝、玻璃封裝和塑料封裝等。其中，金屬封裝、陶瓷封裝、玻璃封裝為氣密性封裝（Hermetic Package），塑料封裝為非氣密性封裝（Non-hermetic Package）。一般來講，氣密性封裝可靠性高，價格昂貴，主要用于特殊領域。由于封裝技術及材料的不斷改進，塑料封裝的可靠性不斷提高，目前已占絕對優勢地位。自20世紀70年代開始，電子封裝經歷了從二極管、三極管到分離器件，再到IC芯片封裝的過程。封裝形式從插入式封裝發展到表面貼裝式封裝，再到近年來的3D封裝；封裝材料從最初的金屬封裝、陶瓷封裝和玻璃封裝發展到塑料封裝，再到近年來的多層薄膜封裝。目前，以塑料封裝為代表的有機封裝已占全球IC封裝市場的98%以上，封裝品種越來越多，性能越來越優良，大力推動著消費類電子產品的快速發展。