我国微电子封装研发能力现状
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我国集成电路封装行业发展现状【摘要】我国集成电路封装行业是我国半导体产业链中至关重要的一环,近年来随着科技进步和市场需求的增长,该行业发展呈现出一系列积极的趋势。
市场规模不断扩大,技术水平逐步提升,产业链日益完善,同时国际竞争也在加剧。
我国集成电路封装行业拥有广阔的发展前景,但也需要加强技术创新和品牌建设,以提升核心竞争力。
积极拓展国际市场也是需要重视的方向,加强国际合作,提升我国在全球半导体产业中的地位。
我国集成电路封装行业在未来的发展中充满希望,需要各方共同努力,为行业发展注入更多活力和动力。
【关键词】集成电路封装行业、发展现状、市场规模、技术水平、产业链、国际竞争、前景、技术创新、品牌建设、国际市场、发展趋势。
1. 引言1.1 我国集成电路封装行业发展现状我国集成电路封装行业是电子信息产业中的重要组成部分,随着科技的不断进步和市场需求的不断增长,我国集成电路封装行业也在不断发展壮大。
目前,我国集成电路封装行业呈现出以下几个特点:一是市场规模不断扩大,需求持续增长;二是技术水平不断提升,逐步走向国际先进水平;三是产业链逐渐完善,形成一体化的产业生态系统;四是国际竞争日益加剧,需要我国企业加快发展步伐。
在全球经济一体化的背景下,我国集成电路封装行业面临着更多的机遇和挑战。
要实现我国集成电路封装行业的可持续发展,我们需要加强技术创新和品牌建设,提升企业的竞争力和市场地位。
还需要积极拓展国际市场,加强与国际同行的交流与合作,推动我国集成电路封装行业在全球市场的影响力和竞争力,实现更大的发展突破。
我国集成电路封装行业的前景是广阔的,但也需要不断努力和创新,才能实现行业的长足发展和壮大。
2. 正文2.1 现状概述我国集成电路封装行业发展现状的现状概述:我国集成电路封装行业在近年来取得了长足的发展,成为世界上最重要的封装生产基地之一。
随着中国电子信息产业的快速增长,集成电路封装行业逐渐得到关注和支持,成为整个产业链的重要环节。
微电子封装技术的发展趋势本文论述了微电子封装技术的发展历程,发展现状和发展趋势,主要介绍了几种重要的微电子封装技术,包括:BGA 封装技术、CSP封装技术、SIP封装技术、3D封装技术、MCM封装技术等。
1.微电子封装的发展历程IC 封装的引线和安装类型有很多种,按封装安装到电路板上的方式可分为通孔插入式(TH)和表面安装式(SM),或按引线在封装上的具体排列分为成列、四边引出或面阵排列。
微电子封装的发展历程可分为三个阶段:第一阶段:上世纪70 年代以插装型封装为主,70 年代末期发展起来的双列直插封装技术(DIP)。
第二阶段:上世纪80 年代早期引入了表面安装(SM)封装。
比较成熟的类型有模塑封装的小外形(SO)和PLCC 型封装、模压陶瓷中的CERQUAD、层压陶瓷中的无引线式载体(LLCC)和有引线片式载体(LDCC)。
PLCC,CERQUAD,LLCC和LDCC都是四周排列类封装,其引线排列在封装的所有四边。
第三阶段:上世纪90 年代,随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI,VLSI,ULSI相继出现,对集成电路封装要求更加严格,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大,因此,集成电路封装从四边引线型向平面阵列型发展,出现了球栅阵列封装(BGA),并很快成为主流产品。
2.新型微电子封装技术2.1焊球阵列封装(BGA)阵列封装(BGA)是世界上九十年代初发展起来的一种新型封装。
BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是:I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能;厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。
这种BGA的突出的优点:①电性能更好:BGA用焊球代替引线,引出路径短,减少了引脚延迟、电阻、电容和电感;②封装密度更高;由于焊球是整个平面排列,因此对于同样面积,引脚数更高。
电子封装的现状及发展趋势现代电子信息技术飞速发展,电子产品向小型化、便携化、多功能化方向发展.电子封装材料和技术使电子器件最终成为有功能的产品.现已研发出多种新型封装材料、技术和工艺.电子封装正在与电子设计和制造一起,共同推动着信息化社会的发展一.电子封装材料现状近年来,封装材料的发展一直呈现快速增长的态势.电子封装材料用于承载电子元器件及其连接线路,并具有良好的电绝缘性.封装对芯片具有机械支撑和环境保护作用,对器件和电路的热性能和可靠性起着重要作用.理想的电子封装材料必须满足以下基本要求: 1)高热导率,低介电常数、低介电损耗,有较好的高频、高功率性能; 2)热膨胀系数(CTE)与Si或GaAs芯片匹配,避免芯片的热应力损坏;3)有足够的强度、刚度,对芯片起到支撑和保护的作用; 4)成本尽可能低,满足大规模商业化应用的要求;5)密度尽可能小(主要指航空航天和移动通信设备),并具有电磁屏蔽和射频屏蔽的特性。
电子封装材料主要包括基板、布线、框架、层间介质和密封材料.1.1基板高电阻率、高热导率和低介电常数是集成电路对封装用基片的最基本要求,同时还应与硅片具有良好的热匹配、易成型、高表面平整度、易金属化、易加工、低成本并具有一定的机械性能电子封装基片材料的种类很多,包括:陶瓷、环氧玻璃、金刚石、金属及金属基复合材料等.1.1.1陶瓷陶瓷是电子封装中常用的一种基片材料,具有较高的绝缘性能和优异的高频特性,同时线膨胀系数与电子元器件非常相近,化学性能非常稳定且热导率高随着美国、日本等发达国家相继研究并推出叠片多层陶瓷基片,陶瓷基片成为当今世界上广泛应用的几种高技术陶瓷之一目前已投人使用的高导热陶瓷基片材料有A12q,AIN,SIC和B或)等.1.1.2环氧玻璃环氧玻璃是进行引脚和塑料封装成本最低的一种,常用于单层、双层或多层印刷板,是一种由环氧树脂和玻璃纤维(基础材料)组成的复合材料.此种材料的力学性能良好,但导热性较差,电性能和线膨胀系数匹配一般.由于其价格低廉,因而在表面安装(SMT)中得到了广泛应用.1.1.3金刚石天然金刚石具有作为半导体器件封装所必需的优良的性能,如高热导率(200W八m·K),25oC)、低介电常数(5.5)、高电阻率(1016n·em)和击穿场强(1000kV/mm).从20世纪60年代起,在微电子界利用金刚石作为半导体器件封装基片,并将金刚石作为散热材料,应用于微波雪崩二极管、GeIMPATT(碰撞雪崩及渡越时间二极管)和激光器,提高了它们的输出功率.但是,受天然金刚石或高温高压下合成金刚石昂贵的价格和尺寸的限制,这种技术无法大规模推广.1.1.4金属基复合材料为了解决单一金属作为电子封装基片材料的缺点,人们研究和开发了低膨胀、高导热金属基复合材料.它与其他电子封装材料相比,可以通过改变增强体的种类、体积分数、排列方式,基体的合金成分或热处理工艺实现材料的热物理性能设计;也可以直接成型,节省材料,降低成本.用于封装基片的金属基复合材料主要为Cu基和Al基复合材料1.2布线材料导体布线由金属化过程完成.基板金属化是为了把芯片安装在基板上和使芯片与其他元器件相连接.为此,要求布线金属具有低的电阻率和好的可焊性,而且与基板接合牢固.金属化的方法有薄膜法和厚膜法,前者由真空蒸镀、溅射、电镀等方法获得,后者由丝网印刷、涂布等方法获得.薄膜导体材料应满足以下要求:电阻率低;与薄膜元件接触电阻小,不产生化学反应和相互扩散;易于成膜和光刻、线条精细;抗电迁移能力强;与基板附着强度高,与基板热膨胀系数匹配好;可焊性好,具有良好的稳定性和耐蚀性;成本低,易成膜及加工.Al是半导体集成电路中最常用的薄膜导体材料,其缺点是抗电子迁移能力差.Cu导体是近年来多层布线中广泛应用的材料.Au,Ag,NICrAu,Ti-Au,Ti-Pt-Au等是主要的薄膜导体.为降低成本,近年来采用Cr-Cu-Au,Cr-Cu-Cr,Cu-Fe-Cu,Ti-Cu-Ni-Au等做导体薄膜.1.3层间介质介质材料在电子封装中起着重要的作用,如保护电路、隔离绝缘和防止信号失真等.它分为有机和无机2种,前者主要为聚合物,后者为SiO2:,Si3N4和玻璃.多层布线的导体间必须绝缘,因此,要求介质有高的绝缘电阻,低的介电常数,膜层致密.1.3.1厚膜多层介质厚膜多层介质要求膜层与导体相容性好,烧结时不与导体发生化学反应和严重扩散,多次烧结不变形,介质层与基板、导体附着牢固,热膨胀系数与基板、导体相匹配,适合丝网印刷.薄膜介质分以下3种:(1)玻璃一陶瓷介质既消除了陶瓷的多孔结构,又克服了玻璃的过流现象,每次烧结陶瓷都能逐渐溶于玻璃中,提高了玻璃的软化温度,适合多次烧结.(2)微晶玻璃.(3)聚合物.1.3.2薄膜多层介质薄膜多层介质可以通过CVD法、溅射和真空蒸镀等薄膜工艺实现,也可以由Si的热氧化形成5102介质膜.有机介质膜主要是聚酞亚胺(PI)类,它通过施转法进行涂布,利用液态流动形成平坦化结构,加热固化成膜,刻蚀成各种图形.此方法简单、安全性强.由于Pl的介电常数低、热稳定性好、耐侵蚀、平坦化好,且原料价廉,内应力小,易于实现多层化,便于元件微细化,成品率高,适合多层布线技术,目前国外对聚合物在封装中的应用进行了大量研究1.4密封材料电子器件和集成电路的密封材料主要是陶瓷和塑料.最早用于封装的材料是陶瓷和金属,随着电路密度和功能的不断提高,对封装技术提出了更多更高的要求,同时也促进了封装材料的发展.即从过去的金属和陶瓷封装为主转向塑料封装.至今,环氧树脂系密封材料占整个电路基板密封材料的90%左右.二.电子封装技术的现状20世纪80年代以前,所有的电子封装都是面向器件的,到20世纪90年代出现了MCM,可以说是面向部件的,封装的概念也在变化.它不再是一个有源元件,而是一个有功能的部件.因此,现代电子封装应该是面向系统或整机的.发展电子封装,即要使系统小型化,高性能、高可靠和低成本.电子封装已经发展到了新阶段,同时赋予了许多新的技术内容.以下是现代电子封装所涉及的几种主要的先进封装技术2.1球栅阵列封装该技术采用多层布线衬底,引线采用焊料球结构,与平面阵列(PGA)(见图1)和四边引线扁平封装(QFP)(见图2)相比,其优点为互连密度高,电、热性能优良,并且可采用表面安装技术,引脚节距为1.27mm或更小.由于多层布线衬底的不同,可有不同类型的球栅阵列封装2,2芯片级封装这是为提高封装密度而发展起来的封装.其芯片面积与封装面积之比大于80%.封装形式主要有芯片上引线(LOC),BGA(microBGA)和面阵列(I一GA)等,是提高封装效率的有效途径.目前,主要用于静态存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、管脚数不多的专用集成电路(ASIC)和处理器.它的优点主要是测试、装架、组装、修理和标准化等.2.3直接键接芯片技术这是一种把芯片直接键接到多层衬底或印制电路板上的先进技术,一般有3种方法:引线键合法、载带自动键合法和倒装焊料接合法.第1种方法和目前的芯片工艺相容,是广泛采用的方法,而后者起源于IBM,是最有吸引力和成本最低的方法.2.4倒装法这是一种把芯片电极与衬底连接起来的方法,将芯片的有源面电极做成凸点,使芯片倒装,再将凸点和衬底的电极连接.过去凸点制作采用半导体工艺.目前,最著名的是焊料凸点(Solderbump)制作技术,该技术是把倒装芯片和互连衬底靠可控的焊料塌陷连接在一起,可以减少整体尺寸30%~50%,电性能改善10%~30%,并具有高的性能和可靠性.三.行业前景展望(l)在金属陶瓷方面,应进一步提高材料的热物理性能,研究显微结构对热导率的影响;同时应大力从军用向民用推广,实现规模化生产,降低成本,提高行业在国际上的竞争力.(2)在塑料封装方面,应加大对环氧树脂的研究力度,特别是电子封装专用树脂;同时大力开发与之相配套的固化剂及无机填料.(3)随着封装成本在半导体销售值中所占的比重越来越大,应把电子封装作为一个单独的行业来发展.。
微电子技术的发展现状与未来趋势随着科技的迅猛发展,微电子技术作为电子领域的重要组成部分,正以令人瞩目的速度不断发展。
在今天的社会中,微电子技术已经无处不在,从我们日常使用的手机、电脑到各种智能设备,都离不开微电子技术的应用。
本文将从多个角度来探讨微电子技术的发展现状和未来趋势。
首先,我们来看看微电子技术的现状。
目前,微电子技术在各个领域都发挥着重要作用。
在通信领域,微电子技术使得无线通信更加便捷和高效,推动了移动互联网的迅猛发展。
在医疗领域,微电子技术被广泛应用于生物传感器、医疗设备等方面,为医疗行业带来了巨大的进步。
另外,在能源领域,微电子技术也有重要作用,例如太阳能电池、高效节能的微处理器等。
总之,微电子技术的广泛应用使得我们的生活变得更加便利和高效。
然而,我们也应该认识到,微电子技术发展中存在一些挑战和问题。
首先,尽管微电子技术已经取得了巨大的进步,但是其制造成本仍然较高,这限制了其应用范围的扩大。
其次,由于微电子技术对环境的敏感性,电子废弃物的增加成为了一个难题。
此外,微电子技术的安全性问题也备受关注。
随着互联网的普及,网络安全问题对于微电子技术的发展具有重要影响。
因此,在微电子技术的发展过程中,我们需要找到解决这些问题的方法,以推动其向更高水平发展。
接下来,我们来探讨一下微电子技术的未来趋势。
可以预见的是,随着人工智能和物联网技术的不断发展,微电子技术将会在更多领域得到应用。
例如,在智能家居领域,微电子技术可以实现设备之间的互联互通,使得家居设备更加智能化和便捷。
此外,随着可穿戴设备的普及,微电子技术也将在健康监测、运动追踪等方面发挥作用。
更重要的是,微电子技术的应用将会渗透到更广泛的生活领域,从而改变我们的生活方式。
未来,微电子技术的发展还将面临新的挑战和机遇。
首先,研发更先进的微电子器件和材料将是发展的关键。
例如,研究新型半导体材料、设计更小尺寸的集成电路等将推动微电子技术向更高级别发展。
微电子技术发展现状与未来趋势分析随着科技的不断进步,微电子技术已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。
从计算机到智能手机,从家电到汽车,微电子技术的应用无处不在。
本文将从微电子技术的发展现状以及未来趋势两方面进行分析。
首先,我们来看微电子技术的发展现状。
近年来,微电子技术在多个领域取得了巨大的进展。
在计算机领域,微电子技术的快速发展推动了计算机性能的大幅提升。
从最初的大型机到个人电脑,再到如今的云计算和人工智能,微电子技术的进步使得计算能力呈指数级增长。
在通信领域,微电子技术的应用使得信息传输更加快捷和稳定。
无线网络的发展以及5G技术的推动,都离不开微电子技术的支持。
此外,微电子技术在医疗、能源、航空航天等领域也有着广泛的应用,不断创造了各种奇迹。
然而,微电子技术的发展并不是一帆风顺的。
随着集成电路规模逐渐缩小,遇到了一系列的挑战。
首先是材料的选择。
传统的硅材料已经无法满足微电子技术对更高性能和更低功耗的需求,因此研究人员开始寻找新的替代材料,如石墨烯、硅基上部分极和氮化镓等。
其次是工艺的突破。
微电子器件的制造需要高精度的加工和控制技术,这对制造工艺提出了更高的要求。
再次是集成度的提升。
随着技术的进步,集成电路上的晶体管数量不断增加,但是其面积却有限。
如何在有限的空间内安置更多的晶体管成为了一个难题。
最后是功耗和散热问题。
随着晶体管数量的增加,功耗和散热都会变得更加复杂。
如何保持微电子器件的稳定运行成为了一项重要的研究领域。
接下来,让我们来探讨一下微电子技术未来的发展趋势。
首先是人工智能和物联网的大力推动。
随着人工智能和物联网的兴起,对计算能力的需求将进一步增大,这将推动微电子技术更加快速地发展。
其次是可穿戴设备的普及。
随着人们对健康的关注日益增加,可穿戴设备将会成为一个重要的市场。
微电子技术的发展将为可穿戴设备提供更高效、更稳定的性能。
再次是能源领域的突破。
微电子技术的应用将推动能源领域的创新,例如太阳能电池、燃料电池等。
中国封装材料行业发展现状全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:中国封装材料行业是电子工业的重要组成部分,随着我国电子产业的迅速发展,封装材料行业也得到了快速的发展。
封装材料是电子元器件与线路板之间的连接介质,其性能对电子产品的可靠性和性能起着至关重要的作用。
在当前全球市场环境下,中国封装材料行业正面临着诸多机遇和挑战。
一、行业发展现状1. 行业规模不断扩大:随着我国电子产业的快速发展,封装材料行业也得到了快速扩大。
随着5G、人工智能等新兴技术的广泛应用,封装材料行业需求量不断增加,市场规模不断扩大。
2. 技术创新不断推进:我国封装材料行业在技术创新方面取得了长足进展,不断推出高性能、环保、高可靠性的新型封装材料。
封装材料行业正积极研发新材料、新工艺,提升产品质量和竞争力。
3. 行业结构不断优化:封装材料行业的企业数量逐渐减少,但规模更加庞大,行业集中度持续提升。
国内一些大型封装材料企业积极引进国外先进技术和设备,提高自身竞争力。
4. 国际市场地位不断提升:中国的封装材料行业在国际市场上的地位不断提升,我国封装材料产品远销海外,深受国际客户的认可和青睐。
中国封装材料行业在全球市场上的份额不断扩大。
二、发展趋势和前景3. 智能化生产不断推进:封装材料行业将加大智能化生产的力度,提高生产效率和产品质量,降低生产成本,实现高效、智能化生产。
智能化生产将成为封装材料行业的发展趋势。
4. 加强国际合作和交流:封装材料行业将加强国际合作和技术交流,积极参与国际标准的制定,提升自身在国际市场上的竞争力。
加强国际合作也将有助于我国封装材料行业更好地融入全球产业链。
中国封装材料行业正处于快速发展的阶段,面临着巨大的机遇和挑战。
随着我国电子产业的不断壮大和新兴技术的广泛应用,封装材料行业将迎来更广阔的发展前景。
中国封装材料企业应抓住机遇,加大技术创新力度,不断提升产品质量和竞争力,努力实现行业的可持续发展。
【2000字】第二篇示例:近年来,随着中国制造业的迅速发展,封装材料行业也迎来了快速的发展。
2023年微电子行业市场发展现状随着科技的不断发展,微电子行业已经变得越来越重要。
现在,微电子行业已经成为电子行业的一个关键组成部分。
在微电子行业中,通过微型工艺技术制造微型芯片,从而将电子元器件制造得更小更精密。
随着各种新的技术的引入,微电子行业市场发展现状已经发生了很大变化,下面是详细介绍。
一、市场规模微电子行业是一个庞大且不断发展壮大的市场。
全球微电子市场规模不断扩大,2019年市场规模为4486.48亿美元,预计到2025年将达到7480.85亿美元。
这一规模的增长主要是因为必须将制造过程更精细化和自动化,同时,不断提高芯片性能要求也对市场规模的增长有贡献。
二、行业竞争微电子行业是一个很有竞争力的行业,核心的厂商数量非常少。
这些核心厂商拥有非常深厚的技术实力,并且可以通过不断的研发来获得市场领先地位。
例如,英特尔、三星、华为、高通等公司拥有丰富的技术积累和资金实力,能够研制出各种高价值的芯片产品,从而保持其在市场中的优势地位。
三、5G技术的发展5G技术的发展对微电子行业的发展起到了重大的推动作用,市场规模也因此得到了迅速的扩大。
5G技术是一种高速、高效、安全的通信技术,是目前通信领域最新的技术,它需要大量的微电子芯片来支撑其系统的稳定运行。
目前,5G技术已经得到全球各大国家和地区的广泛应用,其需求量不断增加,对微电子行业产生了积极的影响。
四、人工智能的发展人工智能是提高微电子芯片性能的关键技术之一,其发展对微电子行业产生了深远的影响。
人工智能技术可以让芯片更加智能化,从而使它可以更好地适应各种不同的应用场景。
随着人工智能技术不断发展,微电子芯片的性能得到了快速提升,这也为微电子行业未来的发展带来了许多机遇。
五、新兴市场的增长随着新兴市场的增长,微电子行业也迎来了新的机遇。
例如,中国是一家非常重要的市场,其规模已经成为全球最大的市场之一。
与此同时,印度、东南亚和中南美洲等新兴市场也蓬勃发展,为微电子行业的发展创造了更多的机会。
微电子器件的新型封装材料研究随着科技的不断发展,微电子器件在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。
而作为微电子器件的关键组成部分之一,封装材料的研究也变得尤为重要。
本文将探讨微电子器件的新型封装材料研究的现状和前景。
一、封装材料的重要性微电子器件的封装材料在保护芯片、传递信号和散热方面起着至关重要的作用。
传统的封装材料如塑料和陶瓷,虽然在一定程度上满足了封装的需求,但随着微电子器件的不断发展,对封装材料的要求也越来越高。
二、新型封装材料的研究现状目前,研究人员正在积极探索新型封装材料,以满足微电子器件的需求。
其中,有几种材料备受关注。
1. 高导热材料微电子器件在运行过程中会产生大量的热量,而高导热材料可以有效地将热量传导出去,保持芯片的稳定运行。
石墨烯是一种具有优异导热性能的材料,被广泛研究用于微电子器件的封装材料。
2. 高强度材料微电子器件在使用过程中可能会受到外界的冲击和振动,因此需要具有高强度的封装材料来保护芯片。
碳纳米管是一种强度极高的材料,被认为是未来封装材料的潜在选择。
3. 低介电常数材料微电子器件在高频率工作时,会出现信号传输的衰减和相位失真的问题。
低介电常数材料可以减少信号的衰减和相位失真,提高微电子器件的性能。
有机硅材料是一种低介电常数材料,目前正在被广泛研究用于微电子器件的封装。
三、新型封装材料的前景新型封装材料的研究不仅可以提高微电子器件的性能,还可以降低能源消耗、减少环境污染。
因此,对新型封装材料的需求与日俱增。
1. 降低能源消耗新型封装材料的研究可以降低微电子器件的能耗,提高能源利用效率。
例如,高导热材料可以提高芯片的散热效果,减少能量的损耗。
2. 减少环境污染传统的封装材料中常含有对环境有害的物质,如铅和镉等。
而新型封装材料的研究可以选择更环保的材料,减少对环境的污染。
3. 提高微电子器件的性能新型封装材料的研究可以提高微电子器件的性能,如降低信号传输的衰减和相位失真、提高芯片的稳定性等。
微电子封装技术的研究现状及其应用展望近年来,随着电子产品的快速普及和电子化程度的不断提高,微电子封装技术越来越引起人们的重视。
微电子封装技术主要是将电子器件、芯片及其他微型电子元器件封装在合适的封装材料中以保护它们免受机械损伤和外部环境的影响。
本文将分析现有微电子封装技术的研究现状,并探讨其未来的应用前景。
一、微电子封装技术的研究现状随着电子元器件不断地微型化、多功能化、高集成化和高可靠化,微电子封装技术越来越得到广泛的应用和发展。
在微电子封装技术中,主要有以下几种常用的封装方式:1. 线路板封装技术线路板封装技术(PCB)是较为常见的一种微电子封装技术。
这种方式主要利用印刷板制成印刷电路板,并通过它与芯片之间实现联系,使其具有一定能力。
通常,PCB 封装技术可用于集成电路和大多数微型传感器中的有效信号接口。
2. QFP 封装技术QFP 封装技术指的是方形封装技术,它是一种常见的微电子封装技术,这种技术的特点在于其实现方式非常灵活,具有高密度、高可靠的特点。
这种技术可以用于各种芯片、集成电路、传感器和其他各种微型电子元器件的封装。
3. BGA 封装技术BGA 封装技术指的是球格阵列封装技术,这种技术主要利用钎接技术将芯片连接到小球上。
BGA 封装技术常用于高密度封装尺寸的芯片和集成电路中,并具有高可靠和高信号性能等特点。
它目前被广泛应用于计算机芯片、消费电子、汽车电子、无人机和航空电子等领域中。
4. CSP 封装技术CSP 封装技术指的是芯片级封装技术,该技术是近年来发展起来的一种新型微电子封装技术,主要是使用钎接工艺将芯片封装在封装材料上。
CSP 封装技术具有极小的尺寸和高密度、高可靠性、高信号性能和高互连和生产效率等优点,因此,它被广泛地应用于各种电子元器件和集成电路中。
二、微电子封装技术的应用展望微电子封装技术具有比传统封装技术更高的密度、高速度、高可靠性和多功能的优点,因此,它的应用前景是广阔的。
微电子封装的概述和技术要求
近年来,各种各样的电子产品已经在工业、农业、国防和日常生活中得到了广泛的应用。
伴随着电子科学技术的蓬勃发展,使得微电子工业发展迅猛,这很大程度上是得益于微电子封装技术的高速发展。
当今全球正迎来以电子计算机为核心的电子信息技术时代,随着它的发展,越来越要求电子产品要具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、便捷化以及将大众化普及所要求的低成等特点。
这样必然要求微电子封装要更好、更轻、更薄、封装密度更高,更好的电性能和热性能,更高的可靠性,更高的性能价格比。
一、微电子封装的概述
1、微电子封装的概念
微电子封装是指利用膜技术及微细加工技术,将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,引出连线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。
在更广的意义上讲,是指将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确定整个系统综合性能的工程。
2、微电子封装的目的
微电子封装的目的在于保护芯片不受或少受外界环境的影响,并为之提供一个良好的工作条件,以使电路具有稳定、正常的功能。
3、微电子封装的技术领域
微电子封装技术涵盖的技术面积广,属于复杂的系统工程。
它涉及物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等各门学科,也使用金属、陶瓷、玻璃、高分子等各种各样的材料,因此微电子封装是一门跨学科知识整合的科学,整合了产品的电气特性、热传导特性、可靠性、材料与工艺技术的应用以及成本价格等因素,以达到最佳化目的的工程技术。
在微电子产品功能与层次提升的追求中,开发新型封装技术的重要性不亚于电路的设计与工艺技术,世界各国的电子工业都在全力研究开发,以期得到在该领域的技术领先地位。
我国微电子封装研发能力现状1 引言近四十年中,封装技术日新月异,先后经历了四次重大技术发展。
第一次在20世纪70年代中叶,产生双列直插式引脚封装(DIP)技术;第二次在20世纪80年代,是以四边引线扁平封装(QFP)为代表的四边引出I/O端子为主要特征的表面贴安装型;第三次发生在20世纪90年代的以焊球阵列封装(BGA)为代表的封装技术;第四次发生在21世纪初,以系统封装(SIP)为代表的最新一代封装形式,把半导体封装技术引人一个全新的时代(见图1)。
封装技术的发展及进步,在某种程度上与科研开发的水平和封装界人才的素质有着密切的关系。
目前我国从事电子封装研究开发与人才培养的机构大致为研究院所,高等院校和一些研发服务机构。
2 电子封装科研院所2.1 概况我国科研院所从事电子封装技术研究是与电子元器件的研制同时起步的,随着电子元器件技术的发展,电子封装技术同步发展。
特别是集成电路技术的发展,促进了电子封装技术日新月异的变化。
目前,全国从事封装技术研究的科研院所有33家,其中信息产业部系统16家,其他系统17家。
从事封装研究的从业人员1890余人,其中技术人员900余人,主要从事:陶瓷外壳封装、塑料外壳封装、金属外壳封装、金属-陶瓷外壳封装以及外壳研制、封装设备研制、封装材料研制、测试技术研究、封装技术培训及咨询服务。
封装形式从DIP、SOP、OFP、LCC到BGA、CSP、FC、WLP等,引脚数从8发展到目前的391,标志着封装技术达到了新的水平。
2.2 从事封装技术研究与培训的科研院所主要有中科院上海微系统与信息技术研究所、中科院微电子学研究所、中科院微电子中心、中国电子科技集团公司第二十四、四十七、五十八研究所、中国航天时代电子公司第七七一所、济南半导体所、航天时代电子公司研究院微电子技术研究部等。
中科院上海微系统与信息技术研究所、中科院电子学研究所、中科院微电子中心等科研机构主要进行封装技术研究,并部分进行过短期封装技术培训,从业人员120余人,其中技术人员70余人。
中国电子科技集团公司第二十四、四十七、五十八研究所、航天时代电子公司第七七一所主要从事陶瓷后封装技术研究,从业人员190余人,其中技术人员70余人,封装形式有DIP、SOP、LCC、。
BGA、QFP等,管脚数从8条~260条都可以进行封装。
济南半导体所主要进行分立器件及集成电路塑料封装研究,并进行一定的生产,另外还有引线框架、外壳等技术研究,从业人员230人,其中技术人员90人(见表1)。
2.3 从事外壳与特种器件封装研究的科研院所主要有中国电子科技集团公司第十三、五十五、四十四、四十三、四十、二十六研究所、中国航天集团第六零七研究所、青岛半导体研究所等(见表2)。
2.4 从事封装设备的科研院所主要有中国电子科技集团公司第四十五、二研究所等。
中国电子科技集团公司第四十五、第二研究所主要进行封装设备研究,从业人员380人,其中技术人员190人,主要研制键合机、点胶机、全自动精密划片机、探针测试台等封装、测试设备(见表3)。
2.5 从事封装可靠性与标准化研究的科研院所主要有信息产业部电子第四、第五研究所、中国电子科技集团公司第五十八研究所检测中心等。
信息产业部电子四所进行封装标准化技术研究,从业技术人员5人。
信息产业部电子五所进行封装可靠性技术研究、产品检验等。
从业人员30人,其中技术人员20人。
中国电子科技集团公司第五十八研究所检测中心进行高密度封装、特殊封装电子元器件的检测及可靠性试验、质量检验等,从业人员30余人,其中技术人员20余人(见表4)。
2.6 从事封装材料研究的科研院所主要有昆明贵研铂业股份有限公司、无锡化工研究院、中国科学院沈阳金属研究所、北京有色金属与稀土应用研究所、中国电子科技集团公司第十五研究所等。
昆明贵研铂业股份有限公司主要研制金锡合金箔材、贵金属合金钎焊材料、低温熔封钎料等系列产品,钎料熔点从100℃~1 900℃,钎料产品有箔带材、丝材、粉末、膏状钎料和复合钎料。
无锡化工研究院主要研制xHPD系列环氧模塑料、电子级环氧模塑料等。
从业人员210余人,其中技术人员150人。
中国科学院沈阳金属研究所电子互连材料研究部主要进行微电子互连材料、互连界面疲劳性能、界面的化学反应及界面精细结构、评价异种材料界面连接强度的微压痕技术、透射电镜下界面材料疲劳过程的原位观察与铁电效应的应用等研究。
北京有色金属与稀土应用研究所主要进行封装焊料研究。
中国电子科技集团公司第十五研究所主要进行电路封装方面研究的(见表5)。
2.7 从事测试技术研究的科研院所主要有北京微电子技术研究所、中国电子科技集团公司第五十八研究所测试部、西安微电子检测中心、北京自动测试技术研究所、中国航天集团第二研究院测试中心、广州集成电路测试中心等。
北京微电子技术研究所进行存储器、AD/DA等集成电路封装与测试技术研究。
从业人员144人,其中技术人员62人。
中国电子科技集团公司第五十八研究所测试部进行测试技术研究,可进行系统集成芯片、存储器电路、各类逻辑电路测试等,从业人员110余人,其中技术人员60余人。
西安微电子检测中心主要进行集成电路测试、筛选、测试软硬件开发。
中国航天集团第二研究所院测试中心主要进行各类数字集成电路、模拟集成电路、以及专用集成电路的测试研究。
广州集成电路测试中心主要进行(SOC)、以及各类存储器的测试服务。
北京自动测试技术研究所是国内唯一的从事集成电路测试技术研究的专业研究所,该所从事CPU、DSP、存储器等各类大规模集成电路的测试及服务。
全所从业人数126人,其中技术人员67人(见表6)。
3 高等院校的电子封装科研及人才培养机构国内高等院校在后封装技术的研究上起步比较早,但是在教育力量上的投入是在近6年才开始,并逐渐地在各个高校得到重视和加强。
一般情况下,各个学校大都在电子信息学科、机械学科、材料学科进行本科生的教育和硕士研究生的培养。
学时数一般在50~100学时左右。
目前开展封装技术研究和人才培养较好的学校有:哈尔滨工业大学、清华大学、复旦大学、华中科技大学、上海交通大学、北京工业大学、哈尔滨理工大学、北京科技大学、电子科技大学、桂林电子工业学院、大连理工大学、南昌航空工业学院、中南大学、南通大学、江南大学等。
在封装技术的研究上,主要以单项技术研究为主,也有的学校已经达到系统研究的水平。
各学校有自己的重点研究方向,专门的封装技术研究机构正在不断建立。
有的已成为封装研究的国家或者部门重点实验室。
目前各个学校都已经认识到封装已经成为一个支柱性行业,封装是一个典型的交叉学科,封装技术应该与芯片制造处于同等重要的地位。
要提高封装技术水平,其前提条件是要从基础做起,培养各个层次的人才,掌握核心技术。
因此,有些学校正在计划建立封装制造本科专业。
很多学校都进行硕士研究生培养,有的学校已经着手进行更高级人才的培养。
有些学校以产、学、研相结合的方式开展封装技术研究和人才培养,依托国家科技攻关和自然基金以及产业化等项目来培养人才,其科研投入仍大于教学。
桂林电子科技大学独具慧眼,率先设立了以微电子封装与组装为教学内容的微电子制造工程专业。
该专业已具备微电子组装与封装自动化系统设计、表面组装工艺设计、产品设计能力。
随着微电子封装、组装人才需求的迅猛增长,国内外许多知名企业与科研机构纷纷踏上该校,吸纳该专业毕业生源。
目前该专业已有多届硕士毕业生和区(省)级微电子表面组装重点实验室。
4 封装研究、开发和服务机构封装研究、开发和服务机构主要集中在"长三角地区",约有十余家,主要从事半导体封装研究、开发,器件、模块及系统级可靠性试验,与质量和可靠性有关的检测、失效分析、咨询、培训等。
主要单位有:上海新代车辆技术有限公司、中科院上海微系统与信息技术研究所、爱斯佩克测试科技上海有限公司、宜硕科技(上海)有限公司、复旦大学国际微电子分析中心、上海上大瑞沪微系统集成技术有限公司、上海天祥质量技术服务有限公司、通标标准技术服务有限公司上海分公司、品升电子(上海)有限公司、无锡中微华普电子有限公司、无锡艾伯克国际封装技术有限公司等(见表7)。
5 讨论初步统计目前从事封装业研究的科研院所33家、人才培养的院校16家、开发服务机构11家。
分别所占比例见图2。
封装业以投资小、风险小、建设周期短、见效快、利于发展而得到一致认可。
许多发展中国家和地区都是先以发展封装业积累资金、积累市场和技术,然后再发展设计业和晶圆制造业。
我国的台湾省及韩国、新加坡、马来西亚等都是走的这一条路。
从另一个层面上讲,封装业发展到一定的程度上,就会出现资金向晶圆和设计业转移这一现象,从2004、2005年封装业产值在整个Ic行业所占比例略有下降就可以看出这一端倪(见图3)。
然而2006年封装测试业则成为国内集成电路产业发展最大的亮点,随着封装测试业投资的更加活跃,出口需求大幅增长,现有企业大幅扩产,中芯国际在成都的封装厂,美光科技在西安的封装厂,安森美在乐山以及INTEL在成都的一期、二期等数个大型新建项目建成投产,极大的推动了地区集成电路产业的发展。
在这些因素的带动下,国内封装测试行业呈现加速发展的势头,其行业销售收人的年增幅度由2005年的22.1%大幅度提高到48.3%,其年销售收入占集成电路全行业销售收入比例也由2005年的45%上升到49.3%(见图4),成为带动国内集成电路产业高速发展的主要力量。
另外最近印度和一些东南亚国家及地区正在大力吸引外资到该地办厂建线,日本的几家公司已经开始酝酿在越南的河内和胡志明市投资建设封装生产线。
因此目前的情况对封装业界来说形势严峻。
封装业要不断保持高速发展的势头,除了继续加强产业结构调整外,着重要提高产品的技术含量,重视开发研究,提升技术水平,重视人才培养,特别是重视高校人才培养。
从整个半导体行业宏观发展趋势来观察,2006年,在继2005年发展增长速度减缓的形势下,仍呈现出继续放缓的趋势(见图5)。
据《日本半导体产业新闻时报》分析,中国半导体行业发展增长速度减缓的最大原因是技术人员不足导致了尖端技术和制程的开发落后,影响到尖端产品较少和成品率无法提高,引起收益较差。
因此培养合格的半导体开发和制造工程师迫在眉睫,要强化人才培养的力度和广度,特别是要强调通过高校进行人才培养。
本文摘自《电子与封装》。