半导体芯片封装工艺流程
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半导体芯片封装工艺流程是电子封装的环节，对微电子产品的质量与竞争力有深远影响。在微电子器件总体成本中，设计、芯片生产、封装与测试各占三分之一。封装研究在全球范围内发展迅速，面临众多挑战与机遇，涉及材料、工艺、计算力学等多学科领域。
封装最初旨在保护芯片免受环境影响。通过膜技术和微细加工技术，将芯片和其他组件在框架或基板上布置、固定和连接，通过可塑性绝缘介质灌封，构成整体结构。封装工程将基板、芯片封装体和分立器件按电子整机要求连接和装配，实现所需电气与物理性能，转变成整机装置或设备。
封装技术分为不同层次，从芯片层次的封装到最终完整电子产品的组装，依次为芯片互连级、一级封装、二级封装、三级封装。封装可以分为单芯片与多芯片封装、高分子材料与陶瓷材料、引脚插入型与表面贴装型、以及按引脚分布形态分类的封装类型。
封装技术经历了多个发展阶段，从20世纪80年代的插孔原件时代，到90年代的面积阵列封装时代，再到21世纪的微电子封装技术堆叠式封装时代。目前主流的封装技术正处于第三阶段的成熟期，如PQFN和BGA等技术得到广泛应用，部分产品已向第四阶段发展。
封装工艺流程一般分为前段操作和后段操作，芯片封装涉及硅片减薄、切割、贴装、互连、成型、去飞边毛刺、切筋成型、上焊锡打码等步骤。硅片减薄技术包括磨削、研磨、化学机械抛光等。芯片贴装方式有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法、玻璃胶粘贴法等。
芯片互连方法有打线键合、载带自动键合、倒装芯片键合。打线键合技术包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。载带自动键合的关键技术涉及芯片凸点制作、TAB载带制作、内引线焊接和外引线焊接。倒装芯片键合是将芯片面朝下，直接与基板焊区互连。
塑料封装的成型技术主要有转移成型、喷射成型和预成型技术，其中转移成型技术是最主要的技术，使用的材料通常是热固性聚合物。减薄后的芯片具有薄、散热性好、体积减小、机械性能提高、连线短、元件导通电阻低、信号延迟时间短等优点。
封装工艺流程还包括波峰焊与再流焊。波峰焊通过上助焊剂、预热和将PCB板置于焊料波峰上，依靠表面张力和毛细管现象实现焊接。再流焊通过预先在PCB焊接部位施放焊料，贴放表面组装元器件，通过重新熔化预先分配的焊膏实现焊接。
封装技术SIP（System-in-Package）是将多颗裸晶整合在单一封装中的技术，满足了物联网时代和终端电子产品的多功能整合与低功耗设计需求。SiP定义为将多个功能电子元件与可选无源器件等其他器件优先组装，形成一个系统或子系统。随着封装技术持续演进和终端产品轻薄短小趋势，对SiP的需求逐渐提升。
SiP生产线需要基板、晶片、模组、封装、测试和系统整合等生态系共同组成。由于SiP技术高整合性和微型化特色，适合体积小、多功能、低功耗的电子产品。SiP技术应用于智慧型手机、穿戴装置、物联网等产品，将不同功能的晶片以封装体完整包覆，提高产品整体可靠性，降低化学腐蚀与应力，提升寿命和性能。
相较于SoC（System on Chip），SiP无需进行新型态晶片设计与验证，而是将现有不同功能的晶片整合。现阶段SiP常用的基本封装技术包括智慧型手机中应用的Package on Package（PoP）技术、嵌入式技术（Embedded）、多晶片封装（MCP）、多晶片模组（MCM）、Stacking Die、PiP、TSV 2.5D IC、TSV 3D IC等。
智慧型手机是SiP技术成长的主要驱动力。由于上网功能基本配备，与无线网络相关的Wi-Fi模组使用SiP技术整合。基于安全性与保密性考量的指纹辨识功能、压力触控功能等，均需要SiP技术协助整合与缩小空间。处理器模组、MEMS模组等与感测相关的功能也是SiP技术的应用范畴。
穿戴装置和物联网的发展推动了SiP需求的上扬。终端电子产品朝向轻薄短小、多功能、低功耗趋势迈进，SiP的成长潜力巨大。穿戴式产品如Apple Watch等问世后，SiP技术应用于穿戴式产品。在万物联网的趋势下，多功能异质晶片整合需求庞大，低功耗成为重要趋势。
封装技术作为信息产业的基础，对产品性能、可靠性、寿命和成本等有深远影响。现代电子信息产业的竞争在很大程度上是电子封装业的竞争，它在一定程度上决定着现代工业化的水平。仅供学习交流，如有疑问请咨询微信13488683602。
