半導體封裝是指將通過測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立晶片的過程。封裝過程為：來自晶圓前道工藝的晶圓通過劃片工藝後被切割為小的晶片（Die），然後將切割好的晶片用膠水貼裝到相應的基板（引線框架）架的小島上，再利用超細的金屬（金錫銅鋁）導線或者導電性樹脂將晶片的接合焊盤（Bond Pad）連線到基板的相應引腳（Lead）,並構成所要求的電路；然後再對獨立的晶片用塑膠外殼加以封裝保護，塑封之後還要進行一系列操作，封裝完成後進行成品測試，通常經過入檢Incoming、測試Test和包裝Packing等工序，最後入庫出貨。
基本介紹
- 中文名：半導體封裝
簡介,分類,
簡介
半導體生產流程由晶圓製造、晶圓測試、晶片封裝和封裝後測試組成。塑封之後，還要進行一系列操作，如後固化（Post Mold Cure）、切筋和成型（Trim&Form）、電鍍（Plating）以及列印等工藝。典型的封裝工藝流程為：劃片 裝片 鍵合 塑封 去飛邊 電鍍 列印 切筋和成型 外觀檢查 成品測試 包裝出貨。
分類
各種半導體封裝形式的特點和優點:
DIP雙列直插式封裝
DIP(DualIn－line Package)是指採用雙列直插形式封裝的積體電路晶片，絕大多數中小規模積體電路(IC)均採用這種封裝形式，其引腳數一般不超過100個。採用DIP封裝的CPU晶片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的晶片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的晶片在從晶片插座上插拔時應特別小心，以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點：
1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.晶片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就採用這種封裝形式，快取(Cache)和早期的記憶體晶片也是這種封裝形式。
BGA球柵陣列封裝
隨著積體電路技術的發展，對積體電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關係到產品的功能性，當IC的頻率超過100MHz時，傳統封裝方式可能會產生所謂的“CrossTalk”現象，而且當IC的管腳數大於208 Pin時，傳統的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現今大多數的高腳數晶片（如圖形晶片與晶片組等）皆轉而使用BGA(Ball Grid Array Package)封裝技術。BGA一出現便成為CPU、主機板上南/北橋晶片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝
BGA封裝BGA封裝技術又可詳分為五大類：1.PBGA（Plasric BGA）基板：一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV處理器均採用這種封裝形式。
2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，晶片與基板間的電氣連線通常採用倒裝晶片（FlipChip，簡稱FC）的安裝方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro處理器均採用過這種封裝形式。
3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬質多層基板。
4.TBGA（TapeBGA）基板：基板為帶狀軟質的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指封裝中央有方型低陷的晶片區（又稱空腔區）。
BGA封裝具有以下特點：
1.I/O引腳數雖然增多，但引腳之間的距離遠大於QFP封裝方式，提高了成品率。
2.雖然BGA的功耗增加，但由於採用的是可控塌陷晶片法焊接，從而可以改善電熱性能。
3.信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高。
4.組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。
BGA封裝方式經過十多年的發展已經進入實用化階段。1987年，日本西鐵城（Citizen）公司開始著手研製塑封球柵面陣列封裝的晶片（即BGA）。而後，摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發BGA的行列。1993年，摩托羅拉率先將BGA套用於行動電話。同年，康柏公司也在工作站、PC電腦上加以套用。直到五六年前，Intel公司在電腦CPU中（即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等），以及晶片組（如i850）中開始使用BGA，這對BGA套用領域擴展發揮了推波助瀾的作用。BGA已成為極其熱門的IC封裝技術，其全球市場規模在2000年為12億塊，預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。
QFP塑膠方型扁平式封裝和PFP塑膠扁平組件式封裝
QFP（Plastic Quad Flat Package）封裝的晶片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規模或超大型積體電路都採用這種封裝形式，其引腳數一般在100個以上。用這種形式封裝的晶片必須採用SMD（表面安裝設備技術）將晶片與主機板焊接起來。採用SMD安裝的晶片不必在主機板上打孔，一般在主機板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將晶片各腳對準相應的焊點，即可實現與主機板的焊接。用這種方法焊上去的晶片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。
QFP封裝
QFP封裝PFP（Plastic Flat Package）方式封裝的晶片與QFP方式基本相同。唯一的區別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點：
1.適用於SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線。
2.適合高頻使用。
3.操作方便，可靠性高。
4.晶片面積與封裝面積之間的比值較小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主機板採用這種封裝形式。
PGA插針格線陣列封裝
PGA(Pin Grid Array Package)晶片封裝形式在晶片的內外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿晶片的四周間隔一定距離排列。根據引腳數目的多少，可以圍成2-5圈。安裝時，將晶片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸，從486晶片開始，出現一種名為ZIF的CPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起，CPU就可很容易、輕鬆地插入插座中。然後將扳手壓回原處，利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力，將CPU的引腳與插座牢牢地接觸，絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU晶片只需將插座的扳手輕輕抬起，則壓力解除，CPU晶片即可輕鬆取出。
PGA封裝具有以下特點：1.插拔操作更方便，可靠性高。
PGA封裝
PGA封裝2.可適應更高的頻率。
Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均採用這種封裝形式。
MCM多晶片模組
為解決單一晶片集成度低和功能不夠完善的問題，把多個高集成度、高性能、高可靠性的晶片，在高密度多層互聯基板上用SMD技術組成多種多樣的電子模組系統，從而出現MCM(Multi Chip Model)多晶片模組系統。
MCM具有以下特點：
1.封裝延遲時間縮小，易於實現模組高速化。
2.縮小整機/模組的封裝尺寸和重量。
3.系統可靠性大大提高。
總之，由於CPU和其他超大型積體電路在不斷發展，積體電路的封裝形式也不斷作出相應的調整變化，而封裝形式的進步又將反過來促進晶片技術向前發展。
CSP晶片尺寸封裝
隨著全球電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮，封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了晶片封裝外形的尺寸，做到裸晶片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝後的IC尺寸邊長不大於晶片的1.2倍，IC面積只比晶粒（Die）大不超過1.4倍。
CSP封裝又可分為四類：
1.Lead Frame Type(傳統導線架形式)，代表廠商有富士通、曰立、Rohm、高士達（Goldstar）等等。
2.Rigid Interposer Type(硬質內插板型)，代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
3.Flexible Interposer Type(軟質內插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也採用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣（GE）和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝)：有別於傳統的單一晶片封裝方式，WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一晶片，它號稱是封裝技術的未來主流，已投入研發的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點：
1.滿足了晶片I/O引腳不斷增加的需要。
2.晶片面積與封裝面積之間的比值很小。
3.極大地縮短延遲時間。
CSP封裝適用於腳數少的IC，如記憶體條和便攜電子產品。未來則將大量套用在信息家電（IA）、數位電視（DTV）、電子書（E-Book）、無線網路WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機晶片、藍牙（Bluetooth）等新興產品中。
