在当今电子科技飞速发展的浪潮中，“先进封装”这一概念频繁出现在人们的视野里。它并非只是传统封装工艺的简单升级，而是蕴含着诸多创新与突破，展现出独特的魅力与价值。下面就跟电子展小编来一起了解下吧。
一、封装发展历程
半导体封装是半导体制造工艺的后道工序，指将制作好的半导体器件放入具有支持、保护的塑料、陶瓷或金属外壳中，并与外界驱动电路及其他电子元器件相连的过程。封装是一个多层次、复杂的过程，其目标是使芯片能够在各种环境条件下正常工作。封装技术发展至今共经历四个阶段，当前已进入先进封装时代。第一阶段：通孔插装时代（20世纪70年代前）。以双列直插封装(DualIn-linePackage，DIP)为代表。第二阶段：表面贴装时代（20世纪80年代后）。该阶段典型封装方式为扁平方形封装（Quad Flat Package，QFP)、无引脚芯片载体(Leadless Chip Carrier，LCC)、小外形封装(Small Outline Package，SOP)等，使用针栅阵列(Pin Grid Array，PGA)技术，用引线替代第一阶段的引脚，转变为向表面贴装型封装。第一、第二阶段均为传统封装。 第三阶段：面积阵列时代（20世纪90年代后）。该阶段兴起了球栅阵列(BallGridArray，BGA)、单芯片封装(Chip Scale Package，CSP)等先进封装技术。第四阶段：先进封装时代（21世纪后）。封装技术不断发展，出现了倒装焊（FlipChip）、晶圆级封装（Wafer Level Package，WLP)）、2.5D/3D封装等多种先进封装技术，从二维向三维、从封装元件向封装系统发展。
二、传统封装
传统封装通常是指先将圆片切割成单个芯片，再进行封装的工艺形式。主要包含SIP、DIP、SOP、SOT、TO、QFP、QFN、DFN、BGA等封装形式。其设计和工艺相对成熟，被广泛应用于各种电子设备和系统中。以下是几种常见的传统封装形式： 在市场需求的推动下，传统封装不断创新、演变，出现了各种新型的封装结构。随着电子产品及设备的高速化、小型化、系统化、低成本化的要求不断提高，传统封装的局限性也越来越突出，需求数量在不断下降，但由于其封装结构简单、制造成本较低，目前仍具有一定的市场空间。
三、先进封装
先进封装是指处于当时前沿的封装形式和技术。现阶段的先进封装技术包括倒装焊（FlipChip）、晶圆级封装（WLP）、2.5D封装（Interposer、RDL）、3D封装（TSV）等。
1. FC（Flip Chip）封装。它在芯片和基板之间使用倒装芯片的方式连接。在FC封装中，芯片的电路连接面朝向基板，通过焊接或金属球连接来实现芯片与基板之间的电连接。
2．WLP（Wafer Level Packaging）封装。与传统封装技术相比，WLP封装将封装的各个步骤集成到了芯片制造的流程中，从而实现了更高的封装密度、更小的封装尺寸和更低的成本。
3.PLP（Package on Package）封装。它是一种层叠封装形式，通过在芯片或模块上堆叠多个封装层，实现更高的集成度和功能性。PLP封装通常用于要求高度集成和小型化的应用场景，如移动设备、消费电子产品等。
4.MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）封装。是用于封装微机电系统的一种特殊封装技术。MEMS封装不同于传统的半导体芯片封装，它需要考虑到微型机械结构的封装、保护和连接。
5. 2.5D封装。是将Die堆叠或并排放置在具有TSV的中介层顶部，由硅中介层提供芯片之间的连接，以及基板与Die之间的连接。这要求硅中介层内部有非常复杂的通道，实现类似地下交通枢纽的作用。3D结构封装是将芯片与芯片直接堆叠，可采用引线键合、倒装芯片或二者混合的组装工艺，也可采用硅通孔技术进行互连。3D结构进一步缩小了产品尺寸，提高了产品容量和性能。目前，散热较差、成本较高是制约TSV技术发展的主要因素。
四、先进封装优势
先进封装技术相较于传统封装，在功能和开发方面具有多项优势：
1.提高功能密度：具有更高的集成度，能在相同空间内集成更多元件和功能，提升芯片的功能密度。
2.缩短互连长度：通过缩短互联长度，降低延时和功耗问题，提升性能和节约能源。
3.增加I/O数量：采用多层RDL、倒装芯片、硅通孔等技术，在有限空间内增加输入/输出接口数量。
4.提高散热性能：通过优化封装结构、增加散热器接触面积和改进材料，有效解决散热问题，提升芯片性能。
5.实现系统重构：以在封装内部实现系统级封装，更好地实现系统构建和重构。
6.提高加工和设计效率：利用现有晶圆制造设备，封装设计与芯片设计同时进行，缩短设计周期，降低成本，提高生产效率。这些优势使得先进封装技术成为电子产品设计和制造中的重要发展方向，有助于提升产品性能、降低成本并缩短产品上市周期。
总之，“先进封装”之所以被称为“先进”，是因为它在性能提升、空间利用、散热处理、成本控制和可靠性提升等多个关键领域实现了全面的优化和创新。电子展小编觉得，它不仅是芯片制造产业链中不可或缺的一环，更是推动电子科技不断向前发展的强大动力，为未来电子设备的智能化、小型化、高性能化发展奠定了坚实的基础，让我们对未来的科技生活充满了无限的期待。
文章来源：成电研究生科学普及