1.1 集成电路封装基本概念

集成电路（Integrated Circuits，IC）制造过程，以硅圆片（Wafer）切割成单个芯片（Chip）为界限，分为前道工序和后道工序两个阶段。前道工序首先从硅圆片清洗及表面处理入手，经过多次镀膜、离子注入、氧化、扩散、涂敷光刻胶、曝光、显影等工序，制成具有设定性能及功能的IC电路，然后将载有IC电路的硅圆片切割成单个IC电路芯片，进行装片、固定、键合、引线、封装、检查等工序，完成IC电路的封装，以便于与外围电路进行连接。

集成电路封装（电子封装）就是先将IC电路芯片固定在引线框架上，将芯片表面上的引线焊盘与引线框架上的引线端子通过金丝进行焊接，实现电气互连，或者将芯片表面上的焊料凸点或焊盘与封装基板上的焊盘或焊料凸点对准并进行波峰焊接后，实现电气互连；然后通过环氧封装材料进行保护，形成封装IC电路。将封装IC电路与印制电路板固定连接，组装成一个具有完整功能的电子系统。

电子封装包括薄/厚膜制备、高密度封装基板、多层微细互连、封装及黏结等核心关键技术，涉及多种关键材料，包括：金属材料，如焊丝、焊剂、焊料、框架、金属浆料、导电填料等；陶瓷材料，如金属超细粉、玻璃超细粉、陶瓷超细粉等；有机材料，如感光性树脂、热固性树脂、聚合物薄膜、有机黏合剂、表面活性剂、有机溶剂等。同时，电子封装还涉及薄膜特性、电气特性、导热特性、结构特性、可靠性等分析、评价与检测方法，是一个十分复杂的工程。随着IC电路向高集成度、高频高速、超高引脚数等方向的快速发展，封装电路也向轻、薄、小、低成本化等方向快速发展。封装电路引脚数越来越多，引脚节距越来越窄，封装面积越来越小，封装厚度越来越薄，封装电路与基板面积之比越来越大，封装工艺难度越来越高。

电子封装可分为多种类型，可按照芯片搭载方式、基板类型、封装结构及封装材料等进行分类。

1.按照芯片搭载方式分类

按照芯片上有电极一面相对于封装基板的朝向（面朝上、面朝下）进行分类，电子封装分为正装片（Chip）封装和倒装片（Flip Chip）封装。按照芯片电信号引出方式分类，电子封装分为引线键合（WB）封装和无引线键合封装，其中无引线键合封装又可分为倒装片键合封装、载带自动键合（Tape Automated Bonding，TAB）封装、微机械键合封装等。引线键合封装是用金属丝（如金线、铝线、铜线等）通过焊接将芯片与引线框架或封装基板连接起来。该方法不需要对引线端子进行预处理，定位精度高，被广泛采用；缺点是需要逐个对引线端子进行焊接键合，生产效率低；另外，键合后的引线必须有一个向上或向下的具有一定高度的弯曲弧度，该弧度高度使引线键合方式难以实现薄型封装。无引线键合封装需要对芯片键合点进行进一步的加工处理，在芯片键合点形成半球形的焊料球或立体柱状的焊料凸点。在芯片键合点上，首先制作中间阻挡金属层，然后在其上制作金柱或铜柱，在金属柱顶部制作焊料凸点。将芯片与基板进行倒装焊时，使芯片表面的焊料球或金属焊料凸点与封装基板上的电极焊盘精准对位，通过波峰焊加热熔融焊料，使芯片与基板连接在一起，实现电气互连。TAB封装不是将芯片搭载在基板上，而是贴装在已经形成印制线路的聚酰亚胺薄膜载带上，贴装芯片的载带是连续的，呈电影胶片状，不但可实现薄型高密度封装，而且适合自动化操作，可大幅提高生产效率。

2.按照基板类型分类

按照基板类型分类，电子封装可分为有机基板封装和无机基板封装两类。基板从结构上又可分为单面、双面、多层及复合基板等。封装基板主要用在搭载、固定芯片及其他元器件上，在内部形成多层互连电路，除了在表面形成布线电路，还需要形成焊盘或焊料凸点，以便与搭载的芯片实现电气互连，具有电气绝缘、保护IC芯片等作用。封装结构不同，所需的封装基板结构也不同。随着电子封装朝着薄型化、微型化、窄节距、高频化、大功率化等方向快速发展，对封装基板的性能要求越来越高。

3.按照封装结构分类

按照封装结构分类，电子封装可分为引脚插入型封装和表面贴装型封装。其中，引脚插入型封装包括单列直插式封装（Single In-line Package，SIP）、双列直插式封装（Dual In-line Package，DIP）、Z形直插式封装（Zigzag In-line Package，ZIP）、收缩双列直插式封装（Shrink Dual In-line Package，S-DIP）、窄体双列直插式封装（Skinny Dual In-line Package，SK-DIP）、针栅阵列封装（Pin Grid Array Package，PGA）等；表面贴装型封装包括小外形塑料封装（Small Out-line Package，SOP）、微型四方封装（Mini Square Package，MSP）、四边扁平封装（Quad Flat Package，QFP）、塑料无引线芯片载体封装（Plastic Leadless Chip Carrier Package，PLCC）、小外形J引线封装（Small Out-line J-lead Package，SOJ）、玻璃/陶瓷扁平封装（Glass/Ceramic Flat Package，GFP/CFP）、陶瓷无引线芯片载体封装（Leadless Chip Ceramic Carrier Package，LCCC）、球栅阵列封装（Ball Grid Array Package，BGA）、芯片级封装（Chip Scale Package，CSP）等。

4.按照封装材料分类

按照封装材料分类，电子封装可分为金属封装、陶瓷封装、玻璃封装和塑料封装等。其中，金属封装、陶瓷封装、玻璃封装为气密性封装（Hermetic Package），塑料封装为非气密性封装（Non-hermetic Package）。一般来讲，气密性封装可靠性高，价格昂贵，主要用于特殊领域。由于封装技术及材料的不断改进，塑料封装的可靠性不断提高，目前已占绝对优势地位。自20世纪70年代开始，电子封装经历了从二极管、三极管到分离器件，再到IC芯片封装的过程。封装形式从插入式封装发展到表面贴装式封装，再到近年来的3D封装；封装材料从最初的金属封装、陶瓷封装和玻璃封装发展到塑料封装，再到近年来的多层薄膜封装。目前，以塑料封装为代表的有机封装已占全球IC封装市场的98%以上，封装品种越来越多，性能越来越优良，大力推动着消费类电子产品的快速发展。