晶圆封装是一种必要的工艺,它把半导体芯片(晶圆)加工成小型电子元件。晶圆封装通常是将芯片封装为体积更小、功能更完善、更可靠的电子器件,以满足电子产品小型化、高可靠性、长寿命和高性能等需求。
晶圆封装可以分为贴片封装、芯片级封装和3D封装三种。
贴片封装是指将成品晶片放到设备上进行封装,并用铜线或金线连接至瓷管的一种封装方式。这种封装方式适用于单一芯片的微型元件、单芯片的面积封装和楼盘封装。
芯片级封装是将晶片通过掩膜工艺分离为单个芯片,再进行封装。相比贴片封装,芯片级封装可以通过集成电路的方式获得更高密度和更大容量。常见的芯片级封装包括线性的小型无源器件和数字和模拟集成电路。
3D封装是指将多个芯片整合到一个封装中形成集成芯片。该工艺通过各个方向的多层连接方式使晶片具有更加丰富的集成度,具有更高的效率和更小的体积。
晶圆封装的制造过程包括以下步骤:
晶圆制备是封装过程中最重要的步骤。它是通过采用特殊材料和精确控制温度、压力和时间等参数,将半导体材料生长在晶圆上的过程。
为使芯片良好连接,必须对其表面进行化学预处理处理,例如:去除表面污染物、应用易引入共价键的化学物质等准备工作。
芯片封装是将晶片固定到支架上,然后封装成裸片、SZS、SOP、SSOP等级的工艺。需要的在晶片和封装之间布置导线,并用焊接或键合技术连接。
测试是封装后的关键步骤,目的是检查元件的性能是否符合设计规格。测试是确保产品能够达到客户需求的关键步骤。
晶圆封装在各种微型元件中得到了广泛的应用,包括电视、计算机、手机、平板电脑和服务器等。晶圆封装工艺随着科技的发展,已经由2D(双面)封装向3D(三维)集成电路发展。