半导体封装技术五大阶段详解及合明科技半导体封装清洗介绍

半导体封装是集成电路制造的后道工艺，其主要功能是保护、支撑、连接、散热和标准化。封装技术经历了从简单到复杂、从低密度到高密度、从二维到三维的演进，其发展直接推动了电子设备的小型化、高性能化和多功能化。

以下是五大阶段的详细介绍：

第一阶段：通孔插装时代

这个阶段是集成电路封装的起步时期，主要特点是将芯片的引脚插入印刷电路板的通孔中进行焊接。

1. 晶体管封装

• 代表技术： TO封装，如TO-92、TO-220等。

• 特点：

• 结构简单：通常是一个金属或塑料外壳，带有几条引线。

• 功能单一：主要用于封装单个晶体管或简单的二极管。

• 可靠性较低：密封性和散热能力相对有限。

• 应用：早期收音机、电视机等消费电子中的分立器件。

2. 双列直插封装

• 代表技术： DIP。

• 特点：

• 标准化的引脚：引脚从封装体两侧平行伸出，呈直线排列，易于插入PCB板。

• 易于手工操作：非常适合实验室原型制作和手工焊接。

• I/O密度低：引脚间距大，引脚数量有限（通常不超过64个）。

• 应用： 早期的微处理器（如Intel 8086）、内存芯片和标准逻辑IC。

第二阶段：表面贴装时代

为了解决通孔插装占用面积大、效率低的问题，表面贴装技术应运而生。它直接将封装件贴装在PCB板的表面，无需打孔。

代表技术：

• SOP/SOIC： DIP的表面贴装版本，引脚呈“L”形从两侧引出。

• PLCC： 塑料有引线芯片载体，引脚呈“J”形向内弯曲，分布在封装四边。

• QFP： 四侧引脚扁平封装，引脚从四个边引出，引脚间距更小，I/O数量显著增加。

特点：

• 高密度/小型化： 显著减小了在PCB板上占用的面积。

• 自动化生产： 非常适合自动化贴片机进行高速、大批量生产。

• 更好的电性能： 引线更短，减少了寄生电感和电容，提升了高频性能。

• 成为主流： 至今仍是中低引脚数芯片的主流封装形式。

第三阶段：球栅阵列时代

当QFP的引脚间距达到工艺极限（约0.3mm-0.4mm）后，再增加引脚数变得非常困难。BGA技术将引脚从封装四周“转移”到了底部，以阵列式排列的焊球代替引线。

代表技术：

• PBGA： 塑料封装BGA，成本较低，应用最广泛。

• CBGA： 陶瓷封装BGA，散热和密封性好，用于高性能、高可靠性领域。

• FCBGA： 倒装芯片BGA，是BGA中的高性能代表（见下文）。

特点：

• 极高的I/O密度： 在相同面积下，焊球阵列能提供比周边引线多得多的I/O数量。

• 优异的电性能和散热性能： 焊球路径短，电感小；芯片背面可通过封装体直接散热。

• 焊接可靠性更高： 焊球在热胀冷缩时应力分布更均匀，与PCB的连接更牢固。

• 挑战： 焊点隐藏在封装下方，检测和维修困难，需要X光等专业设备。

第四阶段：晶圆级封装与倒装芯片时代

这一阶段的标志是封装操作在晶圆层面进行，而不是对单个芯片进行，并且广泛采用“倒装芯片”技术，实现了性能和尺寸的又一次飞跃。

核心技术：倒装芯片

• 与引线键合的对比： 传统“引线键合”是芯片正面朝上，用细金属线连接芯片焊盘和封装基板。而“倒装芯片”是芯片正面朝下，通过芯片上的凸块 直接与基板连接。

• 特点：

• 最短的互联路径： 互联长度最短，寄生效应最小，电性能最优。

• 卓越的散热和功耗： 芯片产生的热量可以直接通过凸块传导到基板。

• 高I/O密度： 凸块可以布满整个芯片表面，而不仅仅是周边。

代表技术：

• WLCSP

• 工艺： 直接在晶圆上完成再布线层和焊球制作，然后切割成单个芯片。封装后的尺寸几乎等于芯片本身的大小。

• 特点： 尺寸最小，成本低，电性能极佳。主要用于引脚数不多的移动设备芯片，如电源管理IC、射频芯片等。

• Fan-In/Fan-Out WLCSP

• Fan-In： 焊球仅在芯片面积内。

• Fan-Out： 通过模塑料将芯片包封，再布线层可以扩展到芯片原始尺寸之外，从而在更大的区域上布置更多的焊球，用于更高引脚数的芯片（如手机应用处理器）。

第五阶段：系统级与三维封装时代

这是目前最前沿的领域，目标不再是封装单个芯片，而是将多个不同工艺、不同功能的芯片（如逻辑、内存、射频等）集成在一起，形成一个“系统”或“超级芯片”。

代表技术：

• SiP

• 理念： 将多个芯片（可能采用2.5D/3D结构）、无源元件等通过引线键合、倒装芯片等方式集成在一个封装体内。

• 特点： 功能整合，缩短开发周期，实现异构集成。Apple Watch和很多射频模块都大量使用SiP。

• 2.5D封装

• 核心技术： 使用一个硅中介层。多个芯片并排安装在硅中介层上，中介层内部有高密度布线（TSV），通过中介层下方的焊球与PCB连接。

• 特点： 实现了芯片间的高速互联（如HBM内存与GPU），互联密度远高于PCB。代表技术有台积电的CoWoS。

• 3D封装

• 核心技术： 将芯片直接堆叠起来，通过TSV 进行垂直方向的电性连接。

• 特点： 集成度最高，互联路径最短，极大地提升了系统性能和能效，是打破“内存墙”的关键技术。代表技术有台积电的SoIC、英特尔的Foveros。

总结对比

这五个阶段并非完全替代关系，而是并存发展，各自在不同的应用场景中发挥着不可或-缺的作用。封装技术的演进，是电子产业持续创新的缩影和关键驱动力。

半导体封装清洗-合明科技芯片封装前锡膏助焊剂清洗剂介绍：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

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主营产品包括：集成电路与先进封装清洗材料、电子焊接助焊剂、电子环保清洗设备、电子辅料等。

半导体技术应用节点：FlipChip ;2D/2.5D/3D堆叠集成;COB绑定前清洗；晶圆级封装；高密度SIP焊后清洗；功率电子清洗。