引言

电子封装是连接半导体芯片和电子系统的一道桥梁，随着半导体产业的飞速发展及其向各行业的迅速渗透，电子封装已经逐步成为实现半导体芯片功能的一个瓶颈，电子封装因此在近二三十年内获得了巨大的发展，并已经取得了长足的进步。今天的电子封装不但要提供芯片保护，同时还要在一定的成本满足不断增加的性能、可靠性、散热、功率分配等功能。电子封装的设计和制造对系统应用正变得越来越重要，电子封装的设计和制造从一开始就需要从系统入手以获得最佳的性能价格比。原来一些仅用于前道的工艺已经逐步应用于后道封装，且呈增长趋势。 电子封装发展的驱动力主要来源于半导体芯片的发展和市场需要，可以概括为如下几点：

芯片速度及处理能力的增加需要更多的引脚数，更快的时钟频率和更好的电源分配。

市场需要电子产品有更多功能，更长的电池寿命和更小的几何尺寸。
电子器件和电子产品的需要量不断增加，新的器件不断涌现。
市场竞争日益加剧。

芯片制造业的发展和电子产品的市场需要将最终决定电子封装的发展趋势。

更小、更薄、更轻；性能更好、功能更强、能耗更小；可靠性更好；更符合环保要求；更便宜。

电子封装的发展和趋势

电子封装的发展主要经历了以下四个阶段：

70年代：通孔安装器件、插入式器件

70年代器件的主流封装形式为通孔器件和插入器件，以DIP(dual in line)和PGA(Pin grid array)为代表；器件分别通过波峰焊接和机械接触实现器件的机械和电学连接。由于需要较高的对准精度，因而组装效率较低，同时器件的封装密度也较低。 80年代：表面安装器件

80年代出现了表面安装技术，器件通过回流技术进行焊接，由于回流焊接过程中焊锡熔化时的表面张力产生自对准效应，降低了对贴片精度的要求，同时回流焊接代替了波峰焊，也提高了组装良品率。此阶段的器件封装类型以PLCC(QFJ)和QFP为主，由于采用四面引脚，因而在很大强度上提高了封装和组装的密度。

90年代中前期：BGA

90年代随着器件引脚增加及对封装、组装亮度的要求，出现了球栅阵列式封装BGA（ball grid array）。典型的BGA以有机衬底（如BT）代替了传统封装内的引线框架，且通过多层板布线技术实现焊点在器件下面的阵列平面分布，既减轻了引脚间距不断下降在贴装表面所遇到的阻力，同时又实现了封装、组装密度的大大增加，因而很快获得了大面积的推广且在产业中的应用急剧增长。 90年代后期：倒装焊接FC( Flip chip) 和芯片尺寸封装CSP (chip scale package )倒装焊接技术60年代在IBM公司引入，开始使用的是铜凸点，后发展为在芯片上制备高铅焊料凸点，再将芯片正面朝下直接贴在陶瓷衬底上，使用回流焊接实现多个焊点的一次性组装，既大大提高了生产效率（当时的金丝球焊机焊接速度较慢），同时由于引线电阻小，寄生电容小，因而获得了优异的性能特别是高频性能。但由于价格和工艺复杂性等原因，该技术一直未获得广泛使用。由于芯片和有机衬底的热膨胀系数差别很大，因而早期该技术仅仅用于陶瓷衬底。80年代IBM公司发明了底层填充技术，采用底层填充料填充芯片和衬底之间的间隙，大大增加了由芯片和衬底膨胀系数失配所产生的热疲劳焊点寿命，同时也使得低成本的倒装焊接组装技术成为可能。目前在计算机、通信等领域倒装焊接技术已经获得了相当程度的应用，并且正呈高速增长趋势。

倒装焊接虽然具有优势的性能和近乎理想的封装密度，但仍然存在一系列的问题长期未能获得很好的解决，如芯片测试（probing）、老化（burn in）、已知好芯片（KGD）、返修（rework）等，因而其应用仍受到很大的限制；而与此同时另一技术CSP开始出现，并很快发展成为90年代以来最引人注目的封装形式。该封装形式估计很快成为封装形式的主流并将在很长的一段时期内占据统治地位。

根据IPC定义，CSP为封装面积不大于芯片面积150％的封装形式，CSP已经发展超出100种不同的形式，其中最典型的是micro-BGA，器件与PCB板的连接与BGA相同，为焊锡球阵列，而内部芯片到BGA基板的连接既可以采用线焊技术，也可以采用倒装焊接技术。由于CSP既具有一般封装器件的易于操作、测试、返修等特点， 同时又在一定程度上具有倒装焊接器件的高密度和优异高频性能等特点，因而成为BGA和倒装焊接之间最好的中间产品，预期在很长一段时间内将成为器件封装形式的主流。

90年代后期，电子封装进入超高速发展时期，新的封装形式不断涌现并获得应用，除倒装焊接和芯片尺寸封装以外，出现了多种发展趋势，封装标准化工作已经严重滞后，甚至连封装领域名词的统一都出现困难，以下对部分形式作一简介：

多芯片封装（multi chip package）:

将多个芯片封装在统一器件内，从而实现更高的封装密度。

三维迭层封装（Stack packages）:

芯片经过减薄后沿Z方向叠起来封装在同一个器件内。芯片之间