广义：芯片级+系统级：封装工程
电子封装工程：将基板、芯片封装体和分立器件等要素，
按电子整机要求进行连接和装配，实现一定电气、物理性
能，转变为具有整机或系统形式的整机装置或设备。
微电子封装过程=电子整机制作流程
Wafer
Single IC
Package
SMA/PCBA
Electronic Equipment
微电子封装技术的演变
W/S
电子整机的发展趋势
PC
100000
Notebook
Volume(cm3)
10000
Laptop
Cellular
1000
100
1970
1980
1990
2000
SMART
“Watch” &
Bio-sensor
微电子封装技术的演变
Past
Bulky components
Bulky systems
SOP—TSP—UTSOP
PGA—BGA
Lead on Chip：芯片上引线封装
封装技术与封装材料
封装形态、封装工艺、封装材料由产品的电特
性、导热性能、可靠性需求、材料工艺技术和
成本价格等因素决定。封装形态与封装工艺技
术、封装材料之间不是一一对应关系。
例：陶瓷封装与塑料封装均可制作DIP与BGA类
Current
Thinfilm components
Miniaturized modules
Future
Embedded components
Package–sized systems
微电子封装技术的演变
微电子封装技术的演变
PAST
1970s
DIP
PRESENT
1980s
PGA
2000s
1990s
传统二维封装基础上向三维z方向发展的封装技术。
实现三维封装的方法：
【1】 埋置型
元器件埋置或芯片嵌入
【2】 有源基板
半导体材料做基板Wafer Scale Integration
【3】叠层法
将多个裸芯片或封装芯片在垂直方向上互连
抑或是MCM叠层：散热与基板选择
封装的分类
按封装中组合IC芯片数目分：
热膨胀系数（CTE Coef变而有胀缩现象，等压条件下，单位温度变
所导致的体积变化，即热膨胀系数表示。
介电强度：是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。定义
为试样被击穿时， 单位厚度承受的最大电压。物质的介电
强度越大， 它作为绝缘体的质量越好。
芯片，但两类芯片的可靠性和成本不同。
封装材料
芯片封装所采用的材料主要包括金属、陶瓷、
高分子聚合物材料等。
问题：如何进行材料选择？
依据材料的电热性质、热-机械可靠性、技术和
工艺成熟度、材料成本和供应等因素。
表1.2-表1.4
封装材料性能参数
介电系数：表征材料绝缘程度的比例常数，相对值，通常介
电系数大于1的材料通常认为是绝缘材料。
第一层次：零级封装-芯片互连级（CLP）
第二层次：一级封装
SCM 与MCM（Single/Multi Chip Module）
第三层次：二级封装 组装成Subsystem
COB（Chip on Board）和元器件安装在基板上
第四层次：三级微电子封装
电子整机系统构建
微电子封装技术分级
三维（3D）封装技术
驱动微电子封装技术发展的是整个微电子技术产业
微电子封装技术的发展趋势
电子整机的高性能、多功能、小型化和便携化、低成
本、高可靠性要求促使微电子封装由插装向贴装发展，
并持续向薄型、超薄型、窄节距发展，进一步由窄节
距四边引脚向面阵列引脚发展。
微电子封装技术发展的驱动力
三、市场发展对微电子封装的驱动
“吞金业”向“产金业”转变
产品性价比要求不断提升、电子产品更新加速剧烈
电子产品更新加速剧烈
SCP和MCP（包括MCM)
按密封材料分：陶瓷封装和高分子材料封装（塑封）
按器件与电路板互连方式分：
引脚插入型（PTH）和表面贴装型（SMT）
按引脚分布形态分：
单边、双边、四边和底部引脚
SIP、DIP、SOP、QFP、MCP、PGA
封装型式的发展
发展方向：轻、薄、短、小
DIP—SPIP—SKDIP
Ceramic
Ceramic or
Thin Film on Ceramic
Thin Film on PWB
PWB-D
•Integration to
BEOL
•Integration in
Package level
PWB-Micro Via
PWB-D
•Integration at
System level
集成电路芯片封装技术
课程引入与主要内容
1、集成电路芯片封装与微电子封装
微电子封装技术=集成电路芯片封装技术
2、芯片封装技术涉及领域及功能
3、封装技术层次与分类
封装技术的概念
微电子封装：A Bridge from IC to System
IC
Board
微电子封装的概念
狭义：芯片级 IC Packaging
QFP
BGA
FUTURE
CSP
WLP
2010s
SIP
SOP
Single Chip:
Chip
Connector:
Board MCM:
Package
/Board:
Board
Connector:
Discretes
:
Wirebond
Redistribution to
Area Array
Flipchip
Area Array
1、电源分配：传递电能-配给合理、减少电压损耗
2、信号分配：减少信号延迟和串扰、缩短传递线路
3、提供散热途径：散热材料与散热方式选择
4、机械支撑：结构保护与支持
5、环境保护：抵抗外界恶劣环境（例：军工产品）
确定封装要求的影响因素
成本
外形与结构
产品可靠性
性能
类比：人体器官的构成与实现
微电子封装技术的技术层次
PTH
Peripheral
SMT
1005
0805
Area/BGA
SMT
0603
0402
0201
01005?
Integration
微电子封装技术发展的驱动力
一、IC发展对微电子封装的推动
IC发展水平的标志：集成度和特征尺寸
IC发展方向：大芯片尺寸、高集成度、小特征尺寸和
高I/O数。
二、电子整机发展对微电子封装的拉动
芯片封装涉及的技术领域

芯片封装技术涉及物理、化学、化工、材料、
机械、电气与自动化等学科。所涉及材料包括金属、
陶瓷、玻璃和高分子材料等。
芯片封装技术整合了电子产品的电气特性、热特
性、可靠性、材料与工艺应用和成本价格等因素，
是以获得综合性能最优化为目的的工程技术。
封装涉及的技术领域
微电子封装的功能