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封装曾经是半导体制造过程中的事后考虑。你制作了一小块芯片，然后你把它连接起来，继续你的快乐之路。但随着摩尔定律的延伸，工程师们意识到他们可以利用包括封装在内的芯片的所有部分来制造的产品。改进封装会给您带来显着的好处，因为有更厚的金属片以获得更好的导电性，而 I/O（输入/输出）问题仍然是半导体面临的问题。

更令人惊奇的是，过去没有一家封装公司被认为像传统的前端制造工艺那样重要。封装供应链通常被认为是“后端”，并被视为成本中心，类似于银行的前台和后台。但现在随着前端努力扩展其边界，一个全新的焦点领域出现了，这就是对封装的重视。我们将讨论各种工艺，这样您在研究这部分半导体封装并了解 2.5D 或 3D 封装意味着什么时，就不会再感到迷茫了。

回顾封装过去几十年的发展，其简化的演变是 DIP> QFP > BGA > POP/SiP > WLP.

显然有很多不同的封装技术，但我们将讨论广泛代表每种类型的简单化技术，然后慢慢将其带到现在。我也非常喜欢下面的高级概述（它已经过时但仍然正确）。

在封装的开始阶段，物品通常装在陶瓷或金属罐中，并密封（气密）以获得更大可能的可靠性。这主要适用于需要更高可靠性的航空航天和军事功能。然而，这对于我们大多数日常用例来说并不可行，因此我们开始使用塑料封装和双列直插式封装(DIP)。

1、DIP 封装（1964-1980 年代）

DIP 于 1970 年代推出，并在表面贴装技术推出之前的十年内一直是主角。DIP 在实际半导体周围使用塑料外壳，并具有两排平行的突出电引脚，称为引线框，连接到下方的 PCB（印刷电路板）。

实际的die则通过键合线连接到两个引线框架，这两个引线框架可以连接到印刷电路板 (PCB)。

像许多早期的半导体发明一样，DIP 是由 Fairchild semi 于 1964 年创建的。DIP 封装是一种复古的标志性设计，设计选择是可以理解的。实际的裸片将完全用树脂密封，因此可靠性高且成本低，许多较早的标志性半导体都是以这种方式封装的。请注意，die是通过导线连接到外部引线框架，这使其成为一种“引线键合”封装方法。

然后将这些小金属片中的每一个都焊接到 PCB 上，在那里它与其他电气元件和系统的其余部分接触。

PCB 本身通常由铜或由非导电材料层压的其他电气元件制成。然后，PCB 可以将电力从一个地方路由到另一个地方，让组件相互连接并相互通信。请注意焊接到 PCB 上的每个电路之间的细线，这些是嵌入的电线，用作从一块到一块的导管。那就是封装的“封装”部分，PCB是封装的较高层次。

虽然还有其他 DIP 版本，但实际上是时候转向始于 1980 年代的下一个封装技术范式，即表面贴装封装。

2、表面贴装封装（1980 年代至 1990 年代）

为了取代通过 DIP 安装产品，业界引入了表面贴装技术 (SMT)。正如暗示的那样，该封装直接安装在 PCB 的表面上，并允许在一块基板上使用更多组件并降低成本。

这种封装有很多变体，在半导体创新的全盛期很长一段时间内都是主力。值得注意的是，现在安装到 PCB 上的不是两个引线框架，而是所有侧面都有 4 个表面。 这符合封装的普遍需求，即占用更少的空间并增加连接带宽或 I/O。每个额外的进步都会牢记这一点，并且是一个值得关注的模式。

这个过程曾经是手动的，但现在是高度自动化的。此外，这实际上给 PCB 带来了很多问题，例如爆米花。爆米花是指塑料封装内的水分在焊接过程中被加热，并且由于快速再加热和冷却，水分会导致 PCB 出现问题。 需要注意的另一件事是，随着封装过程的每次增加，复杂性和故障都会增加。

3、球栅封装和芯片级封装（1990 年代 - 2000 年代）

随着对半导体速度的要求不断提高，对更好封装的需求也在增加。虽然 QFN（四方扁平无引线）和其他表面贴装技术显然继续激增，但我想向您介绍我们将来必须了解的封装设计的开始。这是焊球或广义上的球栅阵列 (BGA) 封装的开始。

所以这只是我上面列出的趋势的另一个延续，占用更少的空间和更多的联系。现在，我们现在直接将一个封装连接到另一个封装，而不是在每一侧精细地连接封装。这会带来更高的密度、更好的 I/O（性能的同义词），并且现在增加了如何检查 BGA 封装是否工作的复杂性。到目前为止，主要是对封装进行目视检查和测试。现在我们看不到封装，所以没有办法测试。输入 X 射线进行检查，并使用更复杂的技术。

焊点也是我希望你记住的东西，它是现在相互粘合的主要方式，因为这是常见的封装互连模式类型。

4、现代封装（2000-2010 年代）

我们现在正步入现代封装时代。上面描述的许多封装方案今天仍在使用，但是，您将开始看到越来越多的封装类型，并且这些封装类型在未来将变得更加相关。我现在开始描述这些。公平地说，许多这些即将到来的技术是在前几十年发明的，但由于成本原因，直到后来才被广泛使用。

5、先进封装（2010 年代至今）

我们正缓慢地进入“先进封装”半导体时代，我现在想谈谈一些更高层次的概念。实际上有各种级别的“封装”适合这个思维过程。我们之前谈到的封装大部分都集中在芯片封装到PCB上，但高级封装的开始真正是从手机开始的。

手机在很多方面都是先进封装诸多方面的巨大先驱。这说得通！尤其是手机，在尽可能小的空间内含有大量的硅，比笔记本电脑或电脑密集得多。一切都必须被动冷却，当然要尽可能薄。每年苹果和三星都会发布一款速度更快但更薄的手机，这将封装推向了新的位置。我将讨论的许多概念都始于智能手机封装，现在已经推向了半导体行业的其他领域。

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文章来源：今日光电