集成电路芯片与封装之间是不可分割的整体。没有一个芯片可以不用封装就能正常工作，封装对芯片来说是必不可少的，随着ic生产技术的进步，封装技术也不断更新换代，每一代ic都与新一代的ic封装技术紧密相连。
目录
一、什么是封装？
二、传统封装
三、先进封装
（1）倒装芯片（fc）技术
（2）晶圆级封装（wlp）技术
（3）平板级封装（plp）技术
（4）微系统封装技术（micro system packaging）
四、半导体封装市场窥探
一、什么是封装？
封装（package）顾名思义它是将一些物体进行包裹和封闭。在集成电路中则是指将裸片（die）固定到承接基板上，同时完成一些连接并引出管脚，进而包装成一个完整的芯片。
芯片进行封装的主要目的是对芯片进行保护，同时也要确保芯片经过封装之后应当满足集成电路芯片内部电路和外部系统的电气连接。其次也起着固定、密封的作用，为芯片提供一个长期稳定可靠的工作环境，而且可以增强芯片电热性能，保证芯片正常工作的高稳定性和可靠性。
芯片封装的主要功能作用可概括为以下几点：
????????(1). 传递电能。所有电子产品都以电为能源，电能的传递包括电源电压的分配和导通，在封装过程中对于电能传递的主要考量是将不同部位的器件和模块所需的不同大小的电压进行恰当的分配，以避免不必要的电损耗，同时兼顾考虑地线分配问题。电能的传送必须经过线路的连接才能实现，这是芯片封装的主要功能作用。
????????(2). 传递电信号。集成电路产生的电信号或外部输入的电信号，需通过封装将不同层之间的线路传递到正确的位置，这些线路不仅要保证电信号的延迟尽可能小，而且还要保证传递的路径达到最短。因此在经过芯片封装使各线路连接后，各电子组件间的电信号传递既有效也高效。
????????(3). 散热。集成电路的各元器件、部件、模块在长时间工作时会产生一定的热量。芯片封装就是利用封装材料良好的导热性能将电路间产生的热量有效地散失，使芯片在合适的工作温度下正常工作并达到各项性能指标的要求，不致因工作环境温度积累过高而造成电路的毁损。
????????(4). 电路保护。有效的电路保护不仅需要为芯片和其他连接部件之间提供可靠的机械支撑，而且还要确保精细的集成电路不受外界物质的污染。芯片封装为集成电路的稳定性和可靠性提供了良好的结构性保护和支持。
????????(5). 系统集成。多个芯片可以通过封装工艺集成整合为一，科学的封装工艺不仅减少了电路之间连接的焊点数量，而且可以显著减小封装体积和重量，同时缩短组件之间的连接线路，整体提高了集成电路的电性能。 集成电路封装技术的发展可分为四个阶段：
第一阶段是80年代之前的元件插装，特点是用针脚引出电极连通电信号，主要包括直插型封装（dip）等技术； 第二阶段是80年代中期的表面贴装，特点是用更细更短板的引线代替针脚，直接贴装至印刷电路板（pcb），主要包括小外形封装（sop）等封装技术； 第三阶段是90年代的面积阵列封装，特点是用体积更小的焊球点代替引线，通过芯片倒扣的方式进行倒装，提升封装密度，主要包括球栅阵列封装（bga）、芯片尺寸封装（csp）、倒装芯片（flipchip）等封装技术； 第四阶段是2000年以来的先进封装，特点是采用堆叠、异质整合（指将不同类型、功能的芯片整合在同一封装体内）等技术，主要包括晶圆级封装（wlp）、硅通孔（tsv）、2.5d封装、3d封装、系统级封装（sip）等封装技术。应该看到，先进封装以“更高效率、更低成本、更好性能”为主要目标，以“小型化、轻薄化、窄间距、高集成度”为主要特征，能够提高设计、加工效率，减少设计成本，是未来封装技术发展的主要方向。
二、传统封装
传统封装概念从最初的三极管直插时期开始产生。传统封装过程如下：将晶圆（wafer）切割为晶粒（die）后，使晶粒贴合到相应的基板架的小岛（leadframepad）上，再利用导线将晶片的接合焊盘与基板的引脚相连，实现电气连接，最后用外壳加以保护。典型封装方式有dip、sop、qfp等。
尽管表面贴装封装比通孔插装封装具有很多的优势，但由于表面贴装封装在pcb上的安装密度高，对散热的要求更高；同时，由于器件与pcb的热膨胀系数（cte）不同，容易造成焊点处出现裂纹甚至开裂。最严重的是塑封体的吸湿问题，由于表面贴装封装在焊接时塑封体整体受热，容易造成塑封体吸收的水汽受热膨胀而产生内部分层现象，严重时可能产生塑封体爆裂。
由此可见，表面贴装封装与通孔插装封装相比，区别不仅是外形的不同，也是对集成电路芯片设计、封装结构设计、封装材料、检测技术和相应的设备提出了更高的要求
当然，通孔插装类封装具有焊接方便、可靠性好、易于维修、对材料湿气敏感要求低、散热性能好、功率大等特点，通常使用在对体积要求不严苛的场合，也可用于大功率器件的封装。因此，到目前为止，通孔插装类封装仍占据着一定的市场份额。
三、先进封装
进入21世纪，随着半导体技术逐渐逼近硅工艺尺寸的极限，半导体技术进入“后摩尔定律”时代，先进封装技术得到了空前发展。出现于20世纪末的多芯片组件（mcm）封装、系统级封装（sip）、三维立体（3d）封装和芯片尺寸封装等技术快速发展，并被广泛应用。同时，系统级芯片（soc）封装、微机电系统(mems)封装、硅通孔(tsv）技术、凸点制作（bumping）、表面活化室温连接（sab）等技术实现了新的突破，并已实现批量生产。
先进封装主要是指：倒装（flipchip）、凸块（bumping）、晶圆级封装（wafer level package）、2.5d封装（interposer，rdl等）、3d封装（tsv）等技术。
（1）倒装芯片（fc）技术
flipchip指的是芯片倒装，以往的封装技术都是将芯片的有源区面朝上，背对基板贴装键合。而flipchip则将芯片有源区面对着基板，通过芯片上呈阵列排列的焊料凸点（bumping）实现芯片与基板的互联。其工艺过程为：先在芯片上制作金属凸点，然后将芯片面朝下利用焊料直接与基板相连，通常会使用底部填充（underfill）树脂对热应力进行再分布来提高可靠性。其优点是封装面积减小，引线互连长度缩短，引脚数量增加。
传统封装和先进封装结构对比
（2）晶圆级封装（wlp）技术
在传统封装概念中，晶圆是先被切割成小的晶粒，之后再进行连接和塑封。而晶圆级封装（wafer-level packaging（wlp））工序恰好相反，是直接以圆片为加工对象，同时对圆片上的众多芯片进行封装及测试，最后切割成单颗成品，可以直接贴装到基板或pcb上，其中主要工艺为再布线（rdl）技术，包括溅射、光刻、电镀等工序。wlp封装时裸片还在晶圆上，一般来说，wlp是一种无基板封装。wlp利用由布线层（routing layers）或重新布线层（rdl）构成的薄膜来代替基板，该薄膜在封装中提供电气连接。rdl不会直接与电路板连接。相反，wlp会在封装体底部使用锡球，从而将rdl连接到电路板。具备两大优势：（1）将芯片 i/o 分布在 ic 芯片的整个表面，使得芯片尺寸达到微型化的极限。（2）直接在晶圆片上对众多芯片封装、老化、测试，从而减少常规工艺流程，提高封装效率。
扇入型封装、倒装芯片与扇出型封装技术的比较
wlp封装与传统封装的区别在于，封装和测试程序直接在晶圆上进行，然后进行切割。根据引线方式的不同，wlp封装分为扇入式（wlcsp）和扇出式（fow-lp）。与传统封装技术相比，wlp具有成本低、散热性能好、体积小等优点。另一个显著的优点是采用了批处理操作。因此，晶圆尺寸越大，芯片尺寸越小，封装效率越高，封装成本越低。
????????a. 扇入型封装（fan-in wlp）：是在 wafer 未进行切片前对 wafer 进行封装，之后再进行切片分割，完成后的封装大小和芯片尺寸一致，该结构的芯片面积尺寸和最终的封装体面积尺寸为标准的1：1，扇入式 wlp 是一种独特的封装形式，并具有真正裸片尺寸的显著特点。具有扇入设计的 wlp 通常用于低输入/输出（i/o）数量（一般小于 400）和较小裸片尺寸的工艺当中。
????????b. 扇出型封装（fan-out wlp）技术：初始用于将独立的裸片重新组装或重新配置到晶圆工艺中，并以此为基础，通过批量处理、构建和金属化结构，如传统的扇入式?wlp?后端处理，以形成最终封装。其工艺过程为先将芯片作切割分离，将芯片重新布局到一块人工晶圆上，然后将芯片正面朝下黏于载具(carrier)上，并且芯片间距要符合电路设计的节距(pitch)规格，接着进行封胶(molding)后形成面板(panel)，后续将封胶面板与载具分离，可实现在芯片范围外延伸rd以容纳更多的i/o数。
随着金线价格的上涨，一些公司也正在考虑采用 wlp 作为低成本替代方案，而不是采用引线键合封装（可以参考这篇文章，较为详细的介绍了芯片键合技术，包括引线键合、fc技术及tab：(19条消息) 傻白入门芯片设计，芯片键合(die bonding)（四）_好啊啊啊啊的博客-csdn博客），尤其是针对更高引脚数的器件。最近几年中，wlp 也已经被广泛用于图像传感器的应用中。目前，硅通孔（tsv）技术已被纳入用于封装图像传感器的 wlp ag真人官方入口的解决方案。其他更新的封装技术也在逐渐发展，并与现有的 wlp 技术进行整合，例如三维（3d）集成技术。
（3）平板级封装（plp）技术
plp：全称panel-levelpackaging，平板级封装，封装方法与fowlp类似，只不过将晶粒重组于更大的矩形面板上，而不是圆形的晶圆。更大的面积意味着节约更多的成本，更高的封装效率。而且切割的晶粒为方形，晶圆封装会导致边角面积的浪费，矩形面板恰恰解决了浪费问题。但也对光刻及对准提出了更高的要求。
（4）微系统封装技术（micro system packaging）
微系统封装技术是指将多个功能芯片，用必要的配件和装配平台，按照系统最优的原则进行集成、组合，从而构成应用产品的封装技术。微系统是以微电子技术、射频技术、无线电技术、光学（或光电子学）技术、微机电系统（mems）等技术为核心，从系统工程的高度出发，通过包封、互连等微细加工技术，在框架、基板等载体上制造、装配、集成出微小化的功能装置。微系统封装技术，根据其微系统定义的不同，分为微电子封装技术、射频封装技术、光电子封装技术、微机电系统封装技术和多功能系统集成封装技术等多个方面的封装技术。
在整个mems生态系统中，mems封装发展迅速，晶圆级和3d集成越来越重要。主要的趋势是为低温晶圆键合等单芯片集成开发出与cmos兼容的mems制造工艺。另一个新趋势是裸片叠层应用于低成本无铅半导体封装，这种技术可为量产带来更低的成本和更小的引脚封装。但是，mems器件的cmos和3d集成给建模、测试和可靠性带来挑战。
2.5d封装和3d封装详见：
(6条消息) 傻白入门芯片设计，芯片键合(die bonding)（四）_好啊啊啊啊的博客-csdn博客_die attach 设备
傻白入门芯片设计，先进封装技术（五）_好啊啊啊啊的博客-csdn博客
(6条消息) 傻白入门芯片设计，典型的2d/2d /2.5d/3d封装技术（六）_好啊啊啊啊的博客-csdn博客
(18条消息) 傻白入门芯片设计，rdl/interposer/emib/tsv（三）_好啊啊啊啊的博客-csdn博客
四、半导体封装市场窥探
近年来，全球半导体封装市场规模增长明显，主要特征：
①据市场研究机构 yole developpment 的数据，2021 年全球封装市场规模约约达 777 亿美元，2025年有望将达到 850 亿美元。市场集中度较为明显，前十大厂商市场份额约为 80%。
② 如图 2 所示，在这一进程中，先进封装价值得到日益显现，并成为全球竞逐的焦点：随着国际代工模式的兴起，封装行业迎来了良好的发展机遇，2021 年全球先进封装市场占比达到整体集成电路封装服务的 45%，年营业收入约为 350 亿美元。
③ 如图 3 所示，倒装芯片技术市场比重将长期维持较高份额，包括晶圆级封装技术（包括 fan-out技术）、硅通孔、系统级封装等封装技术未来增长空间广阔。
?④ 纵观全球封装市场，亚太地区已经成为全球集成电路封装测试业的产能集聚地，并吸引了半导体整体产能的转移。
⑤ 随着全球封装业的资源协同，先进封装业转向技术输出，从目前全球半导体行业的趋势来看，发展先进封装势在必行。
参考资料：（还有师兄的ppt和讲稿）
先进封装推动半导体产业发展_王若达（论文）
传统封装 vs 先进封装核心技术 (baidu.com)
a：电熨斗要买品牌保证的，以防意外或质量出问题，而且还要平时注意保养和清洁。怎样鉴别电熨斗的优劣(在购买时对你很有用)1.考虑家用电度表的负荷能力。如果家用电度表为1.5a或2.0a的，优质的电熨斗，功率应超过500w。2.优质的电熨斗都采用橡胶绝缘纺织软电线，差的往往采用塑料或pvc软电线。因为这种电线易被灼热的底板烫破引发触电事故。另外，优质的电熨斗，电源线截面积要在0.75mm2以上，插头的额定值要在10a以上。3.优质的电熨斗，将电熨斗通电，应该无短路、断路现象，同时，可用试电笔或手背轻触电熨斗外壳金属部件，如试电笔氖泡无明显闪烁或手背无发麻的感觉，则说明该电熨斗是比较安全的。4.优质的电熨斗，轻握手柄应感到舒适，底板无划痕、锈点、起皮现象，按键、旋钮的档位清楚。拿起电熨斗轻轻摇动，没有松动或异常响声1、电熨斗的电源线一定要用三芯编织软线。其中，绿、黄双色线(有的是黑色线)是接地线，红色线接火线，白色线接零线。所配用的插座也必须是三孔，并可靠接地。千万不要用塑料电源线代替，因为塑料耐温性能差，稍有不慎电源线碰在灼热的外壳或底板上；就会把塑料绝缘层熔化而发生触电事故。2、自配电源线时，长度以2m为宜。如果过长，又安排不好，让电源线拖在地上，走动的人就可能绊倒电熨斗，摔到地上或烫焦熨烫中的衣料，甚至伤人。3、在熨烫衣物的间歇，应将电熨斗竖立放置，或者放在专用的电熨斗架子上。切不可降电熨斗放在易燃的物品上，以免着火；也不要把电熨斗放在铁块或砖石上，以免划伤底板电镀层。4、要及时清除电熨斗外表面的污物。化纤织物表面的绒毛容易被熔化，并粘附底板上结焦，形成黑斑，不仅难看，也给使用带来不便。为了避免这类污物的产生，在熨烫化纤织物时，可垫一块干净的湿布。如果底板出现黑斑，切不可用小*刮，那样会破坏底板的包镀层。最方便又有效的方法是：先用一块湿布沾上少许牙膏，慢慢地擦拭锈斑处，待擦净后，再涂上一层蜡，接通电源，将蜡熔化后再擦。如果锈斑部位在电熨斗的底面上，可用一块废布作垫，用力来回多熨几次。由此法除污物，不但不会损伤电熨斗的电镀层，而且能使其恢复原有的光滑和平整度。5、电熨斗使用结束后(或中途发生停电时)，应拔去电源插头，让其自然冷却，必须等待手触无热感后，再放入包装盒门。6、普通型电熨斗不能控制温度，很难满足各类衣物的熨烫要求。特别是在熨烫化纤织物时，稍一不慎就会把衣物烫坏，有时只能凭使用者的经验来掌握好温度。普通型电熨斗连续通电时间不能过长，否则，由于温度逐渐升高(可高达600一700℃)，会把电热元件烧坏，也会把电镀层破坏及烫坏衣物。一般采取通、断电源的方法来大致控制底板的温度，这样做既省电又安全。
半导体材料工艺技术 sym-aci系列全自动化学浸泡线 sym-aci系列全自动化学浸泡线，该系列是去除封装溢料的自动化浸泡设备，配合新阳syd系列去毛刺化学品使用。具有自动化程度高、操作安全、溶液消耗少、节能环保等特点。可以根据客户场地、生产和工艺要求进行非标准设计。线上除了有清洗、浸泡工序外，还可以加装回收、中和等工艺。
sym-ssd系列高压水喷淋设备 sym-ssd系列高压水喷淋设备，专用于半导体封装高压水喷淋去除溢料的工艺过程，在行业中拥有上百台的市场份额。该系列设备拥有多种型号，可覆盖所有封装形式的产品。 夹持方式分为钢带传送、皮带传送、弹性滚轮传送 喷淋压力可实现200、300、400、600、最高800kg/c㎡等配置 产能可实现1000-4000条/小时 处理工艺可实现电解 高压水喷淋，或者单独高压水喷淋 上下料可实现手动、半自动和全自动控制 sym-hcp系列自动挂镀生产线 sym-hcp系列自动挂镀生产线，属于通用型挂镀电镀设备，特别适合于半导体封装、en、pcb等高可靠电镀的行业。特殊的行车结构和行车运行方式，既保证了设备运行稳定性，又使设备更加美观，更加易于维护。结构设计独到、工艺性强，与同类设备相比具有明显运行平稳、节能降耗的优势，已在行业中成熟应用并受到好评。
sym-hep系列高效节能自动电镀线 全新自主知识产权的设计，完全针对半导体封装行业的电镀设备。在保证质量、产能的前提下，实现节能降耗、低排放、低成本运行，与传统挂镀线相比，总电功率降低80%、占地减少50%、锡消耗量节省20-40%。 产能：≥1500条/小时（根据产品品种和工艺要求设计） 运行结构：单臂行车直线型 适用范围：各种封装形式的leadframe，特别适用于to系列产品
sym-ssp系列高速电镀线 sym-ssp系列高速电镀线设备，采用不间断上下料、连续高速运行，全过程计算机监控，具有自动化程度高、电镀质量高、适用性强等优点；同时设备细节设计合理独到，工艺性强、节能环保。可根据用户要求提供不同产能、不同工艺、不同自动化程度的配置。 运行结构：钢带环型和钢带直线型 运行速度：6-8m/min 上料结构：半自动（条对条）或者全自动（弹夹对弹夹） 适用范围：可夹持边框大于3mm的各种封装形式的leadframe
syb系列金刚石划片刀 syb系列金刚石划片刀，上海新阳采用先进的沉积技术与精湛的物理工艺研制的新型划片刀系列。该系列划片刀，对金刚石颗粒的尺寸和形貌进行了科学合理的筛选，对金刚石在刀片上的浓度、均匀度、以及集中度进行了优化，同时，对镍基结合剂进行了创新的工艺处理，可对各种硬脆非金属材料进行开槽和切割，如：各种硅片、锗、玻璃、铁氧体、铌酸锂、钽酸锂、磷化镓、砷化镓、各类陶瓷等。 syb系列金刚石划片刀，具有刀片结构优化、切割精度高、能够高速连续切割、性能稳定、使用寿命长等优势，与国外同类产品相比，具有极高的性价比。
去毛刺溶液syd系列 syd系列去毛刺溶液产品，包含热浸煮去毛刺系列和电解去毛刺系列产品。主要应用于集成电路，分立器件封装溢料的去除工艺过程中。通过去除引线框架封装后，多余溢料（molding flash）能有效改善产品电镀外观和降低电镀返工率，提高产品的可靠性。
syd系列产品，采用安全环保的材料和先进的工艺技术，开发的高效的去毛刺溶液。化学稳定性良好，工作液容易维护，使用寿命长，闪点高，使用安全可靠。去溢料过程，对框架基材和塑封体无任何损伤，既可以适用于传统的封装材料，也可以适用于新型的环保型封装材料。系统解决了封装领域的各种去除封装溢料的难题。
主要产品有： ■ 去毛刺溶液 syd712 ■ 去毛刺溶液 syd713 ■ 去毛刺溶液 syd7160 ■ 电解去毛刺溶液 syed762
电镀化学品syt系列 syt系列电镀化学品，包括前处理化学品、后处理化学品和电镀液及电镀添加剂等30余种化学产品，主要用于无铅纯锡可焊性镀层的电镀，适用于挂镀、滚镀、高速镀工艺。
产品特点是：产品纯度高、金属杂质含量少、不易产生晶须和回流焊变色问题。工艺成熟、维护容易、运行成本低。产品绿色环保，符合rohs ,weee和sony行业通用标准要求。
主要产品有： ■ 电解除油液syt8011 ■ 化学去氧化物粉剂 syt861/865/866 ■ 电子级甲基磺酸 syt810 ■ 电子级甲基磺酸锡 syt820 ■ 无铅（纯锡）电镀添加剂 syt843 ■ 无铅(纯锡)高速电镀添加剂 syt843h ■ 无铅（纯锡）光亮电镀添加剂 syt848 ■ 硫酸光亮锡电镀添加剂 syt846 ■ 硫酸纯锡亚光电镀添加剂 syt847 ■ 退镀液 syt850/851 ■ 电解退镀液 syt853 ■ 防变色剂 syt871/871h
sym-wb系列晶圆湿制程生产线 sym-wb系列晶圆湿制程生产线，用于wlp、tsv、mems以及太阳能硅片等湿法处理过程，也适用于半导体前道芯片铜互连电镀（damascene）工艺流程。包括e-coating、edpr、各式清洗等前后处理工序以及化学镀、电镀工序。可根据生产、工艺需要量身定制适用于4-12＂wafer的设备，设备可实现手动、半自动、全自动控制。该设备目前已经在行业中得到成熟应用。
晶圆制程高纯化学品sys系列 sys系列产品是高纯度、高洁净度的电子化学产品，专门针对晶圆湿制程而开发，主要应用于晶圆表面各种处理以及电镀工艺，适用于芯片铜互连电镀工艺damascene工艺，先进封装tsv、bumping、mems晶圆电镀，以及太阳能电池埋栅、硅材料晶圆制造等工艺。主要产品包括铜互连高纯电镀液（硫酸铜和甲基磺酸铜）及配套电镀添加剂、en、化学金、电镀锡等；光刻胶剥离液（包括正胶剥离，负胶剥离，去墨点等）与干/湿法蚀刻清洗液；硅材料加工表面化学品（悬浮液，清洗液, 划片液、切屑液）。 主要产品有： ■ 芯片级铜互联电镀液 sys 2300 系列 ■ 芯片级铜互联电镀液 sys 2500 系列 ■ 芯片级先进封装硅穿孔（tsv）电镀铜添加剂 sys upt 3300 系列 ■ 芯片级先进封装凸点电镀铜添加剂 sys upb 3200 系列 ■ 负胶光刻胶剥离液 sys 9510 ■ 正胶光刻胶剥离液 sys 9610 ■ 硅片清洗液 sys 9070 upp系列电镀铜和前处理化学品，主要应用于线路板和ic封装基板的电镀铜和前处理工艺。 产品特点： ■化学除油剂，超强的润湿性能，非常可靠的除油效果，易于清洗，与pth和电镀铜兼容性强，适用于线路板的全板/图形电镀工艺和ic封装基板的电镀铜工艺的前处理。 ■酸铜添加剂，可用于bmv填孔的电镀铜工艺，电镀通孔和bmv填孔的电镀铜工艺，以及填通孔的电镀铜工艺；可用于可溶性阳极和不溶性阳极的电镀铜工艺，可用于垂直和水平的电镀铜工艺，具有均匀的表面镀层和出色的填孔能力，能填各种孔径的孔并且适用于细线路（线宽线距2mil/2mil）的电镀。 ■工艺成熟，维护简单，运行成本低。 ■产品绿色环保，符合rosh、weee和sony等行业通用标准要求。
化学镀镍化学品syc系列 syc系列化学镀镍产品，包括各种化学镀镍溶液和配套的前后处理化学品。包括：低磷、中磷、高磷化学镍等系列产品。适用于航天航空、高端民品等高可靠性镀镍工艺过程中。 syc系列产品配方独特、工艺先进。在耐蚀性、气孔率、结合力、可焊性、致密性等重要技术指标达到行业先进技术水平。 主要产品有： ■ 中磷化学镀镍液 syc300系列 ■ 高磷化学镀镍液 syc600系列
参考链接： http://www.sinyang.com.cn/
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