集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展

封裝形式集成電路發(fā)展初期，其封裝主要是在半導(dǎo)體晶體管的金屬圓形外殼基礎(chǔ)上增加外引線(xiàn)數(shù)而形成的。但金屬圓形外殼的引線(xiàn)數(shù)受結(jié)構(gòu)的限制不可能無(wú)限增多，而且這種封裝引線(xiàn)過(guò)多時(shí)也不利于集成電路的測(cè)試和安裝，從而出現(xiàn)了扁平式封裝。而扁平式封裝不易焊接，隨著波峰焊技術(shù)的發(fā)展又出現(xiàn)了雙列式封裝。由于軍事技術(shù)的發(fā)展和整機(jī)小型化的需要，集成電路的封裝又有了新的變化，相繼產(chǎn)生了片式載體封裝、四面引線(xiàn)扁平封裝、針柵陣列封裝、載帶自動(dòng)焊接封裝等。同時(shí)，為了適應(yīng)集成電路發(fā)展的需要，還出現(xiàn)了功率型封裝、混合集成電路封裝以及適應(yīng)某些特定環(huán)境和要求的恒溫封裝、抗輻照封裝和光電封裝。并且各類(lèi)封裝逐步形成系列，引線(xiàn)數(shù)從幾條直到上千條，已充分滿(mǎn)足集成電路發(fā)展的需要。

封裝材料如上所述，集成電路封裝的作用之一就是對(duì)芯片進(jìn)行環(huán)境保護(hù)，避免芯片與外部空氣接觸。因此必須根據(jù)不同類(lèi)別的集成電路的特定要求和使用場(chǎng)所，采取不同的加工方法和選用不同的封裝材料，才能保證封裝結(jié)構(gòu)氣密性達(dá)到規(guī)定的要求。集成電路早期的封裝材料是采用有機(jī)樹(shù)脂和蠟的混合體，用充填或灌注的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)封裝的，顯然可靠性很差。也曾應(yīng)用橡膠來(lái)進(jìn)行密封，由于其耐熱、耐油及電性能都不理想而被淘汰。使用廣泛、性能最為可靠的氣密密封材料是玻璃-金屬封接、陶瓷-金屬封裝和低熔玻璃-陶瓷封接。處于大量生產(chǎn)和降低成本的需要，塑料模型封裝已經(jīng)大量涌現(xiàn)，它是以熱固性樹(shù)脂通過(guò)模具進(jìn)行加熱加壓來(lái)完成的，其可靠性取決于有機(jī)樹(shù)脂及添加劑的特性和成型條件，但由于其耐熱性較差和具有吸濕性，還不能與其他封接材料性能相當(dāng)，尚屬于半氣密或非氣密的封接材料。隨著芯片技術(shù)的成熟和芯片成品率的迅速提高，后部封接成本占整個(gè)集成電路成本的比重也愈來(lái)愈大，封裝技術(shù)的變化和發(fā)展日新月異，令人目不暇接。

中國(guó)集成電路封裝外形尺寸，是根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)第191號(hào)標(biāo)準(zhǔn)制定的，同時(shí)還參考了美國(guó)電子器件聯(lián)合工程協(xié)會(huì)(JEDEC)及半導(dǎo)體設(shè)備和材料國(guó)際組織(SEMI)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)中國(guó)集成電路技術(shù)和生產(chǎn)情況，已有半導(dǎo)體集成電路的13類(lèi)封裝外形尺寸及膜集成電路和混合集成電路的14類(lèi)封裝外形尺寸列入了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)的需要，將逐步增加新的內(nèi)容和項(xiàng)目，以便不斷地補(bǔ)充和完善。

在產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長(zhǎng)的同時(shí)，IC 設(shè)計(jì)、芯片制造和封裝測(cè)試三業(yè)的格局也正不斷優(yōu)化。2010年，國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)業(yè)同比增速達(dá)到34.8%，規(guī)模達(dá)到363.85億元;芯片制造業(yè)增速也達(dá)到31.1%，規(guī)模達(dá)到447.12億元;封裝測(cè)試業(yè)增速相對(duì)稍緩，同比增幅為26.3%，規(guī)模為629.18億元?？傮w來(lái)看，IC設(shè)計(jì)業(yè)與芯片制造業(yè)所占比重呈逐年上升的趨勢(shì)，2010年已分別達(dá)到25.3%和31%;封裝測(cè)試業(yè)所占比重則相應(yīng)下降，2010年為43.7%，但其所占比重依然是最大的。目前，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)集群已初步形成集聚長(zhǎng)三角、環(huán)渤海和珠三角三大區(qū)域的總體產(chǎn)業(yè)空間格局，2010年三大區(qū)域集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售收入占全國(guó)整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模的近95%。集成電路產(chǎn)業(yè)基本分布在省會(huì)城市和沿海的計(jì)劃單列市，并呈現(xiàn)“一軸一帶”的分布特征，即東起上海、西至成都的沿江發(fā)展軸以及北起大連、南至深圳的沿海產(chǎn)業(yè)帶，形成了北京、上海、深圳、無(wú)錫、蘇州和杭州六大重點(diǎn)城市。去年年初，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》，從財(cái)稅、投融資、研發(fā)、進(jìn)出口、人才、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面給予集成電路產(chǎn)業(yè)諸多優(yōu)惠，政策覆蓋范圍從設(shè)計(jì)企業(yè)與生產(chǎn)企業(yè)延伸至封裝、測(cè)試、設(shè)備、材料等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策環(huán)境進(jìn)一步好轉(zhuǎn)。根據(jù)國(guó)家規(guī)劃，到2015年國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模將在2010年的基礎(chǔ)上再翻一番，銷(xiāo)售收入超過(guò)3000億元，滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)30%的市場(chǎng)需求。芯片設(shè)計(jì)能力大幅提升，開(kāi)發(fā)出一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心芯片，而封裝測(cè)試業(yè)進(jìn)入國(guó)際主流領(lǐng)域?！笆濉逼陂g，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)將步入一個(gè)新的黃金發(fā)展期。國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)在寬帶提速、家電下鄉(xiāng)等宏觀(guān)政策影響下好于全球市場(chǎng)。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2012年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額為2158.5億元，同比增長(zhǎng)11.6%。中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展逐步形成了集成電路設(shè)計(jì)、集成電路制造和集成電路封裝測(cè)試三業(yè)并舉、協(xié)調(diào)發(fā)展的格局。2012年，中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)銷(xiāo)售額占比為28.8%、制造業(yè)銷(xiāo)售額占比為23.2%，封裝測(cè)試業(yè)銷(xiāo)售額占比為48.0%。報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2012年國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)量為823.1億塊，同比增長(zhǎng)14.4%。2012年中國(guó)集成電路產(chǎn)品進(jìn)口金額為1920.6億美元，同比增長(zhǎng)12.8%;2012年中國(guó)集成電路產(chǎn)品出口金額為534.3億美元，同比增長(zhǎng)64.1%。