中國集成電路封裝產(chǎn)業(yè)深度解析

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)時代到來，下游電子產(chǎn)品對芯片的體積要求更加苛刻，同時要求芯片的功耗越來越低， 這些都對集成電路封裝技術(shù)提出了更高的要求，先進的封裝技術(shù)能夠節(jié)約 PCB 板上空間并降低集成電路功耗，將在下游電子產(chǎn)品需求驅(qū)動下快速發(fā)展。 中國優(yōu)秀的封裝企業(yè)在 BGA、 WLCSP、 Bumping、FC、 TSV、 SiP 等先進封裝領(lǐng)域布局完善，緊跟市場對封裝行業(yè)的需求，有能力承接全球集成電路產(chǎn)業(yè)的訂單轉(zhuǎn)移。

　　產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，中國集成電路前景看好

　　集成電路是現(xiàn)代電子計算機技術(shù)的基石，自從 1946 年全球第一臺電子管計算機誕生以來，電子計算技術(shù)革命性的改變了人類信息處理的方式。分立器件組成的電子運算系統(tǒng)體積龐大，適用范圍有限，集成電路是一種微型電子器件，將一個電路中的晶體管、電阻、電容等器件制作在一個晶片上，使得體積小型化，其發(fā)展深刻的影響了人類社會的發(fā)展進程。

　　半導(dǎo)體一般包括集成電路、 分立元器件、傳感器、光電子等范疇，其中集成電路是半導(dǎo)體行業(yè)的核心， 占據(jù)了半導(dǎo)體銷量的超過 80%。 全球集成電路行業(yè)呈現(xiàn)周期性和成長性雙重特點， 一方面，集成電路行業(yè)受到宏觀經(jīng)濟的影響，另一方面受到下游電子產(chǎn)品創(chuàng)新周期的影響，因此總體上呈現(xiàn)螺旋式上升的趨勢。根據(jù)全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織數(shù)據(jù)， 2015 年全球集成電路市場容量達(dá)到2850 億美元，對應(yīng)從 2004 年到 2015 年的復(fù)合增長率為 4.36%。

　　全球集成電路市場容量( 百萬美元)

　　近年來，由于亞太特別是中國地區(qū)消費電子市場的崛起，以及人工成本方面的優(yōu)勢，使得近 5 年來集成電路產(chǎn)業(yè)重心持續(xù)向中國轉(zhuǎn)移。 根據(jù)美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，亞太地區(qū)(不含日本)半導(dǎo)體銷售額從 2009 年 1 月的全球占比 47.52%提升到 2015 年 5 月的 60.85%。可以看到近年來亞太區(qū)域半導(dǎo)體持續(xù)呈現(xiàn)供銷兩旺的局面，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)明顯的向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢。

　　半導(dǎo)體銷售額亞太區(qū)占比

　　根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示， 2014 年我國集成電路行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到 3015.4 億元人民幣。受益于中國下游消費電子等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展， 中國市場過去 10 年集成電路規(guī)模實現(xiàn)了 18.65%的復(fù)合年化增長率。 其中封裝行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到 1255.9 億元人民幣，占集成電路市場規(guī)模的 41.65%。 2015 年集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入達(dá)到 3500 億元，年增長率達(dá)到 18%，繼續(xù)保持高速成長。

　　中國集成電路市場規(guī)模(億元)

　　全球視角來看，半導(dǎo)體行業(yè)景氣程度取決于下游需求。過去 10 余年間，臺式電腦、便攜式電腦、智能手機驅(qū)動了半導(dǎo)體行業(yè)的長周期成長。站在當(dāng)前時間節(jié)點看，全球智能手機增速放緩，根據(jù) IDC 統(tǒng)計， 2014 年全球手機市場規(guī)模大約在 18.9 億，智能手機銷售 12.8 億，滲透率 70%。

　　2015 年全球智能終端銷量預(yù)計仍有同比 20%的增長，但考慮到終端總規(guī)模，預(yù)計智能終端替代已接近尾聲，未來終端市場更多的可能出現(xiàn)周期性。展望未來，物聯(lián)網(wǎng)是支撐半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的新引擎。

　　2005 年 11 月國際電信聯(lián)盟( ITU)發(fā)布了報告正式提出了物聯(lián)網(wǎng)( IoT)概念，引起了世界各國的廣泛關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)是指世界上所有的物體都可以通過網(wǎng)絡(luò)主動進行信息交換，實現(xiàn)任何時間、任何地點、任何物體之間的互聯(lián)。在萬物互聯(lián)時代，信息鏈接不再局限于人與人( H2H)之間的鏈接，人與物( H2T)的互聯(lián)，物與物( T2T)的互聯(lián)將成為未來的發(fā)展方向，物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。

　　隨著 IC 集成電路成本降低，嵌入式系統(tǒng)在飛機、汽車、家電、工業(yè)裝置、醫(yī)療器械、監(jiān)控裝置和日用物品等廣泛的物理設(shè)備中可以得到應(yīng)用，這些物理聯(lián)網(wǎng)設(shè)備系統(tǒng)( cyber physical system)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施和表現(xiàn)形式。基于人人、人物、物物連接能力構(gòu)建萬物互聯(lián)，需要無源、有源、互聯(lián)網(wǎng)三類物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點。無源結(jié)點是具有電子標(biāo)簽的物品，這是物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)量最多的結(jié)點 。

　　無源結(jié)點一般不帶電源 ，可以具有移動性 ，具有被感知能力和少量的數(shù)據(jù)存儲能力 ，不具備計算和聯(lián)網(wǎng)能力，提供被動的連接能力。有源結(jié)點是具備感知、聯(lián)網(wǎng)和控制能力的嵌入式系統(tǒng)，這是物聯(lián)網(wǎng)的核心結(jié)點。 這類設(shè)備是當(dāng)前快速發(fā)展的領(lǐng)域，例如帶有聯(lián)網(wǎng)功能和數(shù)據(jù)收集功能的智能手環(huán)、具有遠(yuǎn)程操控功能的家用空調(diào)等。

　　互聯(lián)網(wǎng)結(jié)點具備聯(lián)網(wǎng)和控制能力的計算系統(tǒng) ，可以認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)的計算中心。作為一個中心節(jié)點，互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點需要有不間斷的電源，高運行可靠性，起到網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、控制、信息存儲、大型計算等作用。

　　物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點類型

　　而物聯(lián)網(wǎng)帶來了封裝產(chǎn)業(yè)的改變，并給中國帶來了新的機遇。

　　封裝產(chǎn)業(yè)首先突圍

　　前面提到，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和技術(shù)轉(zhuǎn)移，中國封裝企業(yè)有了新的機遇，而其實目前我國封裝企業(yè)已經(jīng)具備一定的國際競爭力，在國際前 20 的封裝企業(yè)中，我國擁有 3 席。封裝行業(yè)集中度比較高，前 5 名占有 50%以上的市場份額，隨著長電科技收購星科金朋，前 5 名的集中度將進一步提高。

　　2015 年全球封測市場主要廠商營收及份額

　　以 2015 年營收計并購后三巨頭市場份額

　　在集成電路產(chǎn)業(yè)中，封裝產(chǎn)業(yè)相比晶元制造的資本開支要求低很多，根據(jù)萬得數(shù)據(jù)， 2015 年全球半導(dǎo)體設(shè)備開支達(dá)到 410 億美元，其中晶元制造業(yè)開支337 億，占比 82%，封裝測試業(yè)開支 72 億，占比 18%。封裝測試由于對于資本開支需求相對較小，更易于率先發(fā)展。

　　實際上，我們可以看到過去 10 年中國封測領(lǐng)域占據(jù)集成電路超過 40%的市場，而從全世界的視角看，集成電路產(chǎn)業(yè)價值鏈中，芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試的占比大約為 3∶4∶3，這種先發(fā)優(yōu)勢決定了集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的國產(chǎn)替代必然從封裝領(lǐng)域開始， 從大陸產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢來看，封裝離下游模組更近， 同樣有利于優(yōu)先替代。 從而未來將以芯片設(shè)計和封裝的產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢帶動重資產(chǎn)的芯片制造追趕國際先進水平。

　　另一方面，對于設(shè)計公司，轉(zhuǎn)換晶元制造的 foundry 需要重制掩膜板、試產(chǎn)及調(diào)整良率等諸多工程， 不同晶圓廠的設(shè)計庫也不盡相同， 一般需要客戶和晶元廠深度合作，也需要比較長的轉(zhuǎn)產(chǎn)周期。而封裝廠轉(zhuǎn)產(chǎn)相對簡單，不需要客戶進行大量工作，更容易發(fā)揮大陸產(chǎn)業(yè)鏈的成本優(yōu)勢。《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》中明確了 2020 年封裝測試技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平， 2030 年成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國際先進水平。封裝引領(lǐng)率先突圍的路線圖非常清晰。

　　集成電路資本設(shè)備開支( 百萬美元)

　　因此我們認(rèn)為，封裝行業(yè)未來成長有三大邏輯支撐， 第一是萬物互聯(lián)時代對集成電路巨大的需求; 第二是中國電子下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)集群建立所引發(fā)的封裝行業(yè)國產(chǎn)化替代趨勢;第三是中國政府在產(chǎn)業(yè)升級過程中， 給予集成電路產(chǎn)業(yè)的巨大支持。 這三點決定了未來中國封裝行業(yè)可以相對較少的受到周期性影響，保持長周期景氣。

　　受國家集成電路產(chǎn)業(yè)扶持政策拉動，至 2020 年，國內(nèi) IC 產(chǎn)業(yè)將保持 CAGR 20% 增長率。同時，本土 IC 封測企業(yè)全球并購活動加強，不僅帶來大量先進封測技術(shù)與知識產(chǎn) 權(quán)，也使得國際客戶逐漸轉(zhuǎn)向大陸。外加近年國際 IC 封裝巨頭安靠等在大陸的大量投資， 我國 IC 先進封裝產(chǎn)業(yè)預(yù)計將以 CAGR 不低于 18%增速保持增長，預(yù)計由 2016 年產(chǎn)量 41.5 億片增至 2018 年 57 億片。2020 年，國內(nèi)先進封裝行業(yè)規(guī)模將達(dá)到 46 億美元 。

　　因此發(fā)展國內(nèi)封裝產(chǎn)業(yè)勢在必行。

　　先進封裝技術(shù)制程企業(yè)全球競爭力

　　隨著消費電子的發(fā)展， 手機、 PAD、 筆記本越來越強調(diào)小型化， 正在興起的可穿戴設(shè)備對體積要求更加苛刻。另一方面， 物聯(lián)網(wǎng)時代對芯片功耗要求更低， 這些都對集成電路封裝技術(shù)提出了更高的要求， 先進的封裝技術(shù)能夠節(jié)約PCB 板上空間并降低集成電路功耗， 將在消費電子和物聯(lián)網(wǎng)的兩方面驅(qū)動下，快速發(fā)展。 中國企業(yè)在先進封裝領(lǐng)域的布局能夠有效支撐企業(yè)承接全球集成電路重心轉(zhuǎn)移趨勢， 幫助企業(yè)長期成長。 下文我們梳理了核心的先進封裝技術(shù)。

　　首先我們要了解一下封裝技術(shù)的流程。

　　集成電路的制造流程包括芯片設(shè)計、晶元制造、封裝測試三個環(huán)節(jié)。在產(chǎn)業(yè)鏈上，封裝位于晶元制造的下游環(huán)節(jié)，處于模組制造的上游環(huán)節(jié)。封裝可以認(rèn)為是集成電路生產(chǎn)過程的最后一道工序，是指將芯片( Die)在不同類型的框架或者基板上布局、粘合固定連接，引出接線端子并通過塑封料( EMC)固定形成不同外形的封裝體的一種工藝。

　　封裝在集成電路制造產(chǎn)業(yè)鏈中的位置

　　封裝主要有四方面的作用

　　第一， 是起到保護芯片的作用，通過晶圓制造廠制造的裸晶非常脆弱，需要在無塵室的環(huán)境下生產(chǎn)，對溫度濕度灰塵密度以及靜電都有嚴(yán)格的要求，才能保證芯片不會失效。但是芯片的使用環(huán)境遠(yuǎn)為復(fù)雜，因此需要封裝來保護芯片。

　　第二， 封裝能夠?qū)π酒鸬街巫饔?，使得器件整體強度提高不易損壞。

　　第三， 封裝工藝負(fù)責(zé)將芯片電路和外部引腳連通。

　　第四， 封裝為芯片工作提高可靠性環(huán)境，保障芯片使用壽命。

　　封裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　封裝可以按照使用的封裝材料進行分類，分為金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝，其中商用 95%以上的產(chǎn)品都是用塑料封裝。從和 PCB 板焊接關(guān)系上講，封裝又可以分為 PTH(通孔式)封裝和 SMT(表面貼裝式)封裝，目前絕大多數(shù)產(chǎn)品使用表面貼裝封裝。從封裝的類型上又可以分為 DIP、 SOT 、 QFN 、LCC、 TSSOP、 QFP、 BGA 等封裝技術(shù)，不同封裝類型的根本差別在于引腳數(shù)。量的多少以及封裝效率的高低。

　　一個芯片的封裝，一般要經(jīng)過多道工序，首先需要將晶圓廠出廠的晶元( wafer)正面電路區(qū)域貼膠帶保護，進行背面研磨，一般需要減薄到 200-350uM;然后將晶元切割成一片片獨立的芯片( Die)，并進行粉塵清洗工作;

　　第三步裝片( die bonding)是將芯片利用銀漿等粘結(jié)，裝配到框架上;然后進行鍵合( wire bonding)工作，利用金絲將芯片的點擊與框架的引腳連接起來;再用專用模具，在一定壓力和溫度的條件下用塑封樹脂把鍵合后的半成品封裝保護起來，并在成品上打印上標(biāo)記;

　　最后經(jīng)過成品測試剔除不良品得到出廠成品。隨著封裝技術(shù)的進步，封裝的工藝流程也出現(xiàn)了一些變化，采用不同工藝的產(chǎn)品在具體的封裝流程上也會有所不同。

　　封裝的流程

　　封裝技術(shù)的演進方向

　　隨著集成電路的復(fù)雜化，單位體積信息的提高和單位時間處理速度的越來越高，隨之而來的是封裝產(chǎn)品引腳數(shù)的提高。另一方面電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展趨勢十分明確，這種市場需求對電路封裝技術(shù)提出了相應(yīng)的要求，不再滿足于封裝原有的保護、支撐、連通等功能，而是越發(fā)強調(diào)封裝產(chǎn)品在單位體積或者面積內(nèi)可以承載的芯片大小以及數(shù)量。

　　一般而言，衡量一個芯片封裝技術(shù)先進與否的重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比，這個比值越接近 1 越好。我們可以看到， iPhone6 中采用了刀把板式的電路設(shè)計，最大程度的壓縮 PCB 板大小，板上空間十分緊張，同時蘋果采用了 3D 封裝中的 POP 封裝將 DRAM 和A8 處理器封裝在一起，由圖可見，如果 DRAM 單獨封裝，將很大程度上影響PCB 板設(shè)計。

　　因此，電子產(chǎn)品小型化屬于下游強需求，必將驅(qū)動先進封裝技術(shù)的快速發(fā)展，擁有先進封裝技術(shù)的公司也將占有市場優(yōu)勢。

　　iPhone6 電路板

　　半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了分立器件、通孔插裝、表面貼裝、 BGA 封裝幾個發(fā)展階段，未來將向更高封裝效率的 3D 封裝等技術(shù)演進?！秶壹呻娐樊a(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》中明確提出了封裝領(lǐng)域發(fā)展方向包括了芯片級封裝( CSP)、圓片級封裝( WLP)、硅通孔( TSV)、三維封裝等先進封裝和測試技術(shù)的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。先進封裝必將代表產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

　　封裝技術(shù)概覽

　　下面我們來了解一下幾種先進封裝技術(shù)：

　　下游掌握 WLCSP-TSV 封測技術(shù)的廠商

　　(1) WLCSP 封裝

　　CSP( Scale Packaging Technology)封裝是一種比 BGA 封裝效率更高的封裝形式，日本電子工業(yè)協(xié)會對 CSP 規(guī)定是芯片面積與封裝尺寸面積之比大于80%。

　　因此 CSP 的封裝效率可達(dá) 1:1.14。比起 BGA 封裝，其管腳中心距更小，BGA 一般在 1.0 mm 到 1.27 mm，而 CSP 一般小于 0.8 mm。引腳數(shù)相同的封裝，CSP 可以做到 BGA 封裝的三分之一大小。

　　CSP 封裝不但體積小，同時也更薄，其金屬基板到散熱體的最有效散熱路徑僅有 0.2mm，大大提高了芯片在長時間運行后的可靠性，線路阻抗顯著減小，芯片速度也隨之得到大幅度的提高。

　　CSP封裝的電氣性能和可靠性也比 BGA、 TSOP 有相當(dāng)大的提高。晶元級封裝( Wafer-Level Chip Scale Packaging Technology)是 CSP 的一種實現(xiàn)方式，指不同于傳統(tǒng)的晶片先切割再封測的制造流程，而是在晶元制造后直接在晶元上進行封裝和測試，最后再劃線分割，因此封裝后體積與 IC 裸芯片尺寸幾乎相同，而傳統(tǒng)的封裝方式封裝后比裸晶尺寸增加 20% 。

　　WLCSP 封裝

　　晶元級封裝除了封裝尺寸小外，其信息傳輸路徑變短， IC 到 PCB 間的電感很小，提高了穩(wěn)定性。由于晶圓級封裝不需要傳統(tǒng)密封的塑膠或陶瓷封裝，因此在 IC 運算時熱量能夠有效散出，有助于解決小型電子產(chǎn)品發(fā)熱量過高的問題。

　　封裝流程比較

　　(2)3D 封裝技術(shù)

　　3D 封裝技術(shù)是指在不改變封裝體尺寸的前提下，在同一個封裝體內(nèi)于垂直方向疊放兩個以上芯片的封裝技術(shù)，它起源于快閃存儲器(NOR/NAND)及SDRAM 的疊層封裝。目前常用的 3D 封裝包括了 POP、 TSV 等形式。

　　PoP 是 Package on Package 的縮寫，為封裝體疊層技術(shù)。在邏輯電路和存儲器集成領(lǐng)域，封裝體疊層( PoP)已經(jīng)成為業(yè)界的首選，主要用于制造高端便攜式設(shè)備和智能手機使用的先進移動通訊平臺。

　　與此同時， PoP 技術(shù)也在移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、便攜式媒體播放器等領(lǐng)域找到了應(yīng)用。這些應(yīng)用帶來了對 PoP 技術(shù)的巨大需求，而 PoP 也支持了便攜式設(shè)備對復(fù)雜性和功能性的需求。像應(yīng)用處理器或基帶/應(yīng)用存儲器組合這樣的核心部件，其主要的生產(chǎn)企業(yè)都已經(jīng)或計劃使用 PoP 解決方案。例如上文提到的蘋果 iPhone6 就采用了 POP 封裝。

　　未來 3D 封裝的演進方向是硅通孔( TSV)技術(shù)，是通過在晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實現(xiàn)芯片之間互連的技術(shù)。與以往的 IC 封裝鍵合和使用凸點的倒裝技術(shù)不同， TSV 能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大，外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能。芯片堆疊是各種不同類型的電路互相混合的最佳手段，例如將存儲器直接堆疊在邏輯器件上方。

　　由于 TSV 工藝的內(nèi)連接長度是幾種工藝中最短的，可以減小信號傳輸過程中的寄生損失和縮短時間延遲。同時節(jié)能也是 TSV 的特色之一，據(jù)測試 TSV 最多可將硅鍺芯片的功耗降低大約 40%。

　　TSV 與傳統(tǒng)工藝對比

　　(3)SiP封裝

　　SiP( system in package)封裝是未來發(fā)展趨勢，其指的是針對超過一種以上之不同功能的主動電子組件，可以選擇性地與被動組件，或者其它組件封裝在一起，進而提供多重功能。

　　從概念上講， SiP 封裝并不特指一種封裝技術(shù)，而是一種封裝形式，它和 SOC 在設(shè)計初衷上有著共同的出發(fā)點：在有限空間上整合多項集成電路功能。

　　SOC 即系統(tǒng)級芯片，在一個芯片上集成數(shù)字電路、模擬電路、 RF、存儲器和接口電路等多種電路，以實現(xiàn)圖像處理、語音處理、通訊功能和數(shù)據(jù)處理等多種功能，是從設(shè)計角度進行這項工作。

　　然而 SOC 面臨芯片設(shè)計研發(fā)周期過長，不同制程整合不易的問題。而 SiP 系統(tǒng)級封裝從封裝角度同樣能夠?qū)崿F(xiàn)在一個封裝體中集成多項集成電路功能。

　　SiP 可采用市售的商用電子元器件，降低產(chǎn)品制造成本;其開發(fā)到上市的周期短，風(fēng)險小;可采用混合設(shè)計技術(shù)，為客戶帶來靈活性，因此 SiP 被認(rèn)為是繼 DIP、 SMT、 BGA 后的第 4 次封裝革命。因此我們認(rèn)為 SiP 技術(shù)將是未來一段時間封裝廠商重點投入的技術(shù)領(lǐng)域。 SiP 技術(shù)內(nèi)涵比較豐富， MCM、 POP、PIP、 TSV 技術(shù)都被用于 SiP 封裝。

　　SiP 封裝分類

　　SiP 封裝強調(diào)目的，并不要求一定形態(tài)，就芯片排列方式而言，其可以是平面 2D 式的多芯片模組，也可以是 3D 式的封裝;鍵合既可以使用金屬線鍵合，也可以使用倒裝芯片方式安裝。其中倒裝芯片、 3D 封裝都是 SiP 封裝的重要技術(shù)。

　　SiP 封裝顯微圖

　　(4)倒裝技術(shù)

　　倒裝芯片焊接( Flip-chip Bonding)技術(shù)是一種新型封裝技術(shù)，是整個封裝過程中的一個流程， 不同于傳統(tǒng)封裝需要金屬引線鍵合步驟，它將工作面(有源區(qū)面)上采用凸點電極工藝( Bumping)與基板布線層直接鍵合。在封裝的過程中，晶片 ( IC )會被翻轉(zhuǎn)過來，以面朝下方式讓晶片上面的接合點 ( Pad ) 透過金屬導(dǎo)體與基板的接合點相互連接的封裝技術(shù)。

　　倒裝技術(shù)

　　與傳統(tǒng)的引線鍵合技術(shù)( Wire Bonding)相比，倒裝芯片焊接技術(shù)鍵合焊區(qū)的凸點電極不僅僅沿芯片四周邊緣分布，而是可以通過再布線實現(xiàn)面陣分布。

　　因而倒裝芯片焊接技術(shù)密度更高，使用倒裝焊技術(shù)能增加單位面積內(nèi)的 I/O 數(shù)量;縮小晶片封裝后的尺寸，是 BGA、 CSP 等封裝中經(jīng)常采用的技術(shù)。

　　同時倒裝由于沒有金屬引線鍵合，降低了晶片與基板間的信號傳輸距離，信號完整性、頻率特性更好;另一方面，倒裝凸點等制備基本以圓片、芯片為單位，較單根引線為單位的引線鍵合互連來講，生產(chǎn)效率高，降低了批量封裝的成本。

　　金屬引線鍵合工藝流程

　　倒裝芯片焊接的關(guān)鍵技術(shù)包括凸點制作和倒裝焊接兩個步驟。凸點制作工藝關(guān)鍵是要保證凸點的一致性。特別是隨著芯片引腳數(shù)的增多以及對芯片尺寸要求的提高，凸點尺寸及其間距越來越小，制作凸點時又不能損傷脆弱的芯片。

　　倒裝焊接現(xiàn)在應(yīng)用較多的有熱壓焊和超聲焊。熱壓焊接工藝要求在把芯片貼放到基板上時，同時加壓加熱。該方法的優(yōu)點是工藝簡單，工藝溫度低，無需使用焊劑，可以實現(xiàn)細(xì)間距連接;缺點是熱壓壓力較大，僅適用于剛性基底(如氧化鋁或硅)，基板必須保證高的平整度，熱壓頭也要有高的平行對準(zhǔn)精度。

　　為避免半導(dǎo)體材料受到不必要的損害，設(shè)備施加壓力要有精確的梯度控制能力。超聲熱壓焊連接是將超聲波應(yīng)用在熱壓連接中，使焊接過程更加快速。超聲波的引入使連接材料迅速軟化，易于實現(xiàn)塑性變形。熱超聲的優(yōu)點是可以降低連接溫度，縮短加工處理的時間。缺點是可能在硅片上形成小的凹坑，主要是由于超聲震動過強造成的。該方法主要適用于金凸點、鍍金焊盤的組合。

　　倒裝 BUMP 工藝流程

　　總結(jié)：

　　對于正在快速發(fā)展的中國集成電路產(chǎn)業(yè)來說，封裝企業(yè)是最后的一道屏障，如果沒有封裝的保證，所謂的自主可控也是鏡花水月，期待中國封裝產(chǎn)業(yè)能如愿走到全球領(lǐng)先位置。