黄文迎:huangwy@tsinghuaeducn

人类的第四次工业革命─—信息技术革命正在以一种惊奇的速度改变着我们的生产和生活方式，加速了世界的物流、人流和信息流。从个人的小电子产品到国家的防空体系，无不体现着电子产品性能的日益强大与成熟。作为芯片、显示器和电池三大信息技术革命中关键硬件之一的集成电路（IC）制造更是整个技术领域核心。电子产业已成为国民经济发展的关键，IC设计、制造和封装测试是电子产业发展的三大支柱，而材料则是整个产业的基础。随着世界IC芯片向高集成化、布线细微化、芯片大型化、薄型化方向发展，封装技术与封装材料密不可分地在相互推进，走向高端，不断地追逐IC轻、薄、短、小的目标。

电子封装形式从最早的TO、SIP、DIP发展到SOP、QFP、BGA，以及如今的CSP、MCM、SIP等先进封装技术，它需要将互连、动力、冷却和器件钝化保护等技术组合成一个复杂却微小的整体。先进封装材料中的基础原料的性能研究不断深入，一批高性能的环氧树脂、环氧固化剂、聚酰亚胺、有机硅树脂，以及球形石英粉填料等为实现封装材料的高导热、高流动、高耐热和低应力性能提供了强有力的支撑；同时也为开发更先进的封装技术提供了可能。

1. 电子封装技术的发展

1．1 电子封装技术

在半导体制造工程中，狭义的电子封装是指半导体制造工艺的后工程（即“后道”）中的工序，广义的封装是包括了后工程和后续的电子组装[1]。而如今的先进封装则难以区分前、后道和组装的界限。电子封装不但直接影响着电路本身的电性能、机械性能、光性能和热性能，还在很大程度上决定着电子整机系统的小型化、多功能化、可靠性和成本。电子封装有如下四大功能： （1）提供芯片的信号输入和输出通路；

（2）提供散热通路，散逸半导体芯片产生的热量； （3）接通半导体芯片的电流通路； （4）提供芯片的机械支撑和环境保护[2]。

电子封装技术的发展主要划分为三个阶段。第一阶段，在20世纪70年代前，以插装型封装为主。包括最初的金属圆形(TO型)封装，后来的单列直插封装（SIP）和双列直插封装(DIP)。尤其是塑料双列直插封装（PDIP），由于其性能优良、成本低廉又适合批量生产而成为主流产品。第二阶段，在20世纪80年代，以表面安装类型的四边引线封装为主。一批适应表面安装技术的封装形式，如塑料有引线芯片载体(PLCC)、塑料四边引线扁平封装(PQFP)、塑料小外形封装(PSOP)等封装形式应运而生，并得到迅速发展。它们具有封装密度高、引线节距小、成本低并适于表面安装等优点。第三阶段，在20世纪90年代，以面阵列封装形式为主。该时期IC发展到了超大规模阶段，对芯片封装提出更高密度、更高速度的要求。因此封装形式从四边引线型向平面阵列型发展，球焊阵列封装(BGA)被发明出来，并很快成为主流产品。后来又开发出了封装体积更小的芯片尺寸封装（CSP）。此外，出于多功能和小尺寸的需要，多芯片组装(MCM)、三维立体（3D）封装和系统封装(SIP)等先进封装技术也迅速发展起来。

在先进的封装形式中， BGA是用焊球代替引线，引出路径短，减少了引脚延迟、电阻、电容和电感，封装密度更高，焊球引出形式适用于表面安装、多芯片组件和系统封装。CSP和BGA是同一时代的产物，是整机小型化、便携化的结果。一般地，芯片封装面积小于或等于芯片面积120％的封装称为CSP。圆片级