1.4 芯片封裝的功能作用

芯片封裝是將半導(dǎo)體前段制程加工完成的晶圓經(jīng)過(guò)切割、粘貼、鍵合加工后，再用塑封材料包覆，達(dá)到保護(hù)芯片組件并用于線路板（Printed Circuit Board, PCB）的組裝裝配過(guò)程（見(jiàn)圖1-12）。芯片封裝顆粒主要是提供一個(gè)引線鍵合的接口，通過(guò)金屬引腳、球形接點(diǎn)等技術(shù)連接到芯片系統(tǒng)，并保護(hù)芯片免于外部環(huán)境包括外力、水、雜質(zhì)或化學(xué)物等的破壞和腐蝕。

芯片封裝的目的在于確保芯片經(jīng)過(guò)封裝之后具有較強(qiáng)的機(jī)械性能、良好的電氣性能和散熱性能。一個(gè)完整科學(xué)的芯片封裝工藝過(guò)程，首先應(yīng)當(dāng)滿足實(shí)現(xiàn)集成電路芯片內(nèi)鍵合點(diǎn)和外部電氣連接的目的，其次還應(yīng)為芯片提供一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的工作環(huán)境，不僅對(duì)芯片起到機(jī)械和環(huán)境保護(hù)的作用，而且還要保證芯片正常工作的高穩(wěn)定性和可靠性。

芯片封裝的主要功能作用可概括為以下幾點(diǎn)：

（1）傳遞電能。

所有電子產(chǎn)品都以電為能源，電能的傳遞包括電源電壓的分配和導(dǎo)通，在封裝過(guò)程中對(duì)于電能傳遞的主要考量是將不同部位的器件和模塊所需的不同大小的電壓進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆峙洌员苊獠槐匾碾姄p耗，同時(shí)兼顧考慮地線分配問(wèn)題。電能的傳送必須經(jīng)過(guò)線路的連接才能實(shí)現(xiàn)，這是芯片封裝的主要功能作用。（見(jiàn)圖1-13）

（2）傳遞電信號(hào)。

集成電路產(chǎn)生的電信號(hào)或外部輸入的電信號(hào)，需通過(guò)封裝將不同層之間的線路傳遞到正確的位置，這些線路不僅要保證電信號(hào)的延遲盡可能小，而且還要保證傳遞的路徑達(dá)到最短。因此在經(jīng)過(guò)芯片封裝使各線路連接后，各電子組件間的電信號(hào)傳遞既有效也高效。（見(jiàn)圖1-14）

（3）散熱。

集成電路的各元器件、部件、模塊在長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。芯片封裝就是利用封裝材料良好的導(dǎo)熱性能將電路間產(chǎn)生的熱量有效地散失，使芯片在合適的工作溫度下正常工作并達(dá)到各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求，不致因工作環(huán)境溫度積累過(guò)高而造成電路的毀損。（見(jiàn)圖1-15）

（4）電路保護(hù)。

有效的電路保護(hù)不僅需要為芯片和其他連接部件之間提供可靠的機(jī)械支撐，而且還要確保精細(xì)的集成電路不受外界物質(zhì)的污染。芯片封裝為集成電路的穩(wěn)定性和可靠性提供了良好的結(jié)構(gòu)性保護(hù)和支持。（見(jiàn)圖1-16）

（5）系統(tǒng)集成。

多個(gè)芯片可以通過(guò)封裝工藝集成整合為一，科學(xué)的封裝工藝不僅減少了電路之間連接的焊點(diǎn)數(shù)量，而且可以顯著減小封裝體積和重量，同時(shí)縮短組件之間的連接線路，整體提高了集成電路的電性能。（見(jiàn)圖1-17）