电子封装发展路线图在线视频

那下边

讲电子封装的发展的路线图

我们说电子封装的发展

电子封装它是承上启下的

为什么说它是承上启下

电子封装一方面要满足

芯片的要求

因为芯片本身按照摩尔定律

几十年来按摩尔定律发展

摩尔定律怎么讲的

三年翻两番

什么叫三年翻两番

对存储器来讲

单位面积上的存储密度

三年翻两番

如果按三极管来讲

单位面积芯片上的

三极管的数目

每三年翻两番

我讲过

摩尔定律本身

它是个产业化的定律

实际上摩尔定律

它反映了世界上

那些主要的半导体厂家

比方说前十名前十几名

主要的半导体厂家

它的技术的进展的情况

我经常在

有时候在外边做报告

讲这个道理

摩尔定律

它是个产业化的定律

整个的产业的进展情况

一般中小型企业

看着人家摩尔定律

只能兴叹而已

介入不到里边去

它为什么说

因为世界上比方说全世界

有十大芯片厂家

那么他们技术水平旗鼓相当

那么今年一预算

有一个公司

有一个公司它是黑字了

它赚了很多钱

那它就想往前走这一步

走这一步比方说

前几年

从130纳米走到90纳米

它走这一步

正好从设计到买设备

到调试到加工出来

到生产出来产品

大概是什么

大概是三年的时间

这三年的时间它的特征线宽

走了多少

就走了刚才讲了

从90纳米走到60纳米

那么它的正好是什么

翻两番的程度

当它走了这一步

其他的厂家大型厂家

跟着它走

也跟它赶齐了

大家伙又赶齐了

赶齐了以后

这些厂家今年又做决算

一做决算发现这个公司

又是黑字了

它非常好

那么它就在前边再走一步

走一步从调试

在设备买设备

设计调试出来正好又走了一步

所以

它摩尔定律

它是世界上主要的芯片厂家

它所控制着

但是很自然我就问同学们一个问题

那为什么集成度会越来越高

三年翻两番

它为什么集成度越来越高

它为什么

这个问题

实际上这个问题用一个字

就可以它说清楚

为了钱

为什么叫为了钱

因为随着集成度的提高

每个存储单元

每一个逻辑器件的三极管

它的价钱是降低的

注意每一个是降低的

它小了 它集成度高了

尽管制造难度大了

但是由于集成度高了

反映到每一个存储单元上

每一个三极管上

它的价钱是低了

那么它价钱低了

它跟别的厂家比较起来

它就有钱可赚

因此摩尔定律这么多年

恐怕以后还是这么多年

因为摩尔他自己跳出来说了

我不是物理学定律

我是个产业化定律

那产业化定律是什么

人家不是物理学定律

是怎么个意思

我到底三年翻两番

或者四年翻两番

五年翻两番

无所谓

因为它不是个物理学定律

它反映这么个情况

那我反过来

我说电子封装它是个承上启下的

什么叫承上启下

对芯片 要满足

一方面要满足芯片的要求

因为芯片本身按摩尔定律

三年翻两番

它的密度越来越高

引脚数越来越多

你的封装必须得什么

跟着它来走

这是满足芯片的要求

另一方面它要满足整机的要求

整机要求什么

轻薄短小 高品 多功能

轻薄短小 高品 多功能 系统化

那么封装本身

也得跟着

整机要求小了

如果封装满足不了

那么小的体积

轻 薄 短 小

人家那个整机厂家不买你的

不买你的卖不出东西去

那也不行了

所以电子封装

一方面要满足芯片这方面的要求

另一方面要满足整机

这方面的要求

因此应该讲

对于电子封装整个的产业

压力还是很大的

当然了那么现在

电子封装往往是

跟芯片厂家

它是组成一个整体

我们跟它前工序后工序

那么我们看电子封装

它发展路线图

首先我们就看看它印制电路板

印制电路板实际上在某种意义上

它反映了整个的

电子封装技术的发展

我们看看印制电路板的发展趋势

我们看它我说的是发展趋势

实际上它代表它的

整个的发展过程

从发展历史

从50年代 60年代 70年代

一直到现在

新世纪

到2020年

都有发展趋势

注意印制电路板

它在发展过程当中

可以说它经过了六代

经过了六代 哪六代

第一代是

第一代第二代都是

单面印制电路板

第三代就到了双面印制电路板

注意我们在念大学的时候

那印制电路板都是我们自己做的

我们到市场上买上覆铜合板

来了以后

往表面上刷上沥青

刷上沥青以后

想办法把沥青抠掉

然后再拿酸腐蚀

腐蚀出来的线条很宽

那也是个印制电路板

然后打通孔

打完了通孔

把三极管二极管插到里边去

自己拿焊烙铁焊锡焊出来

做一个超外差收音机

那时候还挺自豪的

自己做 都是自己动手做

那么当时情况是什么

是第一代第二代

它是单面的

单面板 打通孔

打完了通孔以后

也不金属化

就把那个元器件插到里边来

插到里边来

底下拿焊锡一焊

手工焊一焊上

这是最早期的

单面的印制电路板

到第三代

就变成了双面的印制电路板

注意双面印制电路板

它一个特点是什么

由于它双面的

就需要通孔金属化

就把双面的这一层

这一面的铜箔

它的图形跟底下这一面的图形

怎么样

给它说上话

得说上话了

那么说上话以后

就可以实现高密度了

只能是针脚插入

就实现高密度

到第四代

到1995年开始

就实行了多层印制电路板

当然双面板和多层板

都是玻璃纤维布增强的

这种多层板

注意它是多层板

多层板是什么意思

就是导体图形

按照层数

不是双面 就是俩

就是双面的

里边 双面就是两层的了

中间加了一层

两层三层四层等等加了

这就是说1995年

开始了以后

有全层的过孔的

有带通孔的

那么当时主要是带通孔的

我们讲过带通孔的

到第四代就是通孔全层的

同时在上世纪末就出现了

全层IVH积层式的印制电路板

注意全层的IVH

比方说我们全面讲的那个

ALIVN B2it都是这种

叫做积层式的印制电路板

那么第五代

到2005年开始

就是有封装技术相融合

实现高功能化的元器件内藏

结构系统内藏的这种到第五代

把元器件封到里边去

有源器件无源器件封到这里边去

到第六代

就是到现在了

就是说数微米尺度的

高精细化的图形的形成

要实现高速化大容量化

实现的高光通性

电和光耦合的

通性的基板

那当然那就是更进一步的了

从形式上讲

我再重复一遍 单面的双面的

多层的 积层式的

元器件先入的

全层IVH型的

然后

电光复合的多层式基板

那么这是从形式上

从参数上来讲

下边给的很清楚

模板的规格L比S

注意L是什么

是间距 线间距

S就是线宽

我们另外还经常讲一个

pitch 叫做截距

截距是什么

是二分之一的间距

截距是什么

就是说

一个截距一个pitch

等于一个L加S

一个截距等于一个什么

线宽加间距

我们看看我们仅以L S做比较

早期的

500微米到500 最小的

0.1个毫米

一直到300到300

150到150

这个是75到75

50到50 一直到20 20

20微米到20微米就非常细了

当然20微米

跟集成电路里边

现在到20纳米了

差千倍的关系

它不一样

情况不一样

为什么情况不一样

因为集成电路是光刻

是在硅 是在晶源上做

这个是在印制电路板上做

那么现在的水平

大概是75 150 这种

当然用途不太一样

你们看看孔盘

如果是通孔板的孔盘

1000到1000到500到275

它孔盘也是下降的

但是可以看得出来

如果是有了孔盘以后

好多通孔

这里边好多通孔

通孔外边有孔盘

这样密密麻麻的排列好了

怎么能实现高密度封装

要想实现高密度封装

必须把孔盘埋起来

采取这种方式

不要 通孔板做芯板

或者根本就没有通孔板了

这种的才能实现高密度封装

封装基板的

封装基板的规格

这是母板的规格

封装基板的规格

都往下的小

L比S 35 35 20到20

那孔盘直径150到90

如果是孔盘给它藏起来的

就是20到20

都非常精细了

已经非常精细了

那么封装基板的规则

如果说是把它

后边这个

到了后边这个情况

因为这个图注意

这一部分是对应着它的

说第一代是这部分

第二代这部分

第三代 第四代 第五代

尺寸分别向精细化的方向发展

到6.5微米

到6.5微米就很细很细的了

有的得有光刻技术

得用光刻技术

我们一般也是用印刷技术

早期印刷都是150个微米

到现在比较精细的

我到展览会上看

非常精细的印刷

已经到了30个微米

甚至到20个微米都是可以的了

这是印制电路板

那么印制电路板的目的

它就是要封装

封装基板

直接把芯片贴在封装基板上

作为模板

是把不同的这种元器件

贴在上边去

最后基板

还要插在

母板要插在整机上

所以它是个承上启下的

它是个承上启下的东西

那么我们现在看看

电子封装发展经历和开发的动向

注意一提到电子封装

它的发展趋势和发展动向

跟芯片是一样的

芯片有各种类型

是存储器的

还是逻辑 还是CPU

还是MPU

还是分离器件

还是光电器件

它是不一样的

当然封装

要针对这些半导体芯片

也能满足不同的要求

所以有的人写书

或者是做报告的时候

经常讲我们电子封装

向什么方向发展

高大上方向发展

总是这么强调高大上

这不太科学

为什么说

因为芯片有不同的类型

从这个图上讲

首先就把发展方向

分了三大类

一大类是低价格易处理类的

第二大价格

是价格性能适中的兼顾的

第三是高性能类的

高性能类指的谁的

比方CPU的那个芯片

那就是高性能

那么一般的家用电器

白色家电里边用的

那有的是价格性能兼顾的

还有的干脆是低价格类型的

因为它需要占的面积

它有的是空间

是不是

它要求高可靠性

另外的引脚数它要处理东西不多

它要求高可靠性就行了

所以电子封装

它一定是按照低价格易处理类的

价格性能兼顾类的

还有高性能类的

我们看看高性能类的

它肯定是什么

要引线要短

要高品工作

功能要多

引脚数也多

它开始是QFP

现在家用电器里边

好多也都是QFP这种

PBGA 就是塑料的BGA的

FCBGA就是倒装芯片的BGA

然后硅片直接插入型的等等这些

CPU这些 用的这些

它一般引脚比较多

就是在下边引脚的

那么性能兼顾这种类型

就是说 比方说

把多个芯片装在里边去

FBGA就是倒装片的BGA

等等这些

一般的像这种

低价格易处理型的

它开始还用DIP SOJ SOP

QFN等等这些

还有尺寸大小的封装等等这些

它引脚数比较少

功能比较单一

那么这个时候

我们就说不必要求很费钱

不是这样

所以电子封装

也是有几次革命了

第一次革命是插入式的

第二次是表贴的

第三是三维封装的

第四是光封装结合

（）

一种器件的复合等等这些

也都在往前进展

好 我们再仔细看一看了

集成电路封装的发展动向

发展动向它是这样

就是说它是怎么

怎么从最原始的封装形式

逐渐的过度到现在

各种各样的封装形式

它是怎么过来的

比方说最开始的是DIP

双列直插 双列直插

看引脚

这边一列这边一列

一下插到表面上去

叫焊接的

那么双列直插

它是逐渐的走

过程当中走

走的过程当中

比方在这个方向走

走到PGA

我们早期计算机里边

那个CPU可以给它拔下来

你们一看它是个塑料的

阵脚插入式的

它走在这个部位

那么这个部位

要从这个路线上走

还是插入式的

与此同时表面贴装

表面贴装这种类型的

往前走

那么走 走的意思是小型化

高速化 小型化

那么同时也有小型化高密度

小型多引脚

多引脚高速高出力

等等这些都往前发展

那么但是无论怎么发展

你们看看它是要求

引脚数是越来越多的

封装厚度是越来越薄的

引线是越来越短的

功能是越来越全的

那么最后就你们看

那实现了高功能了

这是LCCSP

就是说是硅圆片水平的

硅元片尺寸的CSP

尺寸大小的封装

这是积层式的CSP

这是积层的MCP

MCP是多芯片封装

等等

这是功率型的PGA

当功率要求比较大的时候

甚至得用陶瓷的

倒装芯片的BGA

这是整个的封装

当然密度要求比较高的

要求封装

性能要求比较高

还得带空腔的

什么叫带空腔的

就是把芯片封到这里边来

焊球露出来

整个的芯片要密封在

一个陶瓷外壳里边去

要求不漏气

比方说人造卫星工作30年

我开始引入三个压力

大气压

充的是氮气

工作30年以后

里面的压力不能小于

1.5个大气压

就保证什么

保证外界的环境不影响它

不影响正常工作

因为对于卫星

它要求可靠性非常高

有的是散热比较高的

需要工作环境温度比较高的

再有一个

本身功率密度很大的

功耗很大的

它本身要散热

所以电子封装

根据不同的要求

就选择不同的形式

那么选择形式

还是从价格 性能 功能

要trade off

就互相折中

互相折中来选择

当然了现在对于什么

要想实系统封装

当然系统封装

主要是这些现在

智能终端

智能终端用的一些东西

它功能非常多

要求轻薄短小又是便携的

现在普遍的都采用了SIP

就是说系统封装

你们打开手机

好多都是系统封装的

因为现在有一些厂家

在我们国内办厂

比方说南通富士通

它有个封装厂

南通富士通厂家

它前几年就已经有十个芯片

封在同一个封装里边去了

十个芯片封在同一个封装里边去

它完成比较多的功能

由于它引线少了

厚度也比较薄了

装在整机里边可以非常薄

我们看看手机 你看有

大街上商店里一看

手机 同样类型差不多

有的就几千块钱

有的就几百块钱

那么功能很多

有的很薄

笔记本电脑也是这样

有的非常薄

那个薄怎么实现薄

其中很多是在封装上

刚才讲了印制电路板

包括封装上

印制电路板薄了封装薄了

那当然自然整机它也会

做到轻薄短小

那么系统封装里边

这是实现SiP的这种方式

又有很多了

POP

芯片阶层的BGA

硅贯通电极的BGA

倒装芯片模块什么

COC型的BGA

等等这些

都在向系统封装的发展

那么系统封装发展

一个是在印制电路板上

采取办法

一种

是把芯片叠层起来

当然要把芯片叠层起来

其中有一个很高的要求

就是什么

芯片要必须得很薄

薄到150微米

150微米的芯片

上边打孔过孔连线那里边

芯片和芯片之间还要粘接

这里边有一系列的问题

所以封装本身

它有封装本身的难度

集成电路本身

它有集成电路的难度

它非常精细

光刻什么这些 刻蚀

干法刻蚀

什么铜布线代替铝布线

什么大马士革这是芯片那一套

那么封装本身

也有封装本身它的特殊要求

它的特点

好 这是SIP

我给了前几年的一些数据

前几年

SiP就是系统封装的

发展路线图

你们看看前几年给的数据

它里边的芯片的数量

最大的端子数

芯片最薄芯片的厚度

芯片的积层数

最小的截距

你们看看这几个数据

当然数据是前几年的数据了

但是我们可以看到

芯片的数目

搭载芯片的数目

在系统封装类的 12个

最大的端子数

在便携用的是800

这个到3000

最薄芯片的厚度到20个微米

到20个微米

就很薄很薄了

我在展览会上见过

5微米的晶圆

5微米的晶圆什么意思

那个展览会的工作人员

把晶源做成一个领结

戴在脖子这个地方

那它就是柔性的了

5微米的晶圆

就是有柔性的了

作为领结戴在这个地方来

你们想想如果芯片

如果芯片做到20个微米

那就非常非常薄了

薄了以后

会产生很多很多的问题它薄

这有什么难的

我就是薄一点

不是这样

薄

它要很薄了

如果是12英寸的

将来怎么抓它

怎么拿它怎么放它怎么处理

怎么热处理的时候

热处理一个东西

要这样托着它

在外边托着

中间有重量它往下走

中间托着两边往下沉

要热处理的过程当中

托的最好托在中间

即使这样

热处理它一变形

里边原来没错位

后边又有错位了

缺陷出来了

所以这里面有一系列的问题

不是那么简单

可以到20个微米

注意看 芯片积层数

叠层数是10层

最小连接的截距是什么

30个微米

注意这些数据要非常敏感

我们讲

芯片也好

电子封装也好

对数据非常敏感

比方特征线宽

它指的是谁

指的是栅长

现在进展到什么程度了

好 那个布线宽度

集成电路布线宽度跟栅长

是个同样一个数量级

那么现在

我们在印制电路板上

比方上一个图有好多数据

这里面有好多数据

希望这些数据

大家伙心里边

学了电子封装有一个底

心里面有个底

到底这个数据

否则跟人一谈话

就出洋相

数据不确切

或者给的误差太大

说明什么

对这个领域不太了解

比方说

一般的印制电路板的

它的加工线宽是多少

发展方向是多少

丝网印刷印出来的图形

它的线宽是多少

它的发展方向是什么

这些东西都是要

大家伙要掌握

在学习的过程要掌握

包括刚才我们讲过了

热膨胀系数 热导率 介电常数

一些金属的电导率

金属的热导率

这些应该心里有个数

起码会排队

谁是大的 谁是小的

谁是中的

起码会排队

对我们了解电子材料

了解电子封装工程

都是非常有用的