一前言

眾所周知，晶圓的特性如同玻璃一樣容易破碎，但為什么做成成品的IC又能通過高震動與跌落可靠性測試，并且能在高溫環境下非常穩定運行？這其實是一個關鍵的半導體技術——封裝的功勞。它像一道“防護城墻”，既要屏蔽灰塵、水汽、沖擊，也要兼顧散熱、電性能和成本。

在如今人人都知道先進半導體工藝已經先進到2nm的今天，對于不起眼的封裝技術，卻鮮有人熟知。接下來，讓我們從“城墻”的發展與流程，走進半導體封裝的世界。

二封裝技術的起源與發展

在20世紀20—30年代，半導體發展初期，電子計算與通信主要依賴真空管。為了給管腳提供機械支撐、隔絕空氣并散熱，工程師們將真空管封裝在金屬或玻璃罐中，頂部或底部引出幾根粗管腳，這是最原始的“封裝”形式。

1947年晶體管問世后，為了沿用現有測試設備并保證散熱與密封，最初的晶體管也被裝在類似真空管的金屬罐內，這種封裝體積依舊偏大，但已經實現了固態器件向可靠商用器件的過渡。

到了1950—1960年代，隨著平面工藝和晶圓切割技術的發展，芯片尺寸逐漸縮小，研究人員開始用陶瓷基板把裸片粘固并通過金絲鍵合到引腳上。1961年后，最早形似今天DualInline Package的封裝模型出現，它通過兩排平行的引腳，顯著提升了PCB裝配密度和測試效率。

在1970年代之后塑料封裝的普及與成本革命發展起來的塑料注塑封裝逐漸取代了昂貴的陶瓷封裝。加上相對玻璃與陶瓷的易碎性，環氧樹脂一次成型的塑料外殼不僅滿足了絕緣與防潮和震動跌落等需求，還大幅降低了成本，使得集成電路能夠大規模應用于各種電子領域，直到今天我們所使用的大部分半導體IC類與TVS和ESD管還是沿用的這種封裝方案。

三環氧樹脂的封裝流程

【晶圓切割】：

使用金剛石砂線或激光沿預先刻蝕的切割槽將晶圓切割成獨立芯粒；

【芯片粘附】：

在框架上點膠，放置芯粒并固化；

【線焊鍵合】：

通過超聲熱力，將金絲從芯粒焊到框架引腳；

【封裝成型】：

將粘好線焊的框架與芯片放入模具，注入環氧樹脂；加壓高溫固化，形成堅固的外殼；

【切筋成型】：

對引線框架多余金屬進行修剪，按照標準角度彎折成型。

【電鍍處理】：對外露的引腳或焊盤進行電鍍金屬處理。

四總結

封裝技術的演進，是為了在成本、性能、可靠性、自動化制造之間尋求最優平衡。從金屬封裝到陶瓷封裝，再到塑料注塑，每一次蛻變都推動了半導體工業的新一輪升級，也讓芯片真正成為“無處不在”的微型智能引擎，在電子環境越來越密集的今天，一個好的產品不是單一晶圓制程工藝所能決定的，為了達到更好的可靠性與更高的性能，封裝技術也是至關重要的一環。