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半導(dǎo)體傳統(tǒng)封裝與先進(jìn)封裝的分類及特點(diǎn)

一、傳統(tǒng)封裝技術(shù)（成熟工藝，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單）
1、雙列直插封裝（DIP，Dual In-line Package）
?特點(diǎn)：引腳從封裝兩側(cè)直插而出，便于手工焊接和維修，成本低；但引腳間距大（如 2.54mm），集成度低，占用 PCB 面積大。

?應(yīng)用：早期邏輯芯片、存儲(chǔ)器、中小規(guī)模集成電路。

2、小外形封裝（SOP，Small Outline Package）
?特點(diǎn)：封裝體薄，引腳呈 “L” 型向外延伸，體積比 DIP 小，引腳間距縮小至 1.27mm 或更小，集成度提升。

?衍生類型：

?薄型小外形封裝（TSOP，Thin SOP）：厚度更薄，適用于內(nèi)存芯片（如 DRAM）。

?收縮型小外形封裝（SSOP，Shrink SOP）：引腳間距更小（如 0.65mm），進(jìn)一步縮小體積。

?應(yīng)用：消費(fèi)電子、汽車(chē)電子中的中等集成度芯片。

3、四面貼裝封裝（QFP，Quad Flat Package）
?特點(diǎn)：四邊均有引腳，呈 “翼型” 向外展開(kāi)，引腳數(shù)量可達(dá)數(shù)百個(gè)，集成度較高，適用于高性能芯片。

?衍生類型：

?薄型 QFP（TQFP）：厚度減薄至 1.0mm 以下。

?塑料 QFP（PQFP）：采用塑料封裝，成本更低。

?應(yīng)用：早期微處理器、ASIC 芯片、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）。

4、針柵陣列封裝（PGA，Pin Grid Array）
?特點(diǎn)：引腳以陣列形式分布在封裝底部，呈針狀插入 PCB 插座，引腳數(shù)量多（如數(shù)百至數(shù)千），散熱和電氣性能較好。

?應(yīng)用：早期高性能處理器（如 Intel Pentium 系列）、大型計(jì)算機(jī)芯片。

真空壓力除泡系統(tǒng)

二、先進(jìn)封裝技術(shù)（高集成度、三維互連、異構(gòu)集成）
1、倒裝芯片封裝（Flip-Chip）
?特點(diǎn)：芯片面朝下，通過(guò)凸點(diǎn)（Bump）直接焊接到基板上，互連距離短，信號(hào)傳輸速度快，熱性能好，集成密度高。

?關(guān)鍵工藝：底部填充（Underfill）用于緩解芯片與基板的熱應(yīng)力差異，提高可靠性。

?應(yīng)用：高端處理器（如 CPU、GPU）、射頻芯片、圖像傳感器。

2、球柵陣列封裝（BGA，Ball Grid Array）
?特點(diǎn)：封裝底部以焊球陣列代替引腳，焊點(diǎn)分布更均勻，可承載更多 I/O 接口，電路板布局密度高，信號(hào)完整性好。

?衍生類型：

?倒裝 BGA（FC-BGA）：結(jié)合倒裝芯片技術(shù)，進(jìn)一步縮短互連距離。

?陶瓷 BGA（CBGA）：散熱性能優(yōu)異，適用于高可靠性場(chǎng)景。

?應(yīng)用：智能手機(jī)處理器、網(wǎng)絡(luò)芯片、FPGA。

3、晶圓級(jí)封裝（WLP，Wafer Level Package）
?特點(diǎn)：在晶圓切割前完成封裝，封裝尺寸與芯片尺寸接近（Fan-in WLP）或超出（Fan-out WLP），實(shí)現(xiàn) “芯片即封裝”，成本低、體積小。

?類型：

?扇入型 WLP（Fan-in WLP）：封裝尺寸≤芯片尺寸，適用于 I/O 較少的芯片（如傳感器、射頻芯片）。

?扇出型 WLP（Fan-out WLP）：通過(guò)重布線技術(shù)擴(kuò)展 I/O，封裝尺寸 > 芯片尺寸，適用于邏輯芯片、存儲(chǔ)器。

?應(yīng)用：手機(jī)攝像頭芯片、指紋傳感器、藍(lán)牙芯片。

4、三維封裝（3D Packaging）
?特點(diǎn)：通過(guò)垂直堆疊芯片，利用 TSV（硅通孔）、微凸點(diǎn)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)層間互連，集成度極高，功耗和延遲降低。

?類型：

?芯片堆疊（Chip Stacking）：同類型芯片堆疊（如存儲(chǔ)器堆疊）。

?混合鍵合（Hybrid Bonding）：結(jié)合銅 - 銅鍵合與介質(zhì)鍵合，實(shí)現(xiàn)高密度互連。

?應(yīng)用：高帶寬存儲(chǔ)器（HBM）、AI 芯片、圖像處理芯片。

5、系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP，System in Package）
?特點(diǎn)：在單一封裝內(nèi)集成多個(gè)芯片（如 CPU、GPU、存儲(chǔ)器、射頻芯片等）和無(wú)源器件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)功能，減小整機(jī)體積。

?技術(shù)亮點(diǎn)：異構(gòu)集成（不同工藝芯片混合封裝）、埋置技術(shù)（將芯片嵌入基板）。

?應(yīng)用：物聯(lián)網(wǎng)模塊、穿戴設(shè)備芯片、汽車(chē)電子控制單元（ECU）。

6、Chiplet（芯粒）封裝
?特點(diǎn)：將復(fù)雜芯片拆分為多個(gè)功能模塊（芯粒），通過(guò)先進(jìn)封裝技術(shù)（如 EMIB、CoWoS）互連，降低設(shè)計(jì)成本，提升良率。

?應(yīng)用：高性能計(jì)算芯片（如 AMD EPYC、Intel Xeon）、AI 加速器。

7、2.5D 封裝
?特點(diǎn)：通過(guò)中介層（Interposer）連接多個(gè)芯片，實(shí)現(xiàn)水平方向高密度互連，典型如 TSMC CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）、Intel EMIB（Embedded Multi-die Interconnect Bridge）。

?應(yīng)用：高端 AI 芯片、數(shù)據(jù)中心 GPU（如 NVIDIA H100、AMD MI300）。

晶圓級(jí)真空貼壓膜系統(tǒng)

三、傳統(tǒng)封裝與先進(jìn)封裝的核心區(qū)別

先進(jìn)封裝通過(guò)三維結(jié)構(gòu)、異構(gòu)集成和高密度互連技術(shù)，突破了傳統(tǒng)封裝在性能和集成度上的限制，成為半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)對(duì) “摩爾定律放緩” 的關(guān)鍵技術(shù)方向。

審核編輯 黃宇