芯片封装技术发展历程概述及 芯片封装清洗剂介绍

关于芯片制造中封装技术从传统封装到晶圆级封装（WLP）发展晋级阶段的详细阐述。

封装技术的发展史，本质上是一部追求 “更小、更薄、更轻、更快、更省、更可靠” 的历史。它从保护芯片、连接内外世界的简单角色，演进成为提升整个系统性能的关键赋能技术。

总览：发展晋级阶段路程

整个发展路程可以清晰地分为四个主要阶段，其核心演进方向如下图所示：

第一阶段：传统封装时代 (Through-Hole Era)

• 时间： 20世纪70-80年代

• 代表技术： 双列直插封装 (DIP - Dual In-line Package)

• 特点：

• 工艺： 封装厂将测试好的晶圆进行“划片”（Dicing），分割成单个芯片（Die）。然后将芯片粘结在引线框架（Lead Frame）上，利用细金属线（金线）进行“键合”（Wire Bonding）连接芯片焊盘和引线框架的引脚，最后用塑料或陶瓷材料封装成型。

• 安装方式： 通孔插装（Through-hole technology），将封装好的芯片引脚插入印刷电路板（PCB）的通孔中再进行焊接。

• 局限性：

• 体积庞大：封装尺寸远大于芯片本身，严重浪费空间。

• 效率低下：引脚数（Pin Count）受限，难以满足复杂芯片的需求。

• 电性能差：引线较长，产生较大的寄生电感和电阻，影响信号传输速度和完整性，不适合高频应用。

第二阶段：表面贴装与小型化时代 (Surface Mount & Miniaturization Era)

• 时间： 20世纪80-90年代

• 代表技术： 小外形封装 (SOP)、四面扁平封装 (QFP - Quad Flat Package)

• 特点：

• 工艺： 仍然主要采用“引线框架 + 键合线”的结构，但引脚从两侧发展到四侧，引脚间距（Pitch）更小。

• 安装方式： 表面贴装（Surface-mount technology，SMT），引脚直接焊接在PCB表面，无需打孔。

• 晋级：

• 体积缩小：封装体积和厚度相比DIP显著减小。

• 密度提升：引脚数量增加，适应了更复杂芯片（如MCU、早期CPU）的需求。

• 局限性：

• 键合线瓶颈：当引脚数进一步增加时，引脚间距已接近工艺极限，易导致焊接短路。

• 电热性能：键合线的寄生效应仍然是高频性能的瓶颈，散热能力有限。

第三阶段：高密度与阵列化时代 (High-Density & Array Era)

• 时间： 20世纪90年代

• 代表技术：

• 特点： 定义是封装面积不超过芯片面积的1.2倍。CSP是一种概念，而非单一技术，它可以通过多种方式实现（如引线框架型、柔性基板型等）。

• 晋级： 实现了封装尺寸的极致小型化，是迈向晶圆级封装（WLP） 的关键过渡。

• 特点： 将封装引脚从封装体四周改为以阵列形式排布在封装底部的焊球。这些焊球既是电气连接点，也是机械连接点。

• 晋级：

• 局限性： 封装尺寸仍然大于芯片本身。

• 密度飞跃：极大地增加了I/O数量，解决了多引脚芯片的封装难题。

• 电性能提升：焊点路径短，减少了引线电感和电容，改善了高频性能。

• 散热更好：芯片背面往往可接触散热器，热管理能力增强。

1. 球栅阵列封装 (BGA - Ball Grid Array)

2. 芯片级封装 (CSP - Chip Scale Package)

第四阶段：晶圆级与系统级时代 (Wafer-Level & System-Level Era)

• 时间： 20世纪90年代末至今

• 核心革命：晶圆级封装 (WLP - Wafer-Level Package)

• 理念颠覆： 将封装工艺从“单个芯片”层面提前到“整个晶圆”层面完成。在划片之前，直接在晶圆上对所有芯片同时进行再布线（RDL）、凸点制作（Bumping）等封装步骤。完成后，再进行测试和划片。

• 代表技术：

• 特点： 突破了芯片面积的限制。通过将芯片嵌入到环氧树脂模塑料（Molding Compound）中，形成一个“重构晶圆”（Reconstituted Wafer）。然后在芯片本体之外的区域进行再布线，将I/O“扇出”到更大的区域。

• 晋级：

• 应用： 苹果/高通/海思等旗舰手机处理器、5G毫米波天线模块、高端AI加速器等。

• I/O密度更高：可以容纳比Fan-In WLP多得多的I/O数量。

• 集成度更高：可以在重构晶圆上集成多个不同工艺、不同功能的芯片（如处理器、内存、射频芯片），实现系统级封装（SiP） 和异质集成。

• 性能更优：互连路径极短，提供了最优的电性能和热性能。

• 特点： 所有I/O焊球都分布在芯片内部的区域。是最基本、最经济的WLP形式。

• 优点： 尺寸最小（等于芯片本身），成本低，电性能极佳。

• 应用： 广泛用于I/O数量较少的芯片，如电源管理IC、射频芯片、手机中的各种传感器等。

1. 扇入型晶圆级封装 (Fan-In WLP)

2. 扇出型晶圆级封装 (Fan-Out WLP) - 当前主流与高地

• 未来方向：系统级封装 (SiP) 与异构集成 (Heterogeneous Integration)

• 封装技术的角色已经从“保护芯片”转变为“集成系统”。未来的发展不再是单一技术的竞争，而是融合了Fan-Out WLP、2.5D/3D IC（硅通孔TSV）、嵌入式基板等多项先进技术的平台化竞争，目标是在一个封装体内集成整个电子系统。

总结对比

结论：
从传统封装到晶圆级封装的发展路程，是一次从 “后端制造” 到 “前道延伸” 的思维转变，是封装从“被动适应”到“主动赋能”的角色蜕变。晶圆级封装，特别是扇出型（Fan-Out）技术，已经成为推动摩尔定律继续前行、实现异质集成和系统级创新的最重要引擎之一。

晶圆级封装清洗剂-- 芯片封装前锡膏助焊剂清洗剂介绍：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

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这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

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