這一部分，物理在行業裏也被稱為後道工序，科普一般都是寫給小白由OSAT封測廠負責。█封裝的片封普目的先說封裝。封裝這個詞，裝入其實好色先生视频經常會聽到。門科它主要是物理指把晶圓上的裸芯片變成最終成品芯片的過程。之所以要做封裝，科普主要目的寫給小白有兩個。一個是片封普對脆弱的晶粒進行保護，防止物理磕碰損傷，裝入也防止空氣中的門科雜質腐蝕晶粒的電路。展開全文二是物理讓芯片更適應使用場景的要求。芯片有很多的科普應用場景。不同的寫給小白場景，對芯片的外型有不同的要求。進行合適的封裝，能夠讓芯片更好地工作。好色先生视频平時會看到很多種外型的芯片，其實就是不同的封裝類型█封裝的發展階段封裝工藝伴隨芯片的出現而出現，迄今為止已有70多年的曆史。總的來看，封裝工藝一共經曆了五個發展階段：接下來，好色先生视频一個個來說。傳統封裝傳統封裝最早期的晶體管，采用的是TO。後來，發展出了DIP。好色先生视频最熟悉的三極管造型，就是TO封裝再後來，由PHILIP公司開發出了SOP，並逐漸派生出SOJ、TSOP、VSOP、SSOP、TSSOP及SOT、SOIC等。DIP內部構造第一、第二階段的封裝，以通孔插裝類封裝以及表麵貼裝類封裝為主，屬於傳統封裝。傳統封裝，主要依靠引線將晶粒與外界建立電氣連接。這些傳統封裝，直到現在仍比較常見。尤其是一些老的經典型號芯片，對性能和體積要求不高，仍會采用這種低成本的封裝方式。第三階段，IT技術革命加速普及，芯片功能越來越複雜，需要更多的針腳。電子產品小型化，又要求芯片的體積繼續縮小。這時，BGA封裝開始出現，並成為主流。BGA仍屬於傳統封裝。它的接腳位於芯片下方，數量龐大，非常適合需要大量接點的芯片。而且，相比DIP，BGA的體積更為緊湊，非常適合需要小型化設備。BGA封裝BGA封裝內部和BGA有些類似的，還有LGA和PGA。大家應該注意到了，好色先生视频最熟悉的CPU，就是這三種封裝。先進封裝先進封裝20世紀末，芯片級封裝、晶圓級封裝、倒裝封裝開始慢慢崛起。傳統封裝開始向先進封裝演變。相比於BGA這樣的封裝，芯片級封裝強調的是尺寸的更小型化。封裝的層級晶圓級封裝是芯片級封裝的一種，封裝的尺寸接近裸芯片大小。下期好色先生视频講具體工藝的時候，會提到封裝包括了一個切割工藝。傳統封裝，是先切割晶圓，再封裝。而晶圓級封裝，是先封裝，再切割晶圓，流程不一樣。晶圓級封裝倒裝封裝的發明時間很早。1960年代的時候，IBM就發明了這個技術。但是直到1990年代，這個技術才開始普及。采用倒裝封裝，就是不再用金屬線進行連接，而是把晶圓直接反過來，通過晶圓上的凸點，與基板進行電氣連接。和傳統金屬線方式相比，倒裝封裝的I/O通道數更多，互連長度縮短，電性能更好。另外，在散熱和封裝尺寸方麵，倒裝封裝也有優勢。先進封裝的出現，迎合了當時時代發展的需求。它采用先進的設計和工藝，對芯片進行封裝級重構，帶來了更多的引腳數量、更小的體積、更高的係統集成度，能夠大幅提升係統的性能。進入21世紀後，隨著移動通信和互聯網革命的進一步爆發，促進芯片封裝進一步朝著高性能、小型化、低成本、高可靠性等方向發展。先進封裝技術開始進入高速發展的階段。這一時期，芯片內部布局開始從二維向三維空間發展，陸續出現了2.5D/3D封裝、矽通孔、重布線層、扇入/扇出型晶圓級封裝、係統級封裝等先進技術。當芯片製程發展逐漸觸及摩爾定律的底線時，這些先進的封裝技術，就成了延續摩爾定律的“救命稻草”。█先進封裝的關鍵技術2.5D/3D封裝2.5D/3D封裝2.5D和3D封裝，都是對芯片進行堆疊封裝。2.5D封裝技術，可以將兩種或更多類型的芯片放入單個封裝，同時讓信號橫向傳送，這樣可以提升封裝的尺寸和性能。最廣泛使用的2.5D封裝方法，是通過矽中介層將內存和邏輯芯片放入單個封裝。2.5D封裝需要用到矽通孔、重布線層、微型凸塊等核心技術。3D封裝是在同一個封裝體內，於垂直方向疊放兩個以上芯片的封裝技術。2.5D和3D封裝的主要區別在於：2.5D封裝，是在Interposer上進行布線和打孔。而3D封裝，是直接在芯片上打孔和布線，連接上下層芯片堆疊。相對來說，3D封裝的要求更高，難度更大。2.5D和3D封裝起源於FLASH存儲器及SDRAM的需求。大名鼎鼎的HBM，就是2.5D和3D封裝的典型應用。將HBM和GPU進行整合，能夠進一步發揮GPU的性能。HBM，對於GPU很重要，對AI也很重要HBM通過矽通孔等先進封裝工藝，垂直堆疊多個DRAM，並在Interposer上與GPU封裝在一起。HBM內部的DRAM堆疊，屬於3D封裝。而HBM與GPU合封於Interposer上，屬於2.5D封裝。現在業界很多廠商推出的新技術，例如CoWoS、HBM、Co-EMIB、HMC、Wide-IO、Foveros、SoIC、X-Cube等，都是由2.5D和3D封裝演變而來的。係統級封裝係統級封裝大家應該都聽說過SoC。好色先生视频手機裏麵那個主芯片，就是SoC芯片。SoC，簡單來說，是將多個原本具有不同功能的芯片整合設計到一顆單一的芯片中。這樣可以最大程度地縮小體積，實現高度集成。但是，SoC的設計難度很大，同時還需要獲得其他廠商的IP授權，增加了成本。SiP，和SoC就不一樣。SiP將多個芯片直接拿來用，以並排或疊加的方式，封裝在一個單一的封裝體內。盡管SiP沒有SoC那樣高的集成度，但也夠用，也能減少尺寸，最主要是更靈活、更低成本。業界常說的Chiplet，其實就是SiP的思路，將一類滿足特定功能的裸片，通過die-to-die的內部互聯技術，互聯形成大芯片。矽通孔矽通孔前麵反複提到了矽通孔。所謂矽通孔，其實原理也挺簡單，就是在矽介質層上刻蝕垂直通孔，並填充金屬，實現上下層的垂直連接，也就實現了電氣連接。由於垂直互連線的距離最短、強度較高，所以，矽通孔可以更容易實現小型化、高密度、高性能等優點，非常適合疊加封裝。矽通孔的具體工藝，好色先生视频下期再做介紹。重布線層重布線層RDL是在芯片表麵沉積金屬層和相應的介電層，形成金屬導線，並將IO端口重新設計到新的、更寬敞的區域，形成表麵陣列布局，實現芯片與基板之間的連接。RDL技術說白了，就是在矽介質層裏麵重新連線，確保上下兩層的電氣連通。在3D封裝中，如果上下堆疊的是不同類型的芯片，則需要通過RDL重布線層，將上下層芯片的IO進行對準。如果說TSV實現了Z平麵的延伸，那麽，重布線層技術則實現了X-Y平麵進行延伸。業界的很多技術，例如WLCSP、FOWLP、INFO、FOPLP、EMIB等，都是基於RDL技術。扇入/扇出型晶圓級封裝扇入/扇出型晶圓級封裝WLP可分為扇入型晶圓級封裝和扇出型晶圓級封裝兩大類。扇入型直接在晶圓上進行封裝，封裝完成後進行切割，布線均在芯片尺寸內完成，封裝大小和芯片尺寸相同。扇出型則基於晶圓重構技術，將切割後的各芯片重新布置到人工載板上。然後，進行晶圓級封裝，最後再切割。布線可在芯片內和芯片外，得到的封裝麵積一般大於芯片麵積，但可提供的IO數量增加。目前量產最多的，是扇出型產品。以上，小棗君盡可能簡單地介紹了一些封裝的背景知識。下一期，我要開始介紹封裝的主要工藝。敬請關注！參考文獻：1、《芯片製造全工藝流程》，半導體封裝工程師之家；2、《一文讀懂芯片生產流程》，Eleanor羊毛衫；3.、《不得不看的芯片製造全工藝流程》，射頻學堂；4、《什麽是先進封裝？和傳統封裝有什麽區別？如何分類？》，失效分析工程師趙工；5、《一文了解先進封裝之倒裝芯片技術》，圓圓的圓，半導體全解；6、《一文了解矽通孔及玻璃通孔技術》，圓圓的圓，半導體全解；7、《先進封裝發展充要條件已具，關鍵材料國產替代在即》，國金證券；8、《Chiplet先進封裝大放異彩》，民生證券；9、維基百科、百度百科、各廠商官網。文章來源於鮮棗課堂，轉載旨在分享，如有侵權請聯係刪除。免責聲明：自媒體綜合提供的內容均源自自媒體，版權歸原作者所有，轉載請聯係原作者並獲許可。文章觀點僅代表作者本人，不代表環球物理立場。環球物理ID：huanqiuwuli環球物理，以物理學習為主題，以傳播物理文化為己任。專業於物理，致力於物理！以激發學習者學習物理的興趣為目標，分享物理的智慧，學會用物理思維去思考問題，為大家展現一個有趣，豐富多彩的，神奇的物理。