半導體封裝工藝的四個等級

電子封裝技術與器件的硬件結構有關。這些硬件結構包括有源元件【1】（如半導體）和無源元件【2】（如電阻器和電容器【3】）。因此，電子封裝技術涵蓋的范圍較廣，可分為0級封裝到3級封裝等四個不同等級。圖1展示了半導體封裝工藝的整個流程。首先是0級封裝，負責將晶圓切割出來；其次是1級封裝，本質上是芯片級封裝；接著是2級封裝，負責將芯片安裝到模塊或電路卡上；最后是3級封裝，將附帶芯片和模塊的電路卡安裝到系統板上。從廣義上講，整個工藝通常被稱為“封裝”或“裝配”。然而，在半導體行業，半導體封裝一般僅涉及晶圓切割和芯片級封裝工藝。

【1】有源元件：一種需要外部電源才能實現其特定功能的器件，就像半導體存儲器或邏輯半導體。

【2】無源元件：一種不具備放大或轉換電能等主動功能的器件。

【3】電容器（Capacitor）：一種儲存電荷并提供電容量的元件。

▲圖1：半導體的封裝等級（信息來源：“電子封裝原理 (Principle of Electronic Packaging)”，第5頁）

封裝通常采用細間距球柵陣列（FBGA）或薄型小尺寸封裝（TSOP）的形式，如圖2所示。FBGA封裝中的錫球【4】和TSOP封裝中的引線【5】分別充當引腳，使封裝的芯片能夠與外部組件之間實現電氣和機械連接。

【4】錫（Solder）：一種低熔點金屬，支持電氣和機械鍵合。

【5】引線（Lead）：從電路或元件終端向外引出的導線，用于連接至電路板。

▲圖2：半導體封裝示例（來源：? HANOL出版社）

半導體封裝的作用

圖3展示了半導體封裝的四個主要作用，包括機械保護、電氣連接、機械連接和散熱。其中，半導體封裝的主要作用是通過將芯片和器件密封在環氧樹脂模塑料（EMC）等封裝材料中，保護它們免受物理性和化學性損壞。盡管半導體芯片由數百個晶圓工藝制成，用于實現各種功能，但主要材質是硅。硅像玻璃一樣，非常易碎。而通過眾多晶圓工藝形成的結構同樣容易受到物理性和化學性損壞。因此，封裝材料對于保護芯片至關重要。

▲圖3：半導體封裝的作用（來源：? HANOL出版社）

此外，半導體封裝可以實現從芯片到系統之間的電氣和機械連接。封裝通過芯片和系統之間的電氣連接來為芯片供電，同時為芯片提供信號的輸入和輸出通路。在機械連接方面，需將芯片可靠地連接至系統，以確保使用時芯片和系統之間連接良好。

同時，封裝需將半導體芯片和器件產生的熱量迅速散發出去。在半導體產品工作過程中，電流通過電阻時會產生熱量。如圖3所示，半導體封裝將芯片完全地包裹了起來。如果半導體封裝無法有效散熱，則芯片可能會過熱，導致內部晶體管升溫過快而無法工作。因此，對于半導體封裝技術而言，有效散熱至關重要。隨著半導體產品的速度日益加快，功能日益增多，封裝的冷卻功能也變得越來越重要。

半導體芯片封裝清洗：

合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

合明科技運用自身原創的產品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，打破國外廠商在行業中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產品。