微電子封裝業(yè)和微電子封裝設(shè)備

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1、微電子封裝業(yè)和微電子封裝設(shè)備雖然2001年國(guó)際微電子產(chǎn)業(yè)因遭遇4~5年一次的“硅周期”、X絡(luò)泡沫破產(chǎn)、“9.11”事件等的影響，產(chǎn)值出現(xiàn)了災(zāi)難性的暴跌，比2000年下降31.9%,2002年的增長(zhǎng)率也只有1.5%，但預(yù)計(jì)2003年的增長(zhǎng)率將達(dá)到15%，將超過(guò)1992~2002年的年平均增長(zhǎng)率11.32%。如果國(guó)際上不出現(xiàn)重大的突發(fā)事件,2004年也將會(huì)有大于10%的增長(zhǎng)率。像微電子產(chǎn)業(yè)這種30年保持高速發(fā)展，長(zhǎng)盛不衰的情況在其他產(chǎn)業(yè)中是很少見(jiàn)的。導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)按Moore定律共同制定的“國(guó)際半導(dǎo)2半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)仍將遵循莫體技術(shù)發(fā)展路線(InternationalTechnol

2、ogyRoadmapof爾定律而不斷前進(jìn)Semiconductors)在發(fā)展，甚至有時(shí)實(shí)際進(jìn)展速度還快于原定的時(shí)間表。主要與微電子封裝有關(guān)的1999國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展仍將遵循國(guó)際上各國(guó)半~2014年15年的1C技術(shù)發(fā)展路線列。晶體管數(shù))是每2年增加1倍。預(yù)計(jì)這15年內(nèi)與微電子封裝業(yè)有關(guān)的主要發(fā)展趨勢(shì)是：最大芯片尺寸將增大1倍(從450_2增大到937_2);高性能類電路的芯片上最高I/O端數(shù)將從2304個(gè)增加到4416個(gè)，提高約90%;而高性能類封裝的最大引出端數(shù)將從1600個(gè)增加到8758個(gè)，增加4.47倍;芯片上的壓焊盤(pán)節(jié)距將縮小到35~40日用品類1C的封裝厚度將從1mm

3、減小到0.5mm,降低50%;高性能類1C的芯片-板級(jí)速度將從1200MHz提高到3600MHz,提高2倍;便攜式類器件的電源電壓將從1.5~1.8V降為0.3~0.6V,減小到原來(lái)的1/3;高性能類1C的最大功耗將從90BGA)和載帶焊球陣列(TBGA)等。典型的PBGA結(jié)構(gòu)如圖1所示。BGA封裝的特點(diǎn)是引出端布置在封裝體的下表面上因此可容納較多的引出端數(shù)，內(nèi)引出線短、電性能和熱性能好，芯片腔可較大，可容納較大面積的芯片，非常適合于封MPU及一些ASIC電路。BGA的主流產(chǎn)品是PBGA，PBGA封裝中的多層PCB基板制造、植球、回流等類似于SMT工藝，其余是與QFP等傳統(tǒng)封裝工

4、藝類似。CSP是英文ChipsizePackage的縮寫(xiě)，我國(guó)稱為“芯片尺寸封裝”。CSP的基本特征是封裝在印制板上所占面積比芯片面積不大于1.2~1.5倍。這是一種封裝密度很高的封裝，它們的引出端也只能布置在封裝底面上，可以是4周排列，也可以是面陣列排列(這時(shí)也可稱為微焊球陣列，如yBGA,mBGA等)。因?yàn)樗姆庋b底平面比芯片面積大不了多少，因此即使節(jié)距很小，總的封裝引出端數(shù)也不可能很多，故主要適用于少或中等數(shù)量的引出端封裝，少數(shù)幾種也可達(dá)到400個(gè)I/O以上，但這類往往已是P)。只有不到15%的封裝仍是通孔插裝封裝(THP)，如DIP(雙列直插封裝)、PGA(針柵陣列)等。

5、DIP的產(chǎn)量是在負(fù)增長(zhǎng)，它已從上世紀(jì)90年代初占總產(chǎn)量的50%以上降到目前只占12%左右。其他封裝的產(chǎn)量都在增長(zhǎng)，增長(zhǎng)最快的是BGA和CSP這兩類封裝，BGA的年平均增長(zhǎng)率大于30%,而CSP則大于60%,但由于基數(shù)小，他們的總產(chǎn)量仍較少。且這些封裝的技術(shù)要求高，專利限制多。由于封裝是一種薄利多產(chǎn)行業(yè)，一般封裝每條引線的封裝產(chǎn)值不到1美分，沒(méi)有1年封幾億支1C的產(chǎn)量，已很難賺取較多的利潤(rùn)。因此，封裝設(shè)備業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)和風(fēng)險(xiǎn)也較大，推動(dòng)封裝設(shè)備速度越來(lái)越快，技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，價(jià)格/性能比越來(lái)越小，服務(wù)越來(lái)越好，生產(chǎn)越來(lái)越專業(yè)化。如國(guó)外某封裝設(shè)備廠就專做引線鍵合機(jī)，其鍵合速度已達(dá)到14線/s

6、，引線節(jié)距已降到60fxm。這樣某類設(shè)備已形成某種設(shè)備市場(chǎng)的瓜分或分工狀態(tài)。新的設(shè)備制造企業(yè)要“擠入”這個(gè)市場(chǎng),必須要有自己的特色才行。封裝工藝設(shè)備多數(shù)都是光機(jī)電相結(jié)合的髙度自動(dòng)化設(shè)備，封裝成品率通常已可達(dá)99.9%以上。因此，封裝設(shè)備可靠性或穩(wěn)定性將決定這臺(tái)設(shè)備的命運(yùn)。任何不穩(wěn)定或不可靠的設(shè)備將制造出大量的不合格品，肯定沒(méi)有市場(chǎng)。而軍品或宇航用的陶瓷或金屬封裝器件，由于其產(chǎn)量少，品種多，自動(dòng)化程度要求低，而要求適用性廣。目前國(guó)內(nèi)在生產(chǎn)的硅圓片是以擬〇〇~柯50_為主。2~3年后，產(chǎn)量將以似00_為主。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在世界上仍將以平均10%以上的速度發(fā)展，中國(guó)的微電子產(chǎn)業(yè)則將以年均增

7、長(zhǎng)率約30%的速率發(fā)展，這為國(guó)內(nèi)發(fā)展半導(dǎo)體封裝設(shè)備產(chǎn)業(yè)提供了良好的市場(chǎng)前景。但由于國(guó)內(nèi)封裝設(shè)備業(yè)相對(duì)較為落后，目前只在環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備等方面占有一定比率，要擠入80%是合資和外資獨(dú)資企業(yè)在封裝業(yè)所需要的設(shè)備市場(chǎng)，其困難是較大的。但擠入軍品封裝工藝設(shè)備、功率分立器件封裝設(shè)備及工藝監(jiān)控、環(huán)境及機(jī)械試驗(yàn)設(shè)備的可能性是較大的。