当人类进入一个新千年的时候，蓬勃发展的计算机•通讯汽车电子和其它消费类系统对微电子封装提出了更高的要求，即高性能、高可靠、多功能、小型化、薄型化、便携式及低成本微电子封装面临着严峻的挑战。在迎接这一挑战中，世界的微电子封装得到了空前的发展本文将对国际和国内的微电子封装分别叙述
2国际微电子封装情况
国际上，近几年微电子封装得到了爆炸性的发展其中一个突出特点是从周边封装向面阵列封装发展据JapanAssemblyandPackagingRoadmap报道，一般地说，8(%的封装是常规的封装，如DIP和QFP但预测表明，最近五年内，15%的封装是PGA，BGA和LGA;2物的封装是芯片尺寸封装(CSP)也就是说五年内，常规封装将减少到60%，而面阵列封装将増加到40%,这是一个突出的变化表1示出了各种封装的増长情况[1]。下面分别叙述近几年发展最快的几种新型的封装2.1焊球阵列封装焊球阵列封装(BGABallGridArray)是90年代初发展起来的一种新型封装由于这种BGA的电性能更好，管脚数更高，节距更小，组装面积更小，且组装定位方便和运输可靠，而得到爆炸性的发展基本种类有陶瓷BGA(CBGA)、塑料BGA(PBGA)、金属BGA(MBGA)和载带式BGA(TBGA)随着焊球节距的逐渐减小，又发展出新的微型BGA屮BGA)和倒装焊BGA(FCBGA)例如IBM的一种高性能载体(HFCC)就是一种PBGA[1]，尺寸42.5mm2,有1657个焊球，焊球节距为1.0mm，日本NEC开发出1000只焊球的TBGA美国富士通微电子公司己开发出有2000I/O的FCBGA产品，46mm2,节距1mm，采用玻璃陶瓷衬底。美国Intel奔腾机己用PBGA取代CPGA，韩国三星电子公司把TBGA用于8MbSRAM而且，值得注意的是，其它一些主要的封装如倒装焊(FC)•芯片尺寸封装(CSP)和多芯片组件(MCM)等大都采取BGA的引出形式，因此使BGA的应用十分广泛。从表1也可以看出，近五年，CBGA年均増长24.5%，PBGA年均増长2&1%。图1示出了2.2芯片尺寸封装芯片尺寸封装(CSPChipScalePackage)和BGA是同一时代的产物，是整机小型化便携化的结果由于它具有更突出的优点：①近似芯片尺寸的超小型封装;②保护裸芯片;③便于焊接、安装和修整更换;④便于测试和老化;⑤电热性优良。因此，90年代中期得到大跨度的发展从表1可以看出，1997~2002年，CSP的年増长率达102.%，是发展最快的封装会议的热点开始，它的定义为芯片面积与封装面积之比大于80%的封装由于许多CSP采用BGA的形式，所以最近有权威人士认为[2]，焊球节距大于等于1mm的为BGA，小于1mm的为CSP例如日本新光和美国Tessera共冋开发的iuBGA~CSP，Motorola公司的SLICC(SlightlyLargerThanICCarrier)，Amkor/Anam的FlexBGA，Toshiba的P-FBGA等都是CSP不同类型。美国富士通微电子公司己把CSP用于各种DRAM封装[3]，外型尺寸为6.4mm<10.1mnK1mm，焊球节距为0.65mm，分别有60，74和85只焊球，从而使存储器进一步小型化日本松下公司把169只焊球的CSP用于电子笔记本，并形成规模生产。目前一些著名公司如Tessrea正大力从事芯片级的CSP研究和生产，以进一步降低CSP的成本而且，为进一步提高密度，CSP也在向迭层CSP发展■德国夏普公司最近研制成功第一个三片迭层的CSP，采用特别薄的Si晶片和引线键合工艺，1998年8月开始批量生产，预计2000年有望达到100万件月。图2示出了几种CSP封装2.3微电子机械系统封装
微电子机械系统(MEMS)类似微电子，是一门崭新的技术，它研究的主要内容是微结构微型传感器微型执行器微型机器和系统近些年来得到迅速发展，广泛用于航天、汽车电子、生物和机械工业，其发展势头不亚于当年的微电子。与之相配套的封装当然也发展较快MEMS涉及领域很广，如微压力传感器微加速度计、压敏、气敏、光敏、热敏、磁敏等传感器，以及陀螺仪、显微机械和微型马达等等因此封装也是五花八门封装的作用在于充分免不必要的外部干扰，能将器件与环境隔开，封装的体积应当越小越好。目前封装还没有现行的工业标准一种封装的开发往往需要系统设计、MEMS设计、电路设计和封装设计的密切合作方能成功。封装方法主要有两种：一种是将传感器执行器及外围元件集成在同一Si片上，类似ASIC;另一种是将执行器等外围元件做成一个ASIC，再与传感器组装在一起由于MEMS—般都是和集成电路一起应用，因此现在一般是在原来集成电路封装形式如陶瓷封装(DIEFPLCCC)•金属封装、金属陶瓷封装以及多芯片组件(MCM)等的基础上适当改进，而达到一些特殊要求(气密、真空、液体转动等)，随着MEMS的飞速发展，封装会逐渐发展成独立一族示出了几种MEMS封装的例子。
国外公司报道这类消息的不少，如美国Microsensoi•公司的MEMS陀螺仪己开发出来，它改变了惯性感测的发展方向。封装后的MEMS陀螺仪只有24mm2,与5mm2的ASIC一起应用，工作电压为4.25-5.25V，感测的旋转角速度范围为±60度/s，灵敏度为26mV/度/s，带宽7Hz，可抗150Cg的震动，并在-40~85C环境下工作美国模拟器件公司向市场提供全集成化的微机械加速度计ADXL50,采用^BiCMOS工艺，标准IC工艺，传感器量程为50g，工作电压24V，采用圆形陶瓷封装，耐高温和耐机械振动，同时耐酸•碱腐蚀，可以作为汽车气胎控制器1996年10月，德国美因茨显微技术研究所宣布采用LIGA技术制成大小不及一个铅笔尖的电磁电动机，整个电机的直径约为1mm，厚为1.9mm，齿轮厚度相当于人的头发丝，电动机重量0.1g，每分钟转动10万次，采用圆筒由于MEMS的种类和功能很多，所以MEMS封装的种类和功能也很多总之，MEMS专家普遍认为，MEMS封装成本占MEMS的很大比重，而且，封装技术可能是MEMS制造技术中的瓶颈，必须抓紧研究开发。
2.4三维封装
为了进一步提高系统的组装密度，减小体积和増加功能，在二维(2D)组装密度己达理论上最大值的情况下，微电子封装必然从两维向三维(3D)发展发展3D封装实现系统集成的技术途径有二:一是半导体单片集成技术;二是3D多芯片组件技术(3DMCM)结构类型目前有三种：第一种是埋置型3DMCM:在多层基板底层埋置IC芯片，顶层组装IC芯片，其间高密度互连;第二种是有源基板型3DMCM:在Si或GaAs衬底上制造多层布线和多种集成电路，顶层组装模拟IC芯片和其它元器件;第三种是叠层型的3DMCM:即把多个二维封装实行叠装、互连，把2D封装组装成3D封装结构，示于图4[4]叠装的方法有三种，如用超薄SOP封装类型(UTSOP)表面垂直叠装型(SVP)和小外型C型引线叠装型(SOC)等另外叠层法适用各种场合，可用于裸芯片的叠层，封装好芯片的叠层，MCM的叠层和半导体圆片的叠层，见图5[5]例如美国GE公司推出的3D宇航存储器多芯片组件(HCSM-1)包含有4个2D多层基板，每个基板装有20个1MbSRAM，12个逻辑IC芯片，5个电阻和8个电容，3DMCM的尺寸为2.2inX2.2in<0.3in，内含80个SRAMIC芯片和160个元件。3DMCM都通过了初步的可靠性
试验，包括热冲击试验(100次，从液氮温度到125C)，温度循环试验(300次，-65~150°C)以及85C热水浸泡22h，性能均正常美国Honeywell公司米用A1N多层基板技术研制了宇宙飞船计算机用三维存储器多芯片组件和处理器组件。该三维结构的上部组件是两个双面组装的存储器组件，每面内含8个8KX勃发展的微电子封装形势催动下，在我国各级政府的大力支持和广大科技人员的艰苦努力下，国内微电子封装也取得了许多可喜的进步，集中表现在如下几个方面3.1.1学术活动积极开展由信息产业部主持在上海举行Semicon会。研讨会上，微电子封装涉及到芯片尺寸封装(CSP)焊球阵列封装(BGA)•凸点制作和微波功率器件封装等1999年底由中国电子学会电子封装专业委员会、信息产业部电子科学研究院和复旦大学联合举办了海峡两岸•香港特区及新加坡电子封装相关产业研讨会自从电子学会电子封装专业委员会1996年成立以来，己举行两届中国国际电子封装研讨会。这些学术活动必将促进与国外电子封装界的技术
3.1.2科研成果屡屡告捷
“九五”国家重点科技攻关项目将于2000年结束验收，大部分科研工作己提前或接近完成高密度封装产品PGA257PGA224QFP244SSOP32PQFP80-100TPQFP601C卡封装及相关的引线框架、插座均己达到设计定型水平，并开展了高密度封装生产工艺、陶瓷封装技术MCM-CMCM-DBGA和倒扣封装技术等多项技术攻关。使用这些封装的高性能集成电路相继设计定型另外使用我国自行开发的几种金属陶瓷封装的微波功率器件己经设计定型，并小批量用于我国的重点工程上至于MEMS封装，在我国刚刚开始，但进展喜人北京大学设立了MEMS国家重点试验室，清华大学也有相应的机构研究MEMS器件信息产业部电子十三所正在研究开发MEMS器件和封装，其中微机械热对流加速度计己经开发出来，其灵敏度为0.1V/g，分辨率可达1mg，量程大于75g，工作带宽50Hz，其中量程的测量是在离心机上进行的，在离心机最大输出75g时，加速度计仍能正常工作[6]。封装采用的是金属陶瓷封装十三所与清华大学合作，也己开发出梳齿电容式微机械加速度计十三所与东南大学合作己开发出微陀螺仪样品，漂移精度达到300度小时3.1.3生产形势十分喜人经过我国多年的科技攻关，经过广大科技人员的奋力拼搏，科研成果逐步转变成为产业化的规模如南通富士通微电子公司己形成年产SSOP14-30产品500万只，PQFP(>80pin)年生产能力300万只，PQFP(<80pin)年产2400万只。国营749厂SOP系列产品月产1000万只。经过科技攻关的IC卡封装己累计生产1500万块以上，封装成品率大于98%据中国计算机信息中心统计，集成电路封装30家，1999年完成41.5亿块的产量
3.1.4封装技改项目纷纷验收
国家工业性试验项目“LSI高密度封装工业性试验基地”信息产业部电子十三所和福建交流，为我国微电子封装发展铺路搭桥。闽航电子器件公司南北基地均己验收通过，宜兴电子器件总厂的多层陶瓷军标线也己通过认证，都己开始正常运行，这将对今后我国微电子封装的发展产生影响。
3.2发展趋势
3.2.1微电子封装向小型化微型化和表面贴装化发展
90年代是电子元器件向表面贴装化全面推进的年代，随着信息产业和移动通讯的发展，要求电子元器件向小型化•微型化和表面贴装化发展而这一点主要是靠封装的小型化、微型化和表面贴装化来实现的，因此给微电子封装带来了极好的机遇■据AliedBusinessIntelligenceInc.预测，2000年的晶体振荡器封装的世界需求量在60亿只左右据我国权威人士预计，2000年我国晶振封装需求在1.24亿只，主要用途在手机和汽车电子等领域
3.2.2对大规模集成电路高密度封装的需求量有较大增长
经过我国微电子行业多年的技术改造和引进消化吸收国外先进技术，经过国有大中企业的改革重组，大规模集成电路封装出现了很好的势头，对高密度封装的需求量不断増长，对PQFP80以上的需求量超过500万只，对CPGA84以上封装的需求超过3万只，对SSOP28-32的封装需求量超过1000万只。这给我国微电子封装的发展注入了生机和活力3.2.3对一些国家重点工程所需的高性能的封装产品，需求十分迫切科索沃战争给予了我们深刻的启迪，我国必须坚定地发展我国国防，加速国防现代化的步伐，要发展我们自己的“杀手锏”武器。在这种情况下，军用装备纷纷要求国产化，而这些装备系统的国产化需要高可靠高性能的军用电子元器件，因此对与之相配套的封装的需求十分迫切PGADIP等陶瓷封装对微波功率器件所用的金属陶瓷封装的需求量超过几十万到100万，而且对封装性能和可靠性要求十分苛刻，这对我国微电子封装的发展既是机遇，也是挑战
①国家应把握世界爆炸发展微电子封装的机遇，统一计划，统一布局，集中投资，建立和加强电子封装技术研究开发中心的建设，使其担负起全行业封装共性技术研究、高难度高水平封装开发和跟踪世界新型封装技术的任务，逐步从根本上改变我国封装的落后面貌。
②由科技部和信息产业部组织，以市场为导向，采用现代管理机制，集我国整机系统、器件和电路、元件和封装的各方面优势，以手机国产化和雷达国产化为两个平台，实施全国性的联合攻关取得有独立知识产权的科研成果后迅速向产业化转化，牵动整机•电路、元件和封装的整体发展，占领整机市场。
③重视基础工业的配套和协调发展，尤其是封装行业急需的材料(氧化铝粉料、金属材料、焊料、玻璃料、金属化浆料、热沉材料等)精密模具和精密加工业的发展。
