微电子封装技术未来发展面临的问题与挑战

毫无疑问，3D封装和SIP系统封装是当前以至于以后很长一段时间内微电子封装技术的发展方向。

目前3D封装技术的发展面临的难题：一是制造过程中实时工艺过程的实时检测问题。因为这一问题如果解决不了，那么就会出现高损耗，只有控制了每一道生产工艺，才能有效地保证产品的质量,从而达到有效地降低废品率。二是超薄硅圆片技术。面对更薄的硅圆片,在夹持和处理过程中如何避免它的变形及脆裂,以及后续评价检测内的各种处理技术,都有待进一步研究。三是高密度互连的散热问题。目前,基于微流体通道的液体冷却被证明是显著降低3DICs温度的有效方法。但在封装密度不断增加的前提下,微流体通道的分布需要与电气通路和信号传输通路统筹分布,如何在成功制作出更小微流体通道的同时保证系统整体性能的要求,是研究者们需要考虑的问题。但是,我们仍需看到3D封装在高密度互连趋势下的巨大潜力。3D封装在未来的消费电子产品领域(特别是手机、掌上电脑)、机器人领域、生物医学领域等将扮演重要的角色。

微晶片的减薄化是SIP增长面对的重要技术挑战。现在用于生产200mm和300mm微晶片的焊接设备可处理厚度为50μm的晶片，因此允许更密集地堆叠芯片。如果更薄，对于自动设备来说将产生问题：晶片变得过于脆弱，因此更加易碎。此外，从微晶片到微晶片的电子“穿孔”效应将损毁芯片的性能。但是我们应该看到SIP巨大的市场前景，AlliedBusinessIntelligence统计，仅RF蜂窝市场的销售额就从2003年的18亿美元飙升至2007年的27.5亿美元。由堆叠BGA封装以及有源和无源组件构成的近十亿SIP于2003年上市，包括功率放大器、天线转换开关、发送器和前端模块。联合调研表明,RF、数字、蓝牙、电源和汽车应用等市场已经被SIP技术占领。在我国SIP技术也有很好的发展，如江苏长电科技股份有限公司开发的整体U盘的SIP封装技术，SIP系统级封装的U盘是一个USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，与传统U盘相比，有着轻薄短小、容量大且可靠性高的特点。未来，我们也将看到更多SIP技术的产品出现在我们周围。

无论是3D封装技术，还是系统级的封装技术SIP，都是基于更小体积、更多功能、更好稳定性的前提下发展而来的。特别是SIP不仅提出了系统级封装的概念，更是一种创意的封装思想，开拓了一种低成本系统集成的可行思路与方法，引出了许多的创意火花，丰富着微电子封装技术，也较好地解决了SOC中诸如工艺兼容、信号混合、电磁干扰EMI、芯片体积、开发成本等问题，SIP封装集成能最大程度上优化系统性能，避免重复封装，缩短开发周期，降低成本并提高集成度，掌握这项新技术是进入主流封装领域的关键。毋庸置疑，未来的微电子封装产业将会迎来一个异彩纷呈的、多种技术并行的新时代。lw