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微電子封裝可以說是一個緊湊的封裝體，其中主要包括十萬乃至數百萬個半導體元件，也就是集成電路芯片，在外界提供電源的基礎之上可實現與外界的信息交流。單芯片封裝（SCP）設計和制造，芯片互連與組裝，封裝總體電性能、力學性能、熱性能和可靠性設計、封裝材料等都是微電子封裝所必須涉及的內容。在不斷的發展過程中微電子連接技術也在原有基礎上取得較為明顯的進步，加工工作也逐漸精細化。
一、微電子封裝的發展歷程及其連接技術的應用
1.發展歷程
在20世紀80年代以后，以表面安裝類型的四邊引線封裝為主的表面安裝技術迅速發展。它改變了傳統的插裝形式，器件通過再流技術進行焊接，由于再流焊接過程中焊錫熔化時的表面張力產生自對準效應，降低了對貼片精度的要求，同時再流焊接代替了波峰焊，也提高了組裝良品率。此階段的封裝類型如塑料有引線片式裁體（PLCC）、塑料四邊引線扁平封裝（PQFP）、塑料小外形封裝（PSOP）以及無引線四邊扁平封裝等。
2.球柵陣列封裝
20世紀90年代，隨著集成技術的進步、設備的改進和深亞微米技術的使用，硅單芯片集成度不斷提高，對集成電路封裝要求更加嚴格，I/0引腳數急劇增加，功耗也隨之增大。為滿足發展的需要，在原有封裝品種基礎上，又增添了新的品種——球柵陣列封裝，簡稱BGA。其采用小的焊球作為元件和基板之間的引線連接。這種BGA突出的優點包括：
（1）電性能更好：BGA用焊球代替引線，引出路徑短，減少了引腳寄生效應；
（2）封裝密度更高：由于焊球是整個平面排列，因此對于同樣面積，引腳數更高。
（3）BGA的節距與現有的表面安裝工藝和設備完全相容，安裝更可靠；
（4）由于釬料熔化時的表面張力具有“自對準”效應，避免了傳統封裝引線變形的損失，大大提高了組裝成品率；
（5）BGA引腳牢固；
（6）焊球引出形式同樣適用于多芯片組件和系統封裝。
3.芯片尺寸封裝
1994年9月，日本三菱電氣公司研究出一種芯片面積/封裝面積=1：1.1的封裝結構.其封裝外形尺寸只比裸芯片大一點點。也就是說，單個IC芯片有多大，封裝尺寸就有多大，從而誕生了一種新的封裝形式，命名為芯片尺寸封裝，簡稱CSP。
CSP是整機小型化、便攜化的結果。它定義為封裝后尺寸不超過原芯片的l-2倍或封裝后面積不超過裸片面積的1.5倍。倒裝焊和引線鍵合技術都可以用來對CSP封裝器件進行引線。它具有更突出的優點：
（1）近似芯片尺寸的超小型封裝；
（2）保護裸芯片；
（3）便于焊接、安裝和修整更換。
二、微電子焊接及徽連接技術
1.微電子焊接研究的重要性
通過對微電子元器件制造和電子設備組裝進行分析可發現，產品的最終質量會受到多種客觀因素的影響，其中影響最為直接的就是連接技術。在規模較大的集成電路中最少有幾十個焊點同時存在，多達數百個，但巨型計算機的印刷線路板上最多可達到上萬個焊點。
這些焊點如果有一個存在時效現象就會導致整個元器件或者整機出現停止工作的現象。根據相關調查和統計我們可以發現，焊點失效在電子元器件或電子整機的所有故障原因中所占比例高達60%，這可在一定程度上說明焊接技術在電子工業生產技術中作為最薄弱的環節存在。
2.芯片焊接技術
（1）引線鍵合技術
芯片I/o焊盤和對應的封裝體上的焊盤用細金屬絲一一連接起來就是引線鍵合技術的實質與目標，注意在實際連接過程中一次只能連接一根。采用超聲波焊將一根細引線分別鍵合到IC鍵合區和對應的封裝或基板鍵合區上是實際進行引線鍵合工作的主要內容，注意其直徑一般為25納米。靈活性較強是這種工藝的明顯特征與優勢，在利用上述技術進行工作時還需要得到熱壓、熱超聲和超聲方法的支撐。
用高壓電火花使金屬絲端部形成球形是在實際進行熱壓鍵合和熱超聲鍵合時首先需要滿足的條件，這也是其還稱之為球楔鍵合的主要原因。在實際進行加熱加超聲波時主要針對金屬絲以及焊接點進行，接觸面會在這一過程中呈現出一種塑性變形的現象，這不僅會對界面的氧化膜造成破壞，同時也是導致其出現活性化現象的主要原因。
（2）載帶自動鍵合技術
載帶自動焊（TAB）是一種將IC安裝和互連到柔性金屬化聚合物載帶上的IC組裝技術。載帶內引線鍵合到IC上，外引線鍵合到常規封裝或PWB上，整個過程均自動完成。為適應超窄引線間距、多引腳和薄外形封裝要求.載帶自動鍵合（TAB）技術應用越來越普遍。雖然載帶價格較貴，但引線間距最小可達到150納米，而且TAB技術比較成熟，自動化程度相對較高，是一種高生產效率的內引線鍵合技術。
（3）倒裝芯片鍵合技術
倒裝芯片鍵合技術是目前半導體封裝的主流技術，是將芯片的有源區面對基板鍵合。在芯片和基板上分別制備了焊盤，然后面對面鍵合.鍵合材料司‘以是金屬引線或載帶，也可以是合金釬料或有機導電聚合物制作的凸焊點。倒裝芯片鍵合引線，焊凸點直接與印刷線路板或其它基板焊接，引線電感小，信號問竄擾小.信號傳輸延時短，電性能好，是互連巾延時最短、寄生效應最小的一種互連方法。
3.再流焊
所謂的再流焊就是通過加熱使預置的釬料膏或釬料凸點重新熔化即再次流動，潤濕金屬焊盤表面形成牢固連接的過程。常用的再流焊熱源有紅外輻射、熱風、熱板傳導和激光等。
再流焊溫度曲線的建立是再流焊技術中一個非常關鍵的環節。按照焊接過程各區段的作用，一般將其分為預熱區、保溫區、再流區和冷卻區等4段。預熱過程的目的是為了用一個可控制的速度來提高溫度，以減少元件和板的任何熱損壞。
目前再流焊工藝中比較成熟的是熱風再流焊和紅外再流焊。隨著免清洗和無鉛焊接的要求。出現了氮氣焊接技術。適應無鉛焊接的耐高溫再流焊成為該技術重要的發展方向。
結語：
在微電子封裝技術方面經歷了雙列直插、四方扁平等階段。目前球柵陣列封裝已經成為主流產品，現在芯片尺寸封裝和多芯片組件也在蓬勃發展。今后微電子封裝將繼續向高性能、高可靠性、多功能、小型化、薄型化、便攜式及低成本方向發展，相關的連接技術也必須符合這種發展趨勢。在所使用的封裝材料方面有金屬、陶瓷、塑料，而低成本的塑料是應用的主要方向。
參考文獻：
[1]劉昌明.微電子封裝與組裝中的微連接技術的研究[J].數字通信世界，2016（8）.
[2]高仕驥.對微電子的封裝以及連接技術的研究分析[J].金山，2012（6）.
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