半导体封装工艺：给芯片穿 “防护衣”，还得有靠谱 “气体管家”

咱先唠个接地气的事儿：你买的手机芯片，刚从晶圆厂出来时就像个 “脆弱的小婴儿”—— 浑身裸露，怕潮、怕脏、怕磕碰，还没法跟外界 “说话”（连接电路）。这时候，芯片封装工艺就登场了，它相当于给芯片穿了件 “多功能防护衣”，既能保护芯片安全，又能帮它跟外界顺畅沟通，妥妥的芯片 “成长保镖”！

一、为啥非得给芯片 “穿衣服”？封装的4大主要目的

防护：挡雨遮风的 “雨衣”

芯片这小家伙特娇贵，只认 “恒温恒湿无尘” 的舒适区（温度 230±3℃、湿度 50±10%、尘埃颗粒度 1K-10K 级），可现实中哪儿有这条件？冬天可能冷到 - 40℃，夏天热到 60℃，梅雨季湿度还能飙到 100%，要是不封装，芯片分分钟 “失效”。封装就像给它套了层防水防摔的 “雨衣”，隔绝恶劣环境。

支撑：稳当可靠的 “小支架”

你想啊，芯片那么薄，咋固定住跟电路连接？封装里的 “载片台” 就是芯片的 “小床”，用环氧树脂粘合剂把芯片牢牢粘在上面；“引脚” 则像 “小腿”，支撑起整个器件，避免芯片被碰坏。

连接：打通沟通的 “电话线”

芯片上有很多细小的 “焊盘（pad）”，就像它的 “嘴巴”，但没法直接跟外界电路说话。封装时，先用 “金线” 把焊盘和引脚连起来，再通过引脚对接外界电路，相当于给芯片装了 “电话线”，让它能正常传递信号。

可靠性：延长寿命的 “保养剂”

芯片用久了，难免遇到机械压力、化学腐蚀这些 “小麻烦”。封装材料选得好、工艺做得细，就能帮芯片扛住这些伤害，延长使用寿命。比如塑封体不仅能固定零件，还能阻挡腐蚀，妥妥的芯片 “保养小能手”。

二、封装技术的 “进化史”：从 “大块头” 到 “迷你精”

芯片封装也在不断 “升级打怪”，从几十年前的 “大块头” 变成现在的 “迷你精”，大致分了 5 个阶段：

• 插装时代（1970s 前）：像早期的 DIP 封装，就像 “带长针的积木”，把引脚装入电路板，缺点是体积大、集成度低，只能装少量芯片。
• 表贴时代（1980s-1990s）：比如 SOP、QFP 封装，改成 “扁平小贴片”，直接贴在电路板上，体积变小，能装更多芯片，就像把 “大面包” 换成了 “薄饼干”。
• 面阵列时代（2000s）：BGA、CSP 封装登场，引脚像 “小滚珠” 一样排在封装底部，信号传输更快、更稳定，适合高性能芯片，好比给芯片装了 “高速网线”。
• 基板 + 堆叠时代（2010s）：用 2.5D TSV 技术，把多个芯片 “叠叠乐” 装在一个封装里，比如两个存储芯片叠一起，容量直接翻倍，还不用增大体积，就像把 “单层衣柜” 改成了 “双层衣柜”。
• 扇出时代（2020s 后）：在晶圆级别直接封装，把芯片的 “接口” 延伸到芯片外的空隙，能装更多引脚、集成更高，就像给芯片 “扩了个大阳台”，能放更多 “家具”。

三、以 SOP 封装为例：芯片 “穿衣服” 的 10 步流程

咱们以常见的 SOP 封装为例，看看芯片是怎么一步步 “穿好防护衣” 的，整个过程分 “前道（内部组装）” 和 “后道（外形成型）”，就像先给衣服缝好内衬，再做整体剪裁：

（一、）前道：给芯片 “搭好骨架”

磨片：给芯片 “减薄处理”

晶圆刚出厂时像 “厚饼干”，厚度 0.7mm 左右，得用高速砂轮从背面磨薄，磨到封装需要的厚度，就像把 “厚面包片” 切成 “薄吐司”。

初次检查：“体检” 把关

磨完后用光学设备检查晶圆，看看有没有磨坏，就像体检时先测视力、量身高，确保 “身体没问题”。

装片：给芯片 “铺蓝膜”

把晶圆正面朝下固定，铺上不锈钢铁环和粘性蓝膜，用压力滚轮压牢，让晶圆粘在蓝膜上、蓝膜固定在铁环上，就像给芯片铺了层 “防滑垫”，方便后续操作。

划片：给芯片 “切小块”

用高速旋转的金刚石刀片，沿着晶圆上的切割槽把芯片一个个切开，就像把 “大披萨” 切成一小块一小块，互不粘连。

第二次检查：再 “复查” 一遍

切开后再检查每个芯片，防止切割时产生损坏，就像切完披萨后看看有没有掉渣、有没有切歪。

贴片：给芯片 “找小床”

用顶针从蓝膜下把芯片顶起来，真空吸嘴吸住芯片，再在引线框架的载片台上涂液态环氧树脂，把芯片粘上去，相当于给芯片找了个 “固定小床”。

烘烤：让 “胶水” 变牢固

把粘好芯片的引线框架放进高温环境烘烤，让环氧树脂凝固，把芯片牢牢粘在载片台上，就像粘东西后等胶水干透。

引线键合：给芯片 “接电话线”

用金线把芯片的焊盘和引线框架的引脚连起来，就像给芯片和外界电路接了 “电话线”，以后就能传递信号了。

第三次检查：查 “电话线” 通不通

检查金线有没有接错、接牢，防止后续信号传输出问题，就像接完电线后测测通不通电。

（二、）后道：给芯片 “做好外套”

塑封：给芯片 “套防护壳”

把芯片、金线、引线框架一起放进模具，加入固体环氧树脂，在 165-185℃高温、30 吨以上压力下，让环氧树脂液化再固化，形成塑封体，就像给芯片套了层 “坚硬防护壳”。

后固化：让 “防护壳” 更耐用

把塑封好的器件再高温老化处理，让环氧树脂更稳定，延长使用寿命，好比给防护壳 “加层耐磨涂层”。

切筋：给引脚 “剪多余线头”

引脚之间有连筋，得用机器切断，让每个引脚分离，就像衣服缝好后剪掉多余的线。

电镀：给引脚 “镀层保护膜”

在引脚外镀一层纯锡，增强导电性能，还能防止生锈，就像给金属零件镀层 “防锈膜”。

电镀后烘烤：让 “保护膜” 更牢

镀锡后再高温烘烤，让锡层更稳定，不容易脱落。

打印：给芯片 “贴身份证”

在塑封体上打印器件型号、生产日期等信息，就像给芯片贴了张 “身份证”，方便识别。

成形：给引脚 “定形状”

用模具把引脚冲压成指定形状，比如弯曲成适合焊接的角度，而且尺寸有严格标准，比如 TSOP 封装总高度不能超过 1.27mm，引脚间距 0.5mm，就像给衣服的 “袖口”“领口” 做定型。

收尾检查：收尾 “验收”

100% 检查引脚外观、塑封体有没有瑕疵，确保每个芯片都合格，就像衣服出厂前收尾检查有没有线头、有没有破洞。

四、封装工艺里的 “隐形帮手”：ZTGas 气体混配器

说到这儿，你可能没注意，封装过程中很多步骤都离不开 “特殊气体” 的帮忙！比如塑封时的高温环境，需要稳定的保护气体防止芯片氧化；电镀时也需要特定气体氛围保证镀层均匀。这些气体可不是随便混合的，比例差一点就可能导致封装失败，比如塑封时气体比例不对，塑封体可能有气泡，影响防护效果。

这时候，上海慕共代理的 ZTGas 气体混配器就成了 “靠谱气体管家”！它就像个 “智能调酒师”，能根据封装不同步骤的需求，把氩气、氮气等基础气体按精确比例混合。比如塑封阶段需要高纯度的保护气体，ZTGas 气体混配器能稳定输出指定比例的混合气，避免氧化；电镀时需要特定浓度的反应气体，它也能精确把控。

而且它稳定性优良，不会出现气体比例忽高忽低的情况，能减少因气体问题导致的封装缺陷，比如引脚氧化、塑封体气泡等，让每颗芯片都能顺利 “穿好防护衣”，妥妥的半导体封装工艺好搭档！

上海慕共实业有限公司是你身边的气体应用综合解决方案供应商！