【精品】BGA发展趋势

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1、(DigiTimes.com企划)随著半导体制程技术能力不断向上提升，半导体芯片的功能H益强大，以致半导体芯片讯号的传输量逐渐增加，芯片的脚数亦随之增加，过去以导线架(Lead・Frame)的封装形式已逐渐无法满足市场的需求，因而让封测产业一路由低阶的DIP(DualIn-LinePackage)>SOP(SmallOut-LinePackage)、TSOP等逐渐走向以IC载板的闸球阵列(BGA)、覆晶(FlipChip；FBGA),乃至于CSP(晶圆尺寸封装)等高阶封装形式，这是因为来口于终端应用市场的需求，使得封装技术必须不断翻新来满足市场的需要。10年一次封装

2、技术主角换人做根据ICInsight的封装技术演进史，町以说是每10年，就会出现一次主流封装技术更换，1970年代的主流技术为DIP,这种封装技术是引脚插入技术为基础，大多是应用于64脚以下的电子元件封装。到了1980年代，随著终端应用市场的需求，主流封装由双边引脚的DIP,进化到周边引脚且以表面黏著技术为基础的QFP(QuadFlatPackage)及LCC(Leaded/LeadlessChipCarrier),除此之外，还有CPU是以面阵列引脚型态的PGA以及因应消费性电子商晶所产生的SOP小型化封装技术。1990年代，在消费性电子诉求轻薄短小的趋势下，强调比

3、SOP更小更薄的SSOP/TSOP及TQFP/FQFP成为这一世代的封装主流，不过在芯片、绘图卡等高阶产品闸树、设计复朵度的彫响下，在1990年代末期，具备更高脚数且效能佳的BGA(BallGridArray)窜升成为市场主流。而2000年起，来自于手机以及高阶计算机架构的需求以及降低成本考量，CSP、FBGA、晶圆级封装(WaferLevelPackaging；WLP)等取代先前的技术成为市场主流。应用端急速爆发的覆晶封装技术早在1960年代覆晶封装(Flip-Chip)技术的前身，由IBM发明的C4(ControlledCollapseChipConnectio

4、n),开启覆晶封装封装技术的概念，后来由H本IBM首先采用塑料基板取代过去所用的陶瓷基板，这重人的材料突破让覆甜封装封装推进一大步，但只到1980年代IBM的C4相关专利到期，H本、美国、徳国等各地区的大厂纷纷积极发展，但都局限在国防通讯等特殊领域的应用，直到Intel将覆晶封装技术大量应川在CPU、芯片组，才开川覆晶封装技术被普遍应川的新的纪元，如今在PCIExpress架构已经渐成个人计算机的主？的加持下，更是奠定覆品封装的地位。覆品封装技术是一种将晶面朝下并藉由金属凸块与承载基板接合的集成电路封装体，覆晶封装体的承载基板与芯片间，必须是一对一匹配，这样才能将芯

5、片上的电极与基板的电极精准接合。此外，覆晶封装与传统打金线封装有结构上的变革，最大不同在于传统封装采用金线，当作与导线架的连接导线，覆晶封装则是采用锡铅凸块当作与覆晶基板的连接点。相较于打金线的方式，覆晶封装采用锡铅凸块的好处，是可以大幅度提高芯片I/O的密度,例如智霖(Xilinx)的FPGA可达到近2,000只脚数(pin),该颗芯片的人小(DieSize)达到45mmx45mm；当然覆品封装不是只有町以提高芯片I/O的密度一个优点，它还具备可以良好控制杂讯的干扰，以及对于元件电性的效能、优异的散热性能、及封装外型的薄度都有高度的改善等。晶圆级封装因应高效能与低

6、成本而牛以晶圆代工为中心的思考模式，通常将晶圆制造分为前段及后段制程，所谓的前段半导体制程是以晶鬪测试(WaferProbing)为分界点，台积电的晶鬪代工作业，就是进行到WaferProbing后，再交由封装厂进行后段制程。然而，晶圆级封装将模糊这传统的概念，因为晶圆级封装是在芯片切割前，就进行封装、测试的作业，品圆级封装整合前、后段制程，没有打金线作业、没有基板、没有介电材料(underfill),部分前段制程技术的再延伸。与传统芯片封装方式不同Z处，在于晶圆级封装技术口J先在整片晶圆上进行封装和测试Z后，再切割成个别的晶粒，无需经过打线与填胶程序，且封装后的芯

7、片尺寸等同晶粒原来的大小。因此，晶圆级封装技术的封装方式，不仅明显缩小IC尺寸，符合行动信息产品对高密度积体空间的需求，在电器特性规格上，也因芯片可以最短的电路路径，透过锡球直接与电路板连结，因而大幅提升资料传输速度，有效降低杂讯干扰机率。晶圆级封装是以凸块(Bumping)或锡球(BallMount)直接与PCB相连，由于不需要中介层(Interposer)、填充物(Underfill)与导线架，并省略黏晶、打线等制程，大幅减少材料及人工成本;相较-TQFN(QuadFlatNo-lead)封装技术，晶圆级封装可节省20%以上的成木，充分地满足兼顾成木考量与精