1.4 芯片封装的功能作用

芯片封装是将半导体前段制程加工完成的晶圆经过切割、粘贴、键合加工后，再用塑封材料包覆，达到保护芯片组件并用于线路板（Printed Circuit Board, PCB）的组装装配过程（见图1-12）。芯片封装颗粒主要是提供一个引线键合的接口，通过金属引脚、球形接点等技术连接到芯片系统，并保护芯片免于外部环境包括外力、水、杂质或化学物等的破坏和腐蚀。

图1-12 芯片封装功能结构示意图

芯片封装的目的在于确保芯片经过封装之后具有较强的机械性能、良好的电气性能和散热性能。一个完整科学的芯片封装工艺过程，首先应当满足实现集成电路芯片内键合点和外部电气连接的目的，其次还应为芯片提供一个长期稳定可靠的工作环境，不仅对芯片起到机械和环境保护的作用，而且还要保证芯片正常工作的高稳定性和可靠性。

芯片封装的主要功能作用可概括为以下几点：

（1）传递电能。

所有电子产品都以电为能源，电能的传递包括电源电压的分配和导通，在封装过程中对于电能传递的主要考量是将不同部位的器件和模块所需的不同大小的电压进行恰当的分配，以避免不必要的电损耗，同时兼顾考虑地线分配问题。电能的传送必须经过线路的连接才能实现，这是芯片封装的主要功能作用。（见图1-13）

图1-13 芯片封装传递电能结构示意图

（2）传递电信号。

集成电路产生的电信号或外部输入的电信号，需通过封装将不同层之间的线路传递到正确的位置，这些线路不仅要保证电信号的延迟尽可能小，而且还要保证传递的路径达到最短。因此在经过芯片封装使各线路连接后，各电子组件间的电信号传递既有效也高效。（见图1-14）

图1-14 芯片封装传递电信号结构示意图

（3）散热。

集成电路的各元器件、部件、模块在长时间工作时会产生一定的热量。芯片封装就是利用封装材料良好的导热性能将电路间产生的热量有效地散失，使芯片在合适的工作温度下正常工作并达到各项性能指标的要求，不致因工作环境温度积累过高而造成电路的毁损。（见图1-15）

图1-15 芯片封装散热结构示意图

（4）电路保护。

有效的电路保护不仅需要为芯片和其他连接部件之间提供可靠的机械支撑，而且还要确保精细的集成电路不受外界物质的污染。芯片封装为集成电路的稳定性和可靠性提供了良好的结构性保护和支持。（见图1-16）

图1-16 芯片封装电路保护结构示意图

（5）系统集成。

多个芯片可以通过封装工艺集成整合为一，科学的封装工艺不仅减少了电路之间连接的焊点数量，而且可以显著减小封装体积和重量，同时缩短组件之间的连接线路，整体提高了集成电路的电性能。（见图1-17）

图1-17 芯片封装系统集成结构示意图