前言

自20世纪70年代以来，集成电路封装技术经历了三次重大变革。集成电路封装形式由传统的两边端子引线型（如DIP）、四边端子引线型（如QFP、TSOP等）发展为平面阵列端子引线型（如PGA）和平面阵栅焊球或凸点引出型（如BGA、CSP等）；芯片端子引出由金属引线（如金丝）发展到焊料微球和金属凸点，大幅缩短了信号传输距离，提高了传输速度；由单个芯片封装发展到多个芯片封装，由单层多个芯片封装发展到多层多个芯片封装。在多个芯片封装基础上，发展了系统级封装（System in a Package，SiP）和晶圆级封装（Wafer Level Package，WLP）等先进封装技术。SiP不但可将同一类型的多个芯片封装于一体（Multi Chip Package，MCP），还可将不同种类、不同功能的多个芯片封装于一体，芯片之间可以进行信号存取和交换，从而形成一个具备特定功能的电子系统。WLP首先对整个晶圆进行整体一次性封装，然后将封装的集成电路进行切割，形成单个封装电路，与单个芯片封装相比，封装密度显著增加，封装尺寸显著缩小，生产效率显著提高。

自20世纪90年代以来，集成电路产业在全球范围内进入快速发展阶段。原先分工明确的前道（集成电路设计与制造业）、后道（集成电路封装业）和组装（PCB产业）的上下游关系越来越紧密，分工界限日趋模糊，目前已逐渐形成一个整体产业。随着集成电路制造技术水平的不断提高，集成电路封装技术也随之发生了巨大变化，业已迈入高密度电子封装时代，同时带动了PCB产业的快速发展。随着集成电路特征线宽越来越窄（目前已经达到7nm/5nm水平），集成电路封装尺寸越来越小，厚度越来越薄，封装结构日趋复杂。

先进集成电路封装技术主要基于四大关键技术，即高密度封装基板技术、薄/厚膜制作技术、层间微互连技术和高密度电路封装技术。其中高密度封装基板技术占据着核心地位。高密度封装基板分为无机基板和有机基板两大类。无机基板主要指的是陶瓷基板，它具有热导率高、模量高、热膨胀系数低等特点；有机基板则是以有机树脂与玻璃布复合材料或有机薄膜为基材，采用积层多层布线和多层压合方式实现高密度多层布线，具有电绝缘性能好、介电常数低、质量小、制造成本低、易实现多层化、便于实现自动化生产等特点。与无机基板相比，有机基板获得了更普遍的应用。无论高密度多层封装基板，还是芯片表面积层结构的多层布线，都是通过层间微互连技术实现的：将光敏性绝缘树脂作为绝缘介质层，导体金属作为信号传输层，经过光刻工艺形成多层微互连结构；将多层基板表面的微焊盘与芯片积层表面的微凸点/焊球精确对准，或者将多层基板表面的微凸点/微焊球与芯片积层表面的微焊盘精确对准后，经波峰焊实现电气连接。同时，高密度电路封装技术（包括环氧塑封、环氧底填、导电胶接、导热胶接、芯片黏结等）都发生了深刻变化。

封装材料是封装技术的基础，对封装基板制造、薄/厚膜制作、层间微互连和高密度封装等都具有关键的支撑作用。封装材料主要包括无机封装材料和有机封装材料两大类。无机封装材料主要包括金属材料（如金丝、导体铜箔、焊料等）和陶瓷材料（如陶瓷基板等）。目前，有机封装材料的种类最多、使用量最大、应用面最广，主要包括：①封装基板材料，用于搭载集成电路芯片，分为刚性封装基板和挠性封装基板两种；②层间互连用光敏性绝缘树脂，主要用于集成电路芯片表面上的多层互连布线、凸点制作、芯片黏结等，如光敏性聚酰亚胺树脂（Photosensitive Polyimides，PSPI）、光敏性苯并环丁烯树脂（Photosensitive Benzocyclobutene，PS-BCB）、高耐热黏结胶膜、光刻胶及高纯化学试剂等；③高密度封装材料，主要用于保护搭载在基板上或固定在引线框架上的集成电路芯片，如环氧塑封料、环氧底填料、芯片黏结胶膜、导热黏结材料等。

本书共7章，系统介绍高密度集成电路有机封装材料的制备、结构与性能及典型应用，主要内容包括高密度集成电路有机封装材料引论、刚性高密度封装基板材料、挠性高密度封装基板材料、层间互连用光敏性绝缘树脂、环氧树脂封装材料、导电导热黏结材料、光刻胶及高纯化学试剂。

本书由杨士勇编著。参加本书编写的人员还有洪伟杰、胡爱军、张浩洋、何建君、杨海霞、王立哲、袁莉莉、赵晓娟、王志媛、吴子煜、范圣男、赵炜珍。其中，洪伟杰、胡爱军编写了第1章，张浩洋、胡爱军编写了第2章，何建君、杨海霞编写了第3章，王立哲、袁莉莉编写了第4章，赵晓娟、王志媛编写了第5章，吴子煜、杨海霞编写了第6章，范圣男、赵炜珍编写了第7章。全书由杨士勇统稿、定稿。

本书适合微电子制造与封装、高分子科学、化学化工等领域的科技人员阅读，也可作为高等学校相关专业的教学用书。

由于作者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

杨士勇

2020年11月11日 北京