LED圓片級封裝（WLP）技術(shù)從哪里來

     1904年英國人弗萊明發(fā)明了世界上第*個(gè)電子管，這標(biāo)志著人類從此進(jìn)入了電子時(shí)代，此后電子管技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用，世界上第*臺電子計(jì)算機(jī)“ENIAC”就是采用電子管制造的，但是人們在使用中發(fā)現(xiàn)電子管具有體積大、功耗大、發(fā)熱大、成本高、結(jié)構(gòu)脆弱、壽命短等缺陷。這就迫使人們研究更先進(jìn)的電子元器件代替電子管。

    1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、巴丁和布拉頓發(fā)明了晶體管，人類從此進(jìn)入了微電子時(shí)代。電子產(chǎn)品中電子管逐漸被晶體管所取代，晶體管成為微電子時(shí)代的主流產(chǎn)品。

    二十世紀(jì)六十年代集成電路技術(shù)的發(fā)展使得晶體管的小型化成為可能，在單個(gè)芯片上集成幾百個(gè)晶體管成為現(xiàn)實(shí)。晶體管尺寸的不斷縮小使單個(gè)芯片上集成的晶體管數(shù)目不斷增加，集成電路的規(guī)模也從小規(guī)模（SSI），逐漸發(fā)展成大規(guī)模、超大規(guī)模、甚大規(guī)模、吉規(guī)模，下表顯示了集成電路集成規(guī)模的發(fā)展。

    集成電路的快速發(fā)展，使芯片的集成度日益提高，從而使越來越多的產(chǎn)品采用半導(dǎo)體芯片。封裝是半導(dǎo)體芯片走向?qū)嵱没年P(guān)鍵步驟。廣義上的電子封裝是指對各種電子元器件的封裝和組裝，即包括一級封裝、二級封裝和三級封裝。狹義的電子封裝是指對半導(dǎo)體芯片或部件進(jìn)行保護(hù)。

    封裝主要有四大作用：第*，保護(hù)半導(dǎo)體芯片免受外界復(fù)雜環(huán)境的影響；第二，為芯片提供散熱通道；第三，為芯片提供機(jī)械支撐；第四，為芯片提供電連接。自從微電子技術(shù)誕生以來，芯片設(shè)計(jì)、芯片制造以及封裝和測試就成為微電子技術(shù)三個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，業(yè)界普遍認(rèn)為微電子產(chǎn)品總成本中，這三個(gè)環(huán)節(jié)各占三分之一。因此研究高可靠性的封裝技術(shù)，對于提高產(chǎn)品成品率以及控制成本而言，具有重要的意義。

    自從1947 年第*只晶體管誕生之日起，封裝也隨之應(yīng)運(yùn)而生。經(jīng)過 將近70年的發(fā)展，封裝技術(shù)獲得了長足的進(jìn)步，下圖所示為封裝技術(shù)發(fā)展示意圖。

    二十 世紀(jì)八十年代之前，半導(dǎo)體封裝主要采用雙列直插式封裝技術(shù)（DIP），管腳數(shù)4~64 個(gè)。主要采用穿孔技術(shù)安裝在電路板上。封裝密度低、效率低，難以滿足自動(dòng)化生產(chǎn)要求。

    二十世紀(jì)八十年代出現(xiàn)了表面貼裝技術(shù)（SMT），與雙列直插式封裝技術(shù)相比較，表面貼裝技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)有：提高了封裝密度；縮小了元器件尺寸縮短了引線；改善了電性能；更適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)。典型的SMT 封裝技術(shù)包括方形扁平封裝（QFP）和四邊J形引腳扁平封裝（QFJ）。

    二十世紀(jì)九十年代以后，由于人們對于產(chǎn)品小型化以及高集成度的要求日益強(qiáng)烈，隨之誕生了一些新型的封裝形式，如：球柵陣列封裝（BGA）、倒裝焊（FC）、芯片尺寸封裝（CSP）以及圓片級封裝（WLP）。最近幾年，又誕生了三維封裝技術(shù)，這對于提高系統(tǒng)的集成度、增加封裝密度具有極其重要的意義，典型的三維封裝技術(shù)有芯片堆疊技術(shù)、封裝堆疊技術(shù)等。

    圓片級封裝是采用IC工藝在圓片上進(jìn)行工藝加工并且進(jìn)行封裝和測試，相較于傳統(tǒng)的封裝技術(shù)，圓片級封裝（WLP）技術(shù)由于具有較為顯著的優(yōu)點(diǎn)，如圓片級封裝技術(shù)有較小封裝面積，降低了單個(gè)封裝體封裝、老化、測試的費(fèi)用等，近些年來一直受到人們的關(guān)注。

    然而，圓片級封裝技術(shù)也有許多可靠性問題需要解決。不同的鈍化層材料、UBM層的布局和厚度都會對圓片級封裝產(chǎn)品可靠性造成影響。老化測試是評定圓片級封裝產(chǎn)品可靠性的重要手段，如何提高焊球抗老化性能具有重要意義。同時(shí)，人們對綠色環(huán)保的呼聲日益高漲，造成了焊料無鉛化發(fā)展這一必然趨勢，研究發(fā)現(xiàn)無鉛焊料抗跌落性能較有鉛焊料差，這使得圓片級封裝產(chǎn)品跌落可靠性也值得我們關(guān)注。