电子展|焊接与互连：半导体封装中的关键连接艺术

在半导体封装的精密舞台中，焊接与互连技术如同细密的神经网络，将芯片与外部世界紧密相连，确保信息的高速、稳定传输。这项工艺不仅是实现电气连接的基础，更直接影响着封装的可靠性和性能表现。今天电子展小编就来深入探索焊接与互连技术的核心原理、关键挑战、以及未来发展趋势，为半导体封装领域的专业人士呈现一场技术盛宴。

一、电子展浅谈焊接技术

焊接技术在半导体封装中主要负责实现芯片与封装基板或引线框架之间的电气和机械连接。

常见的焊接方法包括：

热压焊（Thermocompression Bonding）：利用压力和高温在金属界面形成冶金结合，适用于金-金、铜-铜等直接键合。

回流焊（Reflow Soldering）：通过加热使焊膏熔化，冷却后形成牢固的电气连接，广泛应用于引脚和焊盘的连接。

超声波焊（Ultrasonic Welding）：利用高频振动产生的摩擦热和压力实现金属间的固态焊接，特别适合薄层金属互连。

铜柱凸点焊接（Cu Pillar Bumping）：通过Cu柱与焊盘间的共晶焊接，实现高密度互连，适用于先进封装中的三维集成。

二、互连技术的演进

互连技术是连接芯片内部电路与外部世界的桥梁，其发展直接影响封装的集成度、速度和能效：

引线键合（Wire Bonding）：传统而成熟的技术，通过金线或铜线将芯片焊盘与封装引线连接，适用于各种封装形式。

倒装芯片（Flip-Chip）：芯片上的凸点直接与封装基板上的焊盘对接，通过回流焊形成互连，显著提升I/O密度和缩短信号路径。

硅通孔（TSV, Through Silicon Via）：在硅片内形成垂直互连通道，实现芯片堆叠或三维集成，非常大的提高了封装密度和性能。

三、电子展浅谈关键挑战与对策

热管理：高密度互连导致的热集中是主要挑战之一。采用高导热材料和优化的散热设计成为解决之道。

可靠性：长期使用中的疲劳、腐蚀等问题威胁着焊接点的稳定性。选择合适的焊接材料、优化焊接工艺参数，以及采用防蚀材料可有效提升可靠性。

微小化与高密度：随着封装尺寸的不断缩小和I/O数量增加，微细互连技术（如微凸点、纳米焊接）成为研究热点。

四、电子展浅谈未来趋势展望

新材料与新工艺：探索低熔点合金、无铅焊料以及低温焊接技术，以满足环保和高性能的需求。

集成度与复杂度提升：三维集成、系统级封装（SiP）的推进，要求更精细、更高效的互连解决方案。

智能化与自动化：人工智能与机器学习在焊接过程中的应用，将实现更精准的工艺控制和缺陷预测，提高生产效率和良率。

结语

焊接与互连技术是半导体封装中不可或缺的基石，它们的每一次创新都推动着半导体技术迈向新的高度。电子展小编觉得，面对日益增长的性能需求和复杂挑战，持续的技术探索与革新显得尤为重要。

文章来源：导电高研院