半導體封裝材料的詳細介紹
發布時間：
2023/01/09 20:13
半導體封裝是指將通過測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立芯片的過程.整個封裝流程需要用到的材料主要有芯片粘結材料、陶瓷封裝材料、鍵合絲、引線框架、封裝基板等.
在晶圓制造工藝中，主要用料為硅片、靶材、拋光材料、光刻膠、高純化學試劑、電子特氣和化合物半導體，其中，硅片、電子特氣、光掩膜版、拋光材料等用量較大；在封裝測試中，主要材料為封裝基板、引線框架、陶瓷封裝體和鍵合金屬線，其中，封裝基板、鍵合絲等是較為主要的材料。
半導體材料作為半導體產業鏈上游的重要環節，在芯片制造過程中起著關鍵作用。半導體材料主要分為基體材料、制造材料和封裝材料。其中，基體材料主要用于制造硅晶圓或化合物半導體；制造材料主要是將硅晶圓或化合物半導體加工成芯片所需的各種材料；包裝材料是包裝和切割芯片時使用的材料。本文主要介紹了半導體制造和密封測試中涉及的主要半導體材料。
這里有的行業趨勢、工藝分享、技術路線、商業化進程等，為IC設計、封裝測試廠、探索先進封裝工藝的、半導體軟件企業、半導體封測設備及材料企業等拓展思路。
散熱則是通過封裝材料的特殊性及其他技術手段在封裝過程中為中的半導體芯片安排一定降溫裝置，以幫助其散熱。
介紹，后摩爾時代是半導體封裝產業發展的黃金期，新裝備、新材料、新工藝用于先進封裝并將其推向，雙方在晶圓級制造封裝領域的合作對于5G產業可控將具有十分重要意義。
公司泛半導體材料業務主要包括半導體制程工藝材料、半導體顯示材料、半導體先進封裝材料三個板塊，著力攻克國家戰略性新興產業（集成電路、新型顯示）被國外卡脖子、保障供應鏈的核心關鍵材料。其中：
硅晶圓、單晶硅、硅片、鍺硅材料、太陽能電池用硅材料及化合物半導體材料、電子氣體及特種化學氣體、靶材、CMP拋光材料、封裝材料、石英制品、石墨制品、防靜電材、納米材料等；
半導體封裝供應鏈。支持半導體封裝的供應鏈的結構反映了更廣泛的半導體供應鏈的結構。生產原材料、元器件和設備的供應商為封裝公司（OSAT、IDM或代工廠）提供中間產品，這些公司運營大型、無菌、自動化的工廠，加工成品芯片，為將其集成電子產品做準備。重要的是，提供先進封裝材料、設備和服務的公司也在傳統封裝市場競爭，只有極少數公司專門針對先進封裝市場提品或服務。
在芯片制造、封測過程中使用到的半導體材料種類亦很繁多，包括襯底、光刻膠、電子氣體、濺射靶材、CMP材料、掩膜版、刻蝕液、清洗液、電鍍液、封裝基板、引線框架、鍵合絲、塑封材料等眾多材料。
按應用環節劃分，半導體材料主要分為制造材料和封裝材料。主要制造材料包括硅片（硅基材料）、光刻膠及配套試劑、高純試劑、電子氣體、拋光材料、靶材、掩模板等；主要的封裝材料包括：引線框架、封裝基板、陶瓷基板、鍵合絲、包裝材料及芯片粘接材料等。具體內容如下：
封裝中的。半導體制造商約有1000種不同類型的封裝產品中，其類型按互連方式區分。互連是將一個半導體芯片成品連接到另一個封裝中的互連，其目的是保證半導體和PCB之間發射電子信號的速度與準確性。更先進的封裝技術是隨著互連密度(通稱為輸入/輸出數)的增加，封裝尺寸和功耗逐步減小。
半導體材料為芯片之基，客戶粘性較強。半導體材料作為半導體產業鏈的上游，包括硅片、光刻膠等半導體制造材料和封裝基板、引線框架等半導體封裝材料，廣泛應用于晶圓制造與晶圓封裝環節，與半導體設備共同成為芯片創新的引擎。半導體材料成本占比低，但對芯片良率影響很大，下游晶圓廠商輕易不會更換供應商。
根據半導體制造的工藝流程，半導體材料可以被分為制造材料和封裝材料兩大類。制造材料主要包括硅片、化合物半導體、光刻膠、光掩模、電子特氣、CMP材料、濺射靶材和濕電子化學品，用于IC制造；封裝材料主要包括封裝基板、鍵合金絲、引線框架、塑封材料等等，用于IC封裝測試。
先進封裝的材料、設備和服務創新對于未來美國半導體行業的領導地位至關重要。應優先考慮在降低功耗、成本和形狀因子的同時提高半導體性能的改進。此外，應優先考慮易于商業化、靈活且可擴展的創新。報告認為，美國應資助與小芯片（Chiplet）和異構集成、設備自動化以及基于這些因素的晶圓級封裝相關的先進封裝創新。
半導體組裝和封裝之間界限逐漸模糊，特別是在先進封裝領域。半導體組裝是指檢查制造的晶圓是否存在缺陷，將晶圓切割成可操作的單個芯片，將這些芯片鍵合到基板或PCB，并包封芯片以保護并連接到較大的電子系統的過程。傳統的半導體封裝是這一市場的一個組成部分，指的是用于在其保護性外殼中封裝和標記芯片、保護芯片免受環境影響，以及處理組裝好芯片的最終封裝的材料、設備和服務。結合了這兩種工藝，并且越來越多地利用前端工藝和裝備，例如光刻和計量設備。
另外，京津環渤海區域也是大型集成電路封裝和知名光電子器件封裝集中分布的市場（、、、、、…）
當前，全球半導體行業景氣度仍在持續上行，各地晶圓廠產能正在加速擴充，拉動半導體封裝設備需求暴漲并陷入供給缺貨狀態。加之國外設備廠商普遍交付周期長、價格高昂，在此背景下，國內半導體封裝設備迎來了國產替代的發展機遇。
專業生產半導體和電子元器件用封裝材料，主要產品有環氧塑封料、環氧粉末包封料兩大系列，目前共有30多種產品，用于分立器件、鉭電容、IC、紅外接收頭、壓敏電阻、陶瓷電容等半導體元件的封裝保護。
根據3M官網資料，該公司廣泛布局半導體設備、制造和封裝解決方案，其中產品涵蓋蝕刻和沉積、半導體化學機械平坦化制程（CMP）和晶圓加工的表面處理材料、先進封裝材料、用于芯片傳輸的載帶、晶圓摻雜和離子植入的材料。
封裝行業正經歷傳統封裝向先進封裝的迭代。半導體封裝是芯片制造的后道環節，指將晶圓上的電路引腳用導線接引到外部實現外部電路連接，并起到固定、密封、保護芯片以及增強電熱性能等作用。先進封裝是指當前較前沿的封裝形式和技術，主要有兩個發展方向：一個是減少封裝實體面積，降低成本，如WLP（晶圓級封裝）；另一種是將多個芯片整合在同一封裝實體內，增加封裝內部的整合程度，主要的封裝形式包括SiP（系統級封裝）和2.5D/3D封裝等。
后道先進封裝電鍍。半導體電鍍隨著晶圓級封裝工藝的發展，在三維硅通孔、重布線、凸塊工藝中都需要金屬化薄膜沉積工藝，使用電鍍工藝進行金屬銅、鎳、錫、銀、金等金屬的沉積。
主要業務分為兩類，一類為集成電路制造用關鍵工藝材料及配套設備的研發、生產、銷售。另一類為環保型、功能性涂料的研發、生產及相關服務。主要產品包括：晶圓制造及先進封裝用電鍍及清洗液系列產品、半導體封裝用電子化學材料、集成電路制造用高端光刻膠產品系列、氟碳涂料產品系列。
先進封裝：是傳統半導體封裝的組成部分，使用新穎的技術和材料來提高集成電路性能、功率、模塊化和耐用性。這些先進封裝具有多種優勢：時延、更高的帶寬、更高的效率和功率輸送以及更高的輸入/輸出密度。
資料顯示，的半導體材料主要包括應用于半導體制造及先進封裝領域的光刻膠及濕制程電子化學品如顯影液、蝕刻液、剝離液、電鍍液等，用于集成電路傳統封裝領域的錫球、環氧塑封料等。
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