国产芯片材料的黄金十年到了芯片是什么东西( 三 ) _半导体

半导体芯片的单元器件内部由衬底、绝缘层、介质层、导体层及保护层等组成，其中，介质层、导体层甚至保护层都要用到溅射镀膜工艺。集成电路领域的镀膜用靶材主要包括铝靶、钛靶、铜靶、钽靶、钨钛靶等，要求靶材纯度很高，一般在 5N（99.999%）以上。
全球溅射靶材的龙头企业主要是美国的霍尼韦尔和普莱克斯，日本的日矿金属、住友化学、爱发科、三井矿业和东曹。
半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金锡铜铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（Bond Pad）连接到基板的相应引脚（Lead），并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，通常经过入检 Ining、测试 Test 和包装等工序，最后入库出货。整个封装流程需要用到的材料主要有芯片粘结材料、陶瓷封装材料、键合丝、引线框架、封装基板、切割材料等。
芯片粘结材料。芯片粘结材料是采用粘结技术实现管芯与底座或封装基板连接的材料，在物理化学性能上要满足机械强度高、化学性能稳定、导电导热、低固化温度和可操作性强的要求。在实际应用中主要的粘结技术包括银浆粘接技术、低熔点玻璃粘接技术、导电胶粘接技术、环氧树脂粘接技术、共晶焊技术。环氧树脂是应用比较广泛的粘结材料，但芯片和封装基本材料表面呈现不同的亲水和疏水性，需对其表面进行等离子处理来改善环氧树脂在其表面的流动性，提高粘结效果。
▲芯片粘结材料的示意图（以封装锡球为例）
根据 SEMI 和 IC Mtia 数据， 2016 年全球芯片粘结材料的市场规模大约 7.5 亿美元，其中国内市场规模约 20 亿元。
陶瓷封装材料。陶瓷封装材料是电子封装材料的一种，用于承载电子元器件的机械支撑、环境密封和散热等功能。相比于金属封装材料和塑料封装材料，陶瓷封装材料具有耐湿性好，良好的线膨胀率和热导率，在电热机械等方面性能极其稳定，但是加工成本高，具有较高的脆性。目前用于实际生产和开发利用的陶瓷基片材料主要包括 Al2O3、BeO 和 AIN 等，导热性来讲 BeO 和 AIN 基片可以满足自然冷却要求， Al2O3 是使用最广泛的陶瓷材料， BeO 具有一定的毒副作用，性能优良的 AIN 将逐渐取代其他两种陶瓷封装材料。
根据 SEMI 数据显示， 2016 年全球陶瓷封装材料的市场规模大约 21.7 亿美元，占到全部封装材料市场规模的 11%左右，其中国内市场规模约 35 亿元。全球龙头企业主要是日本企业，如日本京瓷、住友化学、NTK 公司等。
封装基板。封装基板是封装材料中成本占比最大的一部分，主要起到承载保护芯片与连接上层芯片和下层电路板的作用。完整的芯片是由裸芯片（晶圆片）与封装体（封装基板与固封材料、引线等）组合而成。封装基板能够保护、固定、支撑芯片，增强芯片的导热散热性能，另外还能够连通芯片与印刷电路板，实现电气和物理连接、功率分配、信号分配，以及沟通芯片内部与外部电路等功能。

国产芯片材料的黄金十年到了 芯片是什么东西( 三 )

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