前言
随着RFID技术的发展,封装技术也在不断的突破性发展中,并和RFID技术越来越多的结合在一起,标签封装技术、芯片封装技术等也越来越多被普及推崇。智能卡行业尽管只是信息产业技术中的一个分支，但发展很快。尤其是近些年在全球身份识别、金融、电信、交通、公共安全、工商管理以及电子商务、零售业等领域得到了广泛的应用，其发展势头一直被看好。
但是，目前国内智能卡行业尤其是卡片制造企业的发展境况与想象中的乐观程度相距甚远。一方面，在信息化建设的大发展环境气氛中，尤其是在智能卡市场容量巨大项目的筹备、启动影响下，近几年国内智能卡企业短时间内大量涌现，而且较多地体现为相似、相同技术、设备的机械或重复引进，使竞争的直白、激烈程度马上凸现出来。另一方面，限于投资压力、成本压力等因素，各制造企业的自动化程度、工艺技术水平差距明显。
简化封装工序、提高工艺水平、降低制造成本、适合多元化、个性化的新型智能卡产品及射频识别产品工艺需求，已经开始成为整个智能卡及射频识别产品制造商追寻的目标。而这些方面恰与微电子封装技术，尤其是芯片直连技术的优点相吻合。
2 芯片直连封装技术
2.1 微电子封装技术
微电子封装技术指的是为在电、光、热和化学等方面支持那些具有微米和亚微米尺寸的集成电路半导体器件所必需的设计和互连技术。其核心任务为将各不相同的要求和谐地结合起来，实现材料、机械设计和达到满足设计目标的最低成本的电性能目标之间完成一系列的折衷。目前微电子封装技术已经逐步从设计、圆片制造、封装三者都有的微电子综合业中分离出来形成独立的微电子封装产业。
微电子封装的主要功能为：
1、信号分配，包括主要的布图和电磁性能考虑。
2、电源分配，包括电磁、结构和材料方面的考虑。
3、热耗散，包含结构和材料方面的考虑。
4、元器件和互连的保护，具体指机械保护、化学保护和电磁保护。
从电子封装等级的角度来分析，智能卡及射频识别产品工艺主要可以涉及到零级封装、一级封装和二级封装。其中：
零级封装：即芯片级封装；
一级封装：将芯片封装成单芯片封装或多芯片模块；
二级封装：板上互连，将一级组装和其它元件组装到单层和多层基板上。
现代微电子封装技术的发展趋势为：
1、具有的I/O数将更高。
2、应具有更高的电性能和热性能。
3、更轻、更薄、更小，但性能更佳。
4、便于安装、使用和返修。
5、可靠性会更高。
6、性能价格比更高，成本却更低。
7、科学计算预测法将在封装设计中发挥越来越重要的作用。
2.2 芯片直连技术
IC互连终端与基板连接触点直接机械相连，同时实现IC与基板的电气连结，则称之为芯片直连技术，即芯片被直接粘附/连结在基板上而没有任何中间封装。该技术要求IC“面向下”或“翻转”安装，即Flip Chip方法。
Flip Chip源于60年代初期IBM公司研制出在芯片上制作凸点的一种可控塌落芯片互连技术，通常可称为倒装芯片或焊料凸点技术。在全世界所用的硅互连总数中，焊料凸点互连比其他任何类型的用的更多。该技术于1964年首先用于电子计算机系统上的混合集成电路组件。Flip Chip方法极大地缩小了连接尺寸、简化了连接工艺，该技术与WB（引线键合，如封装手机SIM卡和电话IC卡微模块的金丝球焊）技术和TAB技术（载带自动焊技术）相比有很大的优势，如表1所示。
表1 WB、TAB和FC（Flip Chip）技术的比较
由于封装后微载体仅稍大于芯片本身的尺寸，因此可称倒装芯片封装为芯片尺寸封装。
其互连产生的杂散电容、互连电阻及互连电感均比WB和TAB小得多，因此倒装芯片技术更利于高频高速的电子产品应用。
因大大简化互连工艺，封装密度极高，倒装芯片技术被认为是推进低成本、高密度便携式电子设备制造所必须的一项技术。
目前，国际上半导体行业中常用的芯片直连技术主要有以下几种：
1、金球钎接（Gold Bump Soldering）
连接IC芯片和基板镀锡电极的是金球。贴装期间加热来完成回流连接，或者在标准回流炉内批量地回流。为了完成该过程，在IC芯片底部填充之前要清洁电路/基板。
2、金对金连接（Gold-to-Gold Interconnect）
连接IC芯片和基板的是金球块，基板的电极电镀金。连接时采用的是标准引线接合技术。由于芯片底下间隙小，该IC芯片倒装是不要加底部填充材料。芯片通常包装在一个封装中，以保护该装配。
3、可控塌落芯片连接（Controlled Collapse Chip Connection）
又称C4方法。IC芯片与基板的连接材料是高温焊锡。助焊剂或锡膏施于基板上镀锡的电极或转印到IC芯片的锡球上。然后该IC芯片贴放于基板上，可在贴装期间加热来完成回流连接或者在标准回流炉中批量回流。为了完成该过程，在IC芯片底部填充之前要清洁电路/基板。
4、接线柱金球连接（Stud Bump Bonding）
接线柱金球连接(SBB)技术使用金球块和导电树脂。采用改良的引线焊接方法，使金球与金引线一起成型，金球在芯片的铝电极上成型。而“接线柱球块”有一个两阶段的构造，它有利于将导电树脂传送到金球块，且防止导电树脂的扩散。在底部充胶之前不要求清洁。
5、粘结倒装芯片法（Adhesive flip chip.）
是在现代便携式产品制造中深得青睐的一类技术。基于不同的应用条件，目前该技术有四种主要应用形式：
a、采用非导电性胶膜将带凸点的IC直接与细引线线路板相连。因该胶膜材料中不含导电颗粒，因此可以应用于窄间距引线或焊盘与IC的连结。该材料还可发挥热机械作用的包封或底部填充材料的作用。
b、另外一种粘结倒装芯片技术的形式为采用含有各向异性导电颗粒的胶膜ACF（Anisotropic conductive film）来实现IC与连接触点的电、机械连结。ACF 材料由热固化的胶、导电小颗粒以及薄膜载带组成，导电颗粒实现Z方向的导电连结。
c、采用含有各向异性导电颗粒的ACA (Anisotropic Conductive Adhesive) 或ACP (Anisotropic Conductive Paste) 材料来实现IC与连接触点的电、机械连结。ACA或ACP 材料由热固化的胶及导电小颗粒组成，导电颗粒实现Z方向的导电连结。。