理论教育 集成电路封装技术及分类分析

集成电路封装技术及分类分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:集成电路封装技术是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。按照集成电路封装材料,可以分为金属封装、陶瓷封装、金属陶瓷封装和塑料封装。按照集成电路与主电路板的连接方式,集成电路封装分为三类,通孔插装式安装器件PTH、表面贴装器件SMT和裸芯片直接贴附电路板型。按照集成电路的芯片数,可以分为单芯片封装和多芯片组件两种。

集成电路封装技术及分类分析

集成电路封装(IC Package)技术是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术(注:行业界有时把集成电路封装简称为封装或IC封装)。IC封装就是指把硅片上的电路管脚用导线接引到外部接头处,以便与其他器件连接。封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳形式,它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用,而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。

封装技术对于芯片来说是必需的,也是至关重要的。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另外,封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造,因此它是至关重要的。由于现在处理器芯片的内频越来越高,功能越来越强,引脚数越来越多,封装的外形也不断在改变。注意:为提高封装效率芯片面积与封装面积之比,应尽量接近1∶1,引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能,基于散热的要求,封装越薄越好。

决定封装形式的两个关键因素:

(1)封装效率。芯片面积/封装面积,尽量接近1∶1。

(2)引脚数。引脚数越多,越高级,但是工艺难度也相应增加;其中,CSP由于采用了Flip Chip技术和裸片封装,达到了片面积∶封装面积=1∶1,为目前最高级的技术。

Package(封装体):指芯片(Die)和不同类型的框架(L/F)和塑封料(EMC)形成的不同外形的封装体。

按照集成电路封装材料,可以分为金属封装、陶瓷封装、金属陶瓷封装和塑料封装。(www.daowen.com)

按照集成电路与主电路板的连接方式,集成电路封装分为三类,通孔插装式安装器件PTH(Pin Through Hole)、表面贴装器件SMT(Surface Mount Technology)和裸芯片直接贴附电路板型(DCA)。

按封装形式分TO、SOT、SIP、DIP(SDIP)、SOP(SSOP/TSSOP/HSOP)、QFP(LQFP)、QFN、PGA、BGA、CSP、FLIP CHIP等。

按照集成电路的芯片数,可以分为单芯片封装和多芯片组件两种。

20世纪微电子封装技术的发展可分为三个阶段:第一阶段为20世纪80年代之前的通孔安装(PTH)时代。通孔安装时代以TO型封装和双列直插封装(DIP)为代表。第二阶段是20世纪80年代的表面贴装器件时代,表面贴装器件时代的代表是小外形封装(SOP)和扁平封装(QFP),它们改变了传统的PTH插装形式,大大提高了管脚数和组装密度,是封装技术的一次革命。第三个阶段是20世纪90年代的焊球阵列封装(BGA)/芯片尺寸封装(CSP)再到MCM(多芯片模块)时代。

特点:技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等。

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