集成电路芯片封装第十六讲(一)
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集成电路封装知识典子封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。
它是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序,是器件到系统的桥梁。
封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大的影响。
按目前国际上流行的看法认为,在微电子器件的总体成本中,设计占了三分之一,芯片生产占了三分之一,而封装和测试也占了三分之一,真可谓三分天下有其一。
封装研究在全球范围的发展是如此迅猛,而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的;封装所涉及的问题之多之广,也是其它许多领域中少见的,它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力,是一门综合性非常强的新型高科技学科。
集成电路封装知识典子封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。
它是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序,是器件到系统的桥梁。
封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大的影响。
按目前国际上流行的看法认为,在微电子器件的总体成本中,设计占了三分之一,芯片生产占了三分之一,而封装和测试也占了三分之一,真可谓三分天下有其一。
封装研究在全球范围的发展是如此迅猛,而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的;封装所涉及的问题之多之广,也是其它许多领域中少见的,它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力,是一门综合性非常强的新型高科技学科。
什么是电子封装(electronic packaging)? 封装最初的定义是:保护电路芯片免受周围环境的影响(包括物理、化学的影响)。
所以,在最初的微电子封装中,是用金属罐(metal can) 作为外壳,用与外界完全隔离的、气密的方法,来保护脆弱的电子元件。
但是,随着集成电路技术的发展,尤其是芯片钝化层技术的不断改进,封装的功能也在慢慢异化。
通常认为,封装主要有四大功能,即功率分配、信号分配、散热及包装保护,它的作用是从集成电路器件到系统之间的连接,包括电学连接和物理连接。
芯⽚封装⼤全(图⽂全解)芯⽚封装⼤全集锦详细介绍⼀、DIP双列直插式封装DIP(DualIn-line Package)是指采⽤双列直插形式封装的集成电路芯⽚,绝⼤多数中⼩规模集成电路(IC)均采⽤这种封装形式,其引脚数⼀般不超过100个。
采⽤DI P封装的CPU芯⽚有两排引脚,需要插⼊到具有DIP结构的芯⽚插座上。
当然,也可以直接插在有相同焊孔数和⼏何排列的电路板上进⾏焊接。
DIP封装的芯⽚在从芯⽚插座上插拔时应特别⼩⼼,以免损坏引脚。
DIP封装具有以下特点:1.适合在PCB (印刷电路板)上穿孔焊接,操作⽅便。
2.芯⽚⾯积与封装⾯积之间的⽐值较⼤,故体积也较⼤。
Intel系列CPU中8088就采⽤这种封装形式,缓存(Cache )和早期的内存芯⽚也是这种封装形式。
⼆、QFP塑料⽅型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯⽚引脚之间距离很⼩,管脚很细,⼀般⼤规模或超⼤型集成电路都采⽤这种封装形式,其引脚数⼀般在100个以上。
⽤这种形式封装的芯⽚必须采⽤SMD(表⾯安装设备技术)将芯⽚与主板焊接起来。
采⽤S MD安装的芯⽚不必在主板上打孔,⼀般在主板表⾯上有设计好的相应管脚的焊点。
将芯⽚各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。
⽤这种⽅法焊上去的芯⽚,如果不⽤专⽤⼯具是很难拆卸下来的。
PFP(Plastic Flat Package)⽅式封装的芯⽚与QFP⽅式基本相同。
唯⼀的区别是QFP⼀般为正⽅形,⽽PFP既可以是正⽅形,也可以是长⽅形。
QFP/PFP封装具有以下特点:1.适⽤于SMD表⾯安装技术在P CB电路板上安装布线。
2.适合⾼频使⽤。
3.操作⽅便,可靠性⾼。
4.芯⽚⾯积与封装⾯积之间的⽐值较⼩。
Intel系列CPU中80286 、80386和某些486主板采⽤这种封装形式。
三、PGA插针⽹格阵列封装PGA(Pin Grid Array Package)芯⽚封装形式在芯⽚的内外有多个⽅阵形的插针,每个⽅阵形插针沿芯⽚的四周间隔⼀定距离排列。
第一章集成电路芯片封装概述(P1)封装概念:狭义:利用膜技术及微细加工技术,将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。
广义:将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程。
(P3)芯片封装实现的功能:1、传递功能2、传递电路信号3、提供散热途径4、结构保护与支持(P4)封装工程的技术层次封装工程始于集成电路芯片制成之后,包括集成电路芯片的粘贴固定、互连、封装、密封保护、与电路板的连接、系统组合,直到最终产品完成之前的所有过程。
第一层次:又称为芯片层次的封装,是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定、电路连线与封装保护的工艺,使之成为易于取放输送,并可与下一层次组装进行连接的模块(组件)元件。
第二层次:将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电路卡的工艺。
第三层次:将数个第二层次完成的封装组装的电路卡组合成在一个主电路板上使之成为一个部件或子系统的工艺。
第四层次:将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程。
在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺也称为零级层次的封装,因此封装工程也可以用五个层次区分。
(P5)封装的分类:1、按封装集成电路芯片的数目:单芯片封装(SCP)和多芯片封装(MCP)2、按密封材料区分:高分子材料(塑料)和陶瓷3、按器件与电路板互连方式:引脚插入型(PTH)和表面贴装型(SMT)4、按引脚分布形态:单边引脚、双边引脚、四边引脚和底部引脚SMT器件有L型、J型、I型的金属引脚。
SIP:单列式封装SQP:小型化封装MCP:金属鑵式封装DIP:双列式封装CSP:芯片尺寸封装QFP:四边扁平封装PGA:点阵式封装BGA:球栅阵列式封装LCCC:无引线陶瓷芯片载体第二章封装工艺流程(P19)封装流程一般分为两个部分:用塑料封装(固封)之前的工艺步骤称为前段操作,在成型之后的工艺步骤称为后段操作。