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x-ray檢測(cè)設(shè)備廠家讓你透徹了解什么是IC封裝

發(fā)布時(shí)間：2020-07-27 10:05:44

封裝技術(shù)是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術(shù)。封裝對(duì)于芯片來(lái)說(shuō)是必須的，也是至關(guān)重要的。因?yàn)樾酒仨毰c外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸。由于封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的PCB（印制電路板）的設(shè)計(jì)和制造，因此它是至關(guān)重要的。

IC封裝技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段

第一階段：20世紀(jì)80年代以前（插孔原件時(shí)代）。

封裝的主要技術(shù)是針腳插裝（PTH），其特點(diǎn)是插孔安裝到PCB上，主要形式有SIP、DIP、PGA，它們的不足之處是密度、頻率難以提高，難以滿足高效自動(dòng)化生產(chǎn)的要求。

第二階段：20世紀(jì)80年代中期（表面貼裝時(shí)代）。

表面貼裝封裝的主要特點(diǎn)是引線代替針腳，引線為翼形或丁形，兩邊或四邊引出，節(jié)距為1.27到0.4mm，適合于3-300條引線，表面貼裝技術(shù)改變了傳統(tǒng)的PTH插裝形式，通過(guò)細(xì)微的引線將集成電路貼裝到PCB板上。主要形式為SOP（小外型封裝）、PLCC（塑料有引線片式載體）、PQFP（塑料四邊引線扁平封裝）、J型引線QFJ和SOJ、LCCC（無(wú)引線陶瓷芯片載體）等。它們的主要優(yōu)點(diǎn)是引線細(xì)、短，間距小，封裝密度提高；電氣性能提高；體積小，重量輕；易于自動(dòng)化生產(chǎn)。它們所存在的不足之處是在封裝密度、I/O數(shù)以及電路頻率方面還是難以滿足ASIC、微處理器發(fā)展的需要。

第三階段：20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了第二次飛躍，進(jìn)入了面積陣列封裝時(shí)代。

該階段主要的封裝形式有焊球陣列封裝（BGA）、芯片尺寸封裝（CSP）、無(wú)引線四邊扁平封裝（PQFN）、多芯片組件（MCM）。BGA技術(shù)使得在封裝中占有較大體積和重量的管腳被焊球所替代，芯片與系統(tǒng)之間的連接距離大大縮短，BGA技術(shù)的成功開發(fā)，使得一直滯后于芯片發(fā)展的封裝終于跟上芯片發(fā)展的步伐。CSP技術(shù)解決了長(zhǎng)期存在的芯片小而封裝大的根本矛盾，引發(fā)了一場(chǎng)集成電路封裝技術(shù)的革命。

第四階段：進(jìn)入21世紀(jì)，迎來(lái)了微電子封裝技術(shù)堆疊式封裝時(shí)代。

它在封裝觀念上發(fā)生了革命性的變化，從原來(lái)的封裝元件概念演變成封裝系統(tǒng)。目前，以全球半導(dǎo)體封裝的主流正處在第三階段的成熟期，PQFN和BGA等主要封裝技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，部分產(chǎn)品已開始在向第四階段發(fā)展。發(fā)行人所掌握的WLCSP封裝技術(shù)可以進(jìn)行堆疊式封裝，發(fā)行人封裝的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）芯片就是采用堆疊式的三維封裝。

IC封裝技術(shù)國(guó)內(nèi)外對(duì)比

中國(guó)封裝技術(shù)與國(guó)外封裝技術(shù)的差距：

1.封裝技術(shù)人才嚴(yán)重短缺、缺少制程式改善工具的培訓(xùn)及持續(xù)提高培訓(xùn)的經(jīng)費(fèi)及手段。

2.先進(jìn)的封裝設(shè)備、封裝材料及其產(chǎn)業(yè)鏈滯后，配套不全且質(zhì)量不穩(wěn)定。

3.封裝技術(shù)研發(fā)能力不足，生產(chǎn)工藝程序設(shè)計(jì)不周全，可操作性差，執(zhí)行能力弱。

4.封裝設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)能力欠偉，缺少有經(jīng)驗(yàn)的維修工程師，且可靠性實(shí)驗(yàn)設(shè)備不齊全，失效分析(FA)能力不足。

5.國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)除個(gè)別企業(yè)外，普遍規(guī)模較小，從事低端產(chǎn)品生產(chǎn)的居多，可持續(xù)發(fā)展能力低，缺乏向高檔發(fā)展的技術(shù)和資金。

6.缺少團(tuán)隊(duì)精神，缺乏流程整合、持續(xù)改善、精細(xì)管理的精神，缺少現(xiàn)代企業(yè)管理的機(jī)制和理念。

IC的封裝形式

IC Package (IC的封裝形式)Package--封裝體:

?指芯片(Die)和不同類型的框架(L/F)和塑封料( EMC)形成的不同外形的封裝體。

?IC Package種類很多，可以按以下標(biāo)準(zhǔn)分類:

●按封裝材料劃分為:金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝

●按照和PCB板連接方式分為:PTH封裝和SMT封裝

●按照封裝外型可分為:SOT、SOlC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等;

IC Package (IC的封裝形式)

●按封裝材料劃分為:

金屬封裝主要用于軍工或航天技術(shù)，無(wú)商業(yè)化產(chǎn)品;
陶瓷封裝優(yōu)于金屬封裝，也用于軍事產(chǎn)品，占少量商業(yè)化市場(chǎng);
塑料封裝用于消費(fèi)電子，因?yàn)槠涑杀镜停に嚭?jiǎn)單，可靠性高而占有絕大部分金屬封裝的市場(chǎng)份額。

IC Package (IC的封裝形式)

●按與PCB板的連接方式分為:

PTH-Pin Through Hole,通孔式;

SMT-Surface Mount Technology，表面貼裝式。目前市面上大部分IC均釆カSMT式的。

IC Package (IC的封裝形式)

●按封裝外型可分為:SOT、QFN、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等;封裝形式和工藝逐步高級(jí)和復(fù)雜
●決定封裝形式的兩個(gè)關(guān)鍵因素:

?封裝效率。芯片面積/封裝面積，盡量接近1:1;
?引腳數(shù)。引腳數(shù)越多，越高級(jí)，但是工藝灘度也相應(yīng)增加:

其中，CSP由于采用了Flip Chip技術(shù)和裸片封裝，達(dá)到了芯片面積/封裝而積=1:1，為目前**級(jí)的技術(shù);

IC Package (IC的封裝形式)

●QFN- -Quad Flat No-lead Package四方無(wú)引腳扁平封裝●SOIC- -Small Outline IC小外形IC封裝
●TSSOP- -Thin Small Shrink Outline Package薄小外形封裝●QFP- -Quad Flat Package四方引腳扁平式封裝
●BGA- -Ball Grid Array Package球柵陣列式封裝
●CSP- -Chip Scale Package芯片尺寸級(jí)封裝

IC結(jié)構(gòu)圖