电子封装技术的演变与进展

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1、电子封装技术的演变与进展本章将论述电子封装工程的演变与进展，从半导体集成电路的发展历史及最新进展入手，先讨论用户专用型ASIC(applicationspecificintegratedcircuits)以及采用IP（intellectualproperty：知识产权）型芯片的系统LSI；再以MPU(microprocessorunit)和DRAM为例，分析IC的集成度及设计标准（特征尺寸）；从电子设备向便携型发展的趋势，分析高密度封装的必然性；分析电子封装的两次重大革命；最后讨论发展前景极好的

2、MCM封装。一、20世纪电子封装技术发展的回顾：1、电子封装技术发展历程简介；2、电子管安装时期（1900—1950年）；3、晶体管封装时期（1950—1960年）；4、元器件插装（THT）时期（1960—1975年）；5、表面贴装（SMT）时期（1975—）；6、高密度封装时期（20世纪90年代初—）；二、演变与进展的动力之一：从芯片的进步看1、集成电路的发展历程和趋势：a.集成电路技术的发展经历；b.ASIC的种类及特征对比：GA(gatearray)、单元型IC、嵌入阵列型、FPGA(fi

3、eldprogrammablegatearray)、IP核心系统LSI(IPC-IC：intellectualpropertyintegratedcircuits)、全用户型IC（FCIC:fullcustomintegratedcircuits）、MCM（multichipmodule）c.IP核心系统LSI与MCM2、集成度与特征尺寸：a.逻辑元件的集成度与特征尺寸；b.储存器元件的集成度与特征尺寸；3、MPU时钟频率的提高；4、集成度与输入/输出（I/0）端子数；5、芯片功耗与电子封装：a

4、.芯片功耗与电子封装的发展趋势；b.MCM的发热密度与冷却技术的进展；6、半导体集成电路的发展预测；三、演变与进展的动力之二：从电子设备的发展看小型、轻量、薄型、高性能是数字网络时代电子设备的发展趋势，从某种意义上讲，这也是一个跨国公司，甚至一个国家综合实力的体现。从便携电话、笔记本电脑、摄像一体型VTR的发展历程可窥一豹而知全貌。三大携带型电子产品，为了实现更加小型、轻量化，不断地更新换代所用的半导体器件，特别是采用新型微小封装，对于BGA、CSP、MCM等新封装器件，采用之快，用量之大，是绝

5、大多数电子产品所无法比拟的。由于BGA、CSP、MCM的大量采用，促使封装基板的发展趋势是：向着三维立体布线的多层化方向发展、向着微细图形和微小导线间距方向发展、向着微小孔径方向发展、多层板向薄型化方向发展；四、电子封装技术领域的两次重大变革1、从插入式到表面贴装—第一次重大变革；2、从四边引脚的QFP到平面阵列表面贴装—第二次重大变革：a.BGA逐渐抢占QFP的市场；b.BGA的优点：■与现用的QFP相比，可实现小型，多端子化（实装密度高），400端子以上不太困难；■由于熔融焊料的表面张力作用

6、，具有自对准效果，因此容易实现多端子一次回流焊的表面实装，因而它是很理想的表面实装结构；■虽然封装价格比QFP高，但由于实装可靠，因实装不良造成的翻修价格几乎为零，因此按总的封装价格相比，BGA占优势；■与QFP相比，实装操作简单，在现有的实装生产线上即可进行生产，需要的附加设备投资和人员培训投资很低；c.常用BGA的几种类型：PBGA(plasticBGA)、EBGA(enhancedBGA)、ABGA(advancedBGA)、TBGA(tapeBGA)、FCBGA(flipchipBGA)

7、；3、电子封装的第三次重大变革：a.高性能CSP封装；b.以芯片叠层式封装为代表的三维封装；c.全硅圆片型封装；d.球型半导体；4、逻辑器件和存储器件都对电子封装提出更高要求；5、电子封装的发展动向：a.总的发展趋势；b.从陶瓷封装向塑料封装发展；c.封装结构形式的发展趋势■第一个发展方向是从BGA向增强BGA、再向倒装芯片、积层式多层基板BGA发展，目标是追求多引脚（1000以上）、高密度；■第二个发展方向是从BGA向MCM，再向叠层式储存器模块发展，目标是实现封装层次的三维封装；■第三个发展

8、方向是从BGA向更窄节距引脚的CSP发展，目标是在小型化的同时，实现更高的封装密度、更多的引脚数、更高的性能；■第四个发展方向是从BGA向倒装芯片CSP，再向2芯片叠层、3芯片叠层方向发展，目标是实现芯片层次的三维封装；■第五个发展方向是从BGA向全硅圆片级CSP，再向存储器模块发展，通过全硅圆片的封装操作，提高密度，降低成本；d.对封装工艺和封装材料提出更高要求；e.三维封装：■三维封装的分类；■封装叠层的三维封装；■芯片叠层的三维封装；■硅圆片叠层的三维封装；五、多芯片组件（MCM）1、MC