集成电路封装技术及其特性的分析

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1、集成电路封装技术及其特性的分析集成电路封装技术及其特性的分析摘要：电子封装封装最初的定义是：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(metalcan)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。近年来，国内外集成电路(IC)市场的需求不断上升，产业规模发展迅速，IC

2、产业已成为国民经济发展的关键。旺盛的封测市场需求给国内的封测企业带来了良好的发展机遇，中国封装测试产业目前正在逐步走向良性循环。集成电路设计人员虽然不需要直接参与集成电路的工艺流程，了解工艺的每一个细节，但了解集成电路制造工艺的基本原理和过程，对于集成电路设计是大有帮助的。因此，本章首先简单介绍集成电路的基本加工工艺。这些工艺可应用于各类半导体器件和集成电路的制造。关键词：集成电路封装技术、载体、封装形式、芯片13共14页第页集成电路封装技术及其特性的分析集成电路封装技术及其特性的分析一、集成电路封装技术。1.集成电路封装的作用：（1）对集成电路起4机械支

3、撑和保护作用。集成电路芯片要依托不同类型的封装才能应用到各个领域的不同场所，已满足整机装配的需要。（2）对集成电路起着信号传输和电源分配的作用。各种输入/输出信号和电源/地只有通过封装上的引线才能将芯片和外部电子系统相关联，集成电路的功能才能得到实现和发挥。（3）对集成电路起着散热的作用。。集成电路工作时会发热，这些热量如果不散掉，就会使芯片温升过高，从而影响芯片的性能甚至失效。因此，集成电路要通过过封装来散热。（4）对集成电路起着环境保护的作用。集成电路若无封装保护，容易受到化学污染等环境损伤，性能无法实现。所以，封装对集成电路各种性能的正确实现起着重要

4、的保证作用。2.各种形式的集成电路封装：（1）DIP封装形式。(图1)DIP(DualIn－linePackage)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DIP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

5、。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。SIP:单列直插式封装.该类型的引脚在芯片单侧排列,引脚节距等特征与DIP基本相同.13共14页第页集成电路封装技术及其特性的分析ZIP:Z型引脚直插式封装.该类型的引脚也在芯片单侧排列,只是引脚比SIP粗短些,节距等特征也与DIP基本相同.  S-DIP:收缩双列直插式封装.该类型的引脚在芯片两侧排列,引脚节距为1.778mm,芯片集成度高于DIP.   SK-DIP:窄型双列直插式封装.除了芯片的宽度是DIP的1/2以外,其它特征与DIP相同.PGA

6、:针栅阵列插入式封装.封装底面垂直阵列布置引脚插脚,如同针栅.插脚节距为2.54mm或1.27mm,插脚数可多达数百脚.用于高速的且大规模和超大规模集成电路.   SOP:小外型封装.表面贴装型封装的一种,引脚端子从封装的两个侧面引出,字母L状.引脚节距为1.27mm.   MSP:微方型封装.表面贴装型封装的一种,又叫QFI等,引脚端子从封装的四个侧面引出,呈I字形向下方延伸,没有向外突出的部分,实装占用面积小,引脚节距为1.27mm.（2）芯片载体封装。80年代出现了芯片载体封装，其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(LeadlessCeramicChip

7、Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(PlasticLeadedChipCarrier)、小尺寸封装SOP(SmallOutlinePackage)、塑料四边引出扁平封装PQFP(PlasticQuadFlatPackage)，以0.5mm焊区中心距，208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例，外形尺寸28×28mm，芯片尺寸10×10mm，则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1：7.8，由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是:1)适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线;2)封装外形尺寸小，寄生参数减小，适合高频应用

8、;3)操作方便;4)可靠性高。　在这期间，Intel公司的CPU，