集成电路(芯片)封装的发展过程

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1、集成电路封装的发展过程近年来，半导体器件为实现高功能化和高集成化，使得布线更微细，结构更复杂，芯片尺寸大型化。同时，为实现高密度安装，出现了SMT工艺，要求封装件向小型化薄型化发展。另一方面为了满足高功能半导体多引线化的要求还出现了多引线大型封装。封装技术是一种将集成电路打包的技术。拿我们常见的内存来说，我们实际看到的体积和外观并不是真正的内存的大小和面貌，而是内存芯片经过打包即封装后的产品。这种打包对于芯片来说是必须的，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

2、气性能下降。另一方面，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的设计和制造，因此它是至关重要的。封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁---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建立连接。因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术都是非常关键的一环。芯片的封装技术种类实在是多种多样，诸如DIP、Q

3、FP、TSOP、BGA、CSP等等，一系列名称看上去都十分繁杂，其实，只要弄清芯片封装发展的历程也就不难理解了。芯片的封装技术已经历经好几代的变迁，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，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，以及引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等，都是看得见的变化。电子产品正朝着便携式/小型化、网络化和多媒体化方向发展，这种市场需求对电路组装技术提出了相应的要求：单位体积信息的提高（高密度化）；单位时间处理速度的提高（高速化）。为了满足

4、这些要求，势必要提高电路组装的功能密度，这就成为了促进芯片封装技术发展的最重要的因素。CPU和其他超大型集成电路在不断发展，集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化，而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。从封装结构可以这样地归纳封装的发展进程：TODIPLCCQFPTSOPBGACSPPGALGAMCM3D。1、TO封装，IC封装史始于30多年前。当时采用金属和陶瓷两大类封壳，它们凭其结实、可靠、散热好、功耗大、能承受严酷环境条件等优点，满足从消费电子产品到空间电子产品的

5、需求。但它们有诸多制约因素，即重量、成本、封装密度及引脚数。最早的金属壳是TO型，俗称“礼帽型”如图1。；陶瓷壳是扁平长方形，如图2。Pic1Pic22、DIP（DualIn-linePackage）双列直插式封装DIP-tabDualInlinePackagewithMetalPic3HeatsinkDIP封装特点：(1)适合PCB的穿孔安装，操作方便；(2)比TO型封装易于对PCB布线；(3)芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大；（4）外部引脚容易在芯片的插拔过程当中损坏，不太适用于高可靠

6、性场合；（5）DIP封装还有一个致命的缺陷，那就是它只适用于引脚数目小于100的中小规模集成电路。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封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近l越好。以采用40根I/O引脚塑料双列直插式封装(PDIP)的CPU为

7、例，其芯片面积/封装面积=（3x3）/（15．24x50）=1：86，离l相差很远。这种封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了很多有效安装面积。3、LCC(LeadedChipCarriers)有引脚芯片载体，到60年代末，四边有引线较大的封装出现了。那时还不太注意压缩器件的外形尺寸。但大封壳占用PCB面积多，于是开发出引线陶瓷芯片载体（LCCC）。Pic41976年～1977年间，它的变体即塑料有引线载体（PLCC）面世，且生存了约10年，其引脚数有16个～132个。4、QFP（QuadFlat

8、Package）翼型四边扁平封装，20世纪80年代中期开发出的四方型扁平封装（QFP）接替了PLCC。与DIP相比，QFP同样采用了引脚方式，不同的是改变了引脚从两列伸出的方式，而是芯片四面全部有引脚，并且引脚从直插式改为了欧翘状。Pic6Pic5QFP的特点是：(1)用SMT表面安装技术在PCB上安装布线，操作方便；(2)封装外形尺寸小，寄生参数减小，适合高频应用；(3)可靠性高。（4）引脚从直插式改为了欧翘状，引脚间距可以更密，引脚可以