集成电路封装知识

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集成电路封装知识 Stingjames @2004-10-29 13:15 电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。 (electronic packaging)? 什么是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 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。目前，集成 I/O 电路芯片的线越来越多，它们的电源供应和信号传送都是要通过封装来实现与系统的 连接；芯片的速度越来越快，功率也越来越大，使得芯片的散热问题日趋严重；由于芯 片钝化层质量的提高，封装用以保护电路功能的作用其重要性正在下降。 电子封装的类型也很复杂。从使用的包装材料来分，我们可以将封装划分为金属封装、 (pre-mol 陶瓷封装和塑料封装；从成型工艺来分，我们又可以将封装划分为预成型封装 d)post-moldSIP(single in-line pack 和后成型封装（）；至于从封装外型来讲，则有 age)DIP(dual in-line package)PLCC(plastic-leaded chip carrier)PQFP(pla 、、、 stic quad flat pack)SOP(small-outline package)TSOP(thin small-outline pa 、、 ckage)PPGA(plastic pin grid array)PBGA(plastic ball grid array)CSP (ch 、、、 ip scale package)PTH 等等；若按第一级连接到第二级连接的方式来分，则可以划分为 (pin-through-hole)SMTsurface-mount-technology 和（）二大类，即通常所称的插孔 式（或通孔式）和表面贴装式。 金属封装是半导体器件封装的最原始的形式，它将分立器件或集成电路置于一个金属容 器中，用镍作封盖并镀上金。金属圆形外壳采用由可伐合金材料冲制成的金属底座，借 助封接玻璃，在氮气保护气氛下将可伐合金引线按照规定的布线方式熔装在金属底座上 ，经过引线端头的切平和磨光后，再镀镍、金等惰性金属给与保护。在底座中心进行芯 10 片安装和在引线端头用铝硅丝进行键合。组装完成后，用号钢带所冲制成的镀镍封帽 进行封装，构成气密的、坚固的封装结构。金属封装的优点是气密性好，不受外界环境 因素的影响。它的缺点是价格昂贵，外型灵活性小，不能满足半导体器件日益快速发展 的需要。现在，金属封装所占的市场份额已越来越小，几乎已没有商品化的产品。少量 产品用于特殊性能要求的军事或航空航天技术中。 陶瓷封装是继金属封装后发展起来的一种封装形式，它象金属封装一样，也是气密性的 ，但价格低于金属封装，而且，经过几十年的不断改进，陶瓷封装的性能越来越好，尤 其是陶瓷流延技术的发展，使得陶瓷封装在外型、功能方面的灵活性有了较大的发展。