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IC封裝

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IC封裝,就是指把硅片上的電路管腳,用導線接引到外部接頭處,以便與其它器件連接。封裝形式是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼。它不僅起著安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等方面的作用,而且還通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件相連接,從而實現內部芯片與外部電路的連接。因為芯片必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。

近世紀,隨著集成電路的迅速發展,IC封裝技術也隨著提高,IC行業應用需求越來越大,集成度也越來越高,封裝大致發展歷程:TO→DIP→PLCC→QFP→PGA→BGA→CSP→MCM,技術指標一代比一代先進,芯片面積與封裝面積比例越來越接近1,電器性能以及可靠性也逐漸提高,體積更加小型化和薄型化。

一、MCM(多芯片組件)

其實這是一種芯片組件,是一種最新技術,它是將多塊半導體裸芯片組裝在一塊布線基板上的一種封裝技術,因此它省去了IC的封裝材料和工藝,從而節省了材料,同時減少了必要的制造工藝,因此嚴格的是一種高密度組裝產品

二、CSP (芯片規模封裝)

CSP封裝是一種芯片級封裝,我們都知道芯片基本上都是以小型化著稱,因此CSP封裝最新一代的內存芯片封裝技術,可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14,已經相當接近1:1的理想情況,被行業界評為單芯片的最高形式,與BGA封裝相比,同等空間下CSP封裝可以將存儲容量提高三倍。這種封裝特點是體積小、輸入/輸出端數可以很多以及電氣性能很好,有CSP BGA(球柵陣列)、LFCSP(引腳架構)、LGA(柵格陣列)、WLCSP(晶圓級)等

1、CSP BGA(球柵陣列)

2、LFCSP(引腳架構)

LFCSP,這種封裝類似使用常規塑封電路的引線框架,只是它的尺寸要小些,厚度也薄,并且它的指狀焊盤伸人到了芯片內部區域。LFCSP是一種基于引線框的塑封封,封裝內部的互連通常是由線焊實現,外部電氣連接是通過將外圍引腳焊接到PCB來實現。除引腳外,LFCSP常常還有較大的裸露熱焊盤,可將其焊接到PCB以改善散熱。

3、LGA(柵格陣列)

這是一種柵格陣列封裝,有點類似與BGA,只不過BGA是用錫焊死,而LGA則是可以隨時解開扣架更換芯片。也就是說相比于BGA而言具有更換性,但是在更換過程當中需要很小心。

4、WLCSP(晶圓級)

晶圓片級芯片規模封裝不同于傳統的芯片封裝方式,傳統的是先切割再封測,而封裝后至少增加原芯片20%的體積,此種最新技術是先在整片晶圓上進行封裝和測試,然后才切割成一個個的IC顆粒,因此封裝后的體積即等同IC裸晶的原尺寸。

三、BGA (球柵陣列)

球形觸點陣列,表面貼裝型封裝之一。在印刷基板的背面按陳列方式制作出球形凸點用以代替引腳,在印刷基板的正面裝配LSI 芯片,然后用模壓樹脂或灌封方法進行密封。也稱為凸點陳列載體(PAC)。BGA主要有:PBGA(塑料封裝的BGA)、CBGA(陶瓷封裝的BGA)、CCBGA(陶瓷柱狀封裝的BGA)、TBGA(載帶狀封裝的BGA)等。目前應用的BGA封裝器件, 按基板的種類,主要CBGA(陶瓷球柵陣列封裝)、 PBGA(塑料球柵陣列封裝)、TBGA(載帶球柵陣列封裝)、FC-BGA(倒裝球柵陣列封裝)、EPBG(增強的塑膠球柵陣列封裝)等。

1、CBGA(陶瓷)

CBGA在BGA 封裝系列中的歷史最長,它的基板是多層陶瓷,金屬蓋板用密封焊料焊接在基板上,用以保護芯片、引線及焊盤。這是一種為了便于接觸, 在底部具有一個焊球陣列的表面安裝封裝。

2、FCBGA(倒裝芯片)

FCBGA通過倒裝芯片實現芯片焊料凸點與BGA 基板的直接連接, 在BGA類產品中可實現較高的封裝密度,獲得更優良的電性能和熱性能。

3、PBGA(塑料)

BGA封裝,它采用BT樹脂/玻璃層壓板作為基板,以塑料環氧模塑混合物作為密封材料。這種封裝芯片對對濕氣敏感,不適用于有氣密性要求和可靠性要求高的器件的封裝場合。

4、SBGA (帶散熱器)

SBGA運用先進的基片設計,內含銅質沉熱器, 增強散熱能力,同時利用可靠的組裝工序及物料,確保高度可靠的超卓性能。把高性能與輕巧體積互相結合,典型的35mm SBGA封裝的安裝后高度少于1.4mm,重量僅有7.09。

四、PGA(引腳柵陣列)

陳列引腳封裝。插裝型封裝之一,其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都采用多層陶瓷基板。用于高速大規模邏輯LSI電路。管腳在芯片底部,一般為正方形,引腳中心距通常為2.54mm,引腳數從64到447左右。一般有CPGA(陶瓷針柵陣列封裝)以及PPGA(塑料針柵陣列封裝)兩種。

五、QFP (四方扁平封裝)

這種封裝是方型扁平式封裝,一般為正方形,四邊均有管腳,采用該封裝實現的CPU芯片引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規?;虺笠幠<呻娐凡捎眠@種封裝形式,其引腳數一般都在100以上。因其其封裝外形尺寸較小,寄生參數減小,適合高頻應用。這類封裝有:CQFP(陶瓷四方扁平封裝)、 PQFP(塑料四方扁平封裝)、SSQFP(自焊接式四方扁平封裝)、TQFP(纖薄四方扁平封裝)、SQFP(縮小四方扁平封裝)

1、LQFP(薄型)

這是薄型QFP。指封裝本體厚度為1.4mm 的QFP,是日本電子機械工業會根據制定的新QFP外形規格所用的名稱。

2、TQFP(纖薄四方扁平)

六、LCC(帶引腳或無引腳芯片載體)

帶引腳的陶瓷芯片載體,表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝的四個側面引出,是高速和高頻IC用封裝,也稱為陶瓷QFN或QFN-C。

1、CLCC(翼形引腳)

2、LDCC

C型引腳芯片載體,引腳從芯片上方引出向下彎曲成C字型

3、PLCC

引腳從封裝的四個側面引出,呈丁字形,是塑料制品。引腳中心距1.27mm,引腳數從18到84,比QFP容易操作,但焊接后外觀檢查較為困難。

七、SIP(單列直插封裝)

單列直插式封裝引腳從封裝一個側面引出,排列成一條直線。通常它們是通孔式的,引腳從封裝一個側面引出,排列成一條直線。當裝配到印刷基板上時封裝呈側立狀。引腳中心距通常為2.54mm,引腳數從2 至23,多數為定制產品。封裝的形狀各異。

八、SOIC(小型IC)

SOIC是一種小外形集成電路封裝,外引線數不超過28條的小外形集成電路,一般有寬體和窄體兩種封裝形式,它比同等的DIP封裝減少約30-50%的空間,厚度方面減少約70%。

九、SOP(小型封裝)

SOP封裝是一種元件封裝形式,常見的封裝材料有:塑料、陶瓷、玻璃、金屬等,現在基本采用塑料封裝.,應用范圍很廣,主要用在各種集成電路中。后面就逐漸有TSOP(薄小外形封裝)、VSOP(甚小外形封裝)、SSOP(縮小型SOP)、TSSOP(薄的縮小型SOP)、MSOP(微型外廓封裝)、 QSOP(四分之一尺寸外形封裝)、QVSOP(四分之一體積特小外形封裝)等封裝。

1、SSOP(縮小型)

2、TSOP(薄小外形封裝)

3、TSSOP(薄的縮小型)

十、SOT(小型晶體管)

SOT是一種貼片封裝,通常引腳在5腳或以下(3腳、4腳)器件的貼片封裝形式,尺寸較小,很多晶體管采用此類封裝。

十一、DIP(雙列封裝)

DIP封裝也叫雙列直插式封裝或者雙入線封裝,絕大多數中小規模集成電路均采用這種封裝形式,其引腳數一般不超過100,采用這種封裝方式的芯片有兩排引腳,可以直接焊在有DIP結構的芯片插座上或焊在有相同焊孔數的焊位中。其特點是可以很方便地實現PCB板的穿孔焊接,和主板有很好的兼容性。

1、CerDIP(陶瓷雙列直插式封裝)

Cerdip 陶瓷雙列直插式封裝,用于ECL RAM,DSP(數字信號處理器)等電路。帶有 玻璃窗口的Cerdip 用于紫外線擦除型EPROM 以及內部帶有EPROM 的微機電路等

2、PDIP(塑封)

這種我們較為常見,是一種塑料雙列直插式封裝,適合PCB的穿孔安裝,操作方便,可加IC插座調試,但是這種封裝尺寸遠比芯片大,封裝效率很低,占去了很多有效安裝面積。

十二、TO(晶體管外形封裝)

TO是晶體管外形封裝,一類是晶體管封裝類,這種能夠使引線被表面貼裝,另一類是圓形金屬外殼封裝無表面貼裝部件類。這種封裝應用很廣泛,很多三極管、MOS管、晶閘管等均采用這種封裝。

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