集成電路介紹

1、集成電路簡要介紹集成電路簡要介紹 一、集成電路定義 二、集成電路特點 三、集成電路發(fā)展 四、集成電路分類 五、集成電路封裝技術(shù) 一、集成電路定義 集成電路（Integrated Circuit,簡稱IC）是20世紀(jì) 60年代初期發(fā)展起來的一種新型半導(dǎo)體半導(dǎo)體器件器件。把 構(gòu)成具有一定功能的電路所需的半導(dǎo)體、電阻、 電容等元件及它們之間的連接導(dǎo)線全部集成集成在一 小塊硅片上，然后焊接封裝封裝在一個管殼內(nèi)的電子 器件。 二、集成電路特點 集成電路具有體積小，重量輕，引出線和焊接點體積小，重量輕，引出線和焊接點 少，壽命長，可靠性高，性能好等優(yōu)點，同時成少，壽命長，可靠性高，性能好等優(yōu)點，同時成 本

2、低，便于大規(guī)模生產(chǎn)本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。它不僅在工、民用電子 設(shè)備如收錄機(jī)、電視機(jī)、計算機(jī)等方面得到廣泛 的應(yīng)用，同時在軍事、通訊、遙控等方面也得到 廣泛的應(yīng)用廣泛的應(yīng)用。用集成電路來裝配電子設(shè)備，其裝 配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍，設(shè)備的 穩(wěn)定穩(wěn)定工作工作 時間也可大大提高。 三、集成電路發(fā)展 19521952年年5 5月，英國科學(xué)家達(dá)默第一次提出了集成電路的設(shè)想。月，英國科學(xué)家達(dá)默第一次提出了集成電路的設(shè)想。 19581958年以德克薩斯儀器公司的科學(xué)家基爾比為首的研究小組年以德克薩斯儀器公司的科學(xué)家基爾比為首的研究小組 研制出了世界上第一塊集成電路研制出了世界上第一塊集成電路 第第

3、一塊集成電路：一塊集成電路：TI公司的公司的 Kilby12個器件，個器件，Ge晶片晶片 獲得2000年Nobel物理獎 三、集成電路發(fā)展 19591959年年 美國仙童美國仙童/ /飛兆公司（飛兆公司（ FairchildsFairchilds）的）的R.NoicyR.Noicy 諾諾 依斯開發(fā)出用于依斯開發(fā)出用于ICIC的的SiSi平面工藝技術(shù)，從而推動了平面工藝技術(shù)，從而推動了ICIC制造制造 業(yè)的大發(fā)展。業(yè)的大發(fā)展。 19591959年年仙童公司制造的仙童公司制造的IC 諾諾伊斯伊斯 三、集成電路發(fā)展 第一階段：1962年制造出集成了12個晶體管的小規(guī)模小規(guī)模集成 電路（SSI）芯片。

4、 第二階段：1966年制造出集成度為1001000個晶體管的 中規(guī)模中規(guī)模集成電路（MSI）芯片。 第三階段：19671973年，制造出集成度為1000100 000個晶體管的大規(guī)模大規(guī)模集成電路（LSI）芯片。 第四階段：1977年研制出在30mm2的硅晶片上集成了15萬 個晶體管的超大規(guī)模超大規(guī)模集成電路（VLSI）芯片。 第五階段：1993年制造出集成了1000萬個晶體管的16MB FLASH與256MB DRAM的特大規(guī)模特大規(guī)模集成電路（ULSI）芯片。 第六階段：1994年制造出集成了1億個晶體管的1GB DRAM 巨大規(guī)模巨大規(guī)模集成電路（GSI）芯片。 三、集成電路發(fā)展 摩爾摩

5、爾定律：定律： 集成電路的集成度每18個 月就翻一番，特征尺寸每3年 縮小1/2。 戈登戈登摩爾先生摩爾先生 四、集成電路分類 1、按功能結(jié)構(gòu)分類：模擬集成電路、數(shù)字集成電 路和數(shù)/?；旌霞呻娐?2、按制作工藝分類：半導(dǎo)體集成電路和膜集成電 路。膜集成電路又分類厚膜集成電路和薄膜集成 電路。 3、按導(dǎo)電類型不同分類：雙極型集成電路和單極 型集成電路，他們都是數(shù)字集成電路。 四、集成電路分類 4、按集成度高低分類： SSIC 小規(guī)模集成電路(Small Scale Integrated circuits) MSIC 中規(guī)模集成電路(Medium Scale Integrated circuit

6、s) LSIC 大規(guī)模集成電路(Large Scale Integrated circuits) VLSIC 超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated circuits) 五、集成電路封裝技術(shù) 封裝技術(shù)是一種將集成電路打包的封裝技術(shù)是一種將集成電路打包的技術(shù)技術(shù)。是是微微 電子器件的兩個基本組成部分之一：電子器件的兩個基本組成部分之一： 微電子器件微電子器件 ： 芯片（管芯）芯片（管芯）+ + 封裝（外殼封裝（外殼） 五、集成電路封裝技術(shù) 封裝作用：封裝作用： 電功能：傳遞芯片的電信號 機(jī)械化學(xué)保護(hù)功能：保護(hù)芯片與引線 散熱功能：散發(fā)芯片內(nèi)產(chǎn)生的熱量 防潮 抗輻

7、照 防電磁干擾 五、集成電路封裝技術(shù) 1BGA 球柵陣列封裝 2CSP 芯片縮放式封裝 3COB 板上芯片貼裝 4COC 瓷質(zhì)基板上芯片貼 裝 5MCM 多芯片模型貼裝 6LCC 無引線片式載體 7CFP 陶瓷扁平封裝 8PQFP 塑料四邊引線封裝 9SOJ 塑料J形線封裝 10SOP 小外形外殼封裝 11TQFP 扁平簿片方形封裝 12TSOP 微型簿片式封裝 13CBGA 陶瓷焊球陣列封裝 14CPGA 陶瓷針柵陣列封裝 15CQFP 陶瓷四邊引線扁平 16CERDIP 陶瓷熔封雙列 17PBGA 塑料焊球陣列封裝 18SSOP 窄間距小外型塑封 19WLCSP 晶圓片級芯片規(guī) 模封裝 2

8、0FCOB 板上倒裝片 五、集成電路封裝技術(shù) 1、直插式 2、表面貼裝式 3、芯片尺寸封裝 4、發(fā)展趨勢 5.15.1 直直插式插式 To封裝： DIP封裝 5.15.1 直插式直插式 DIPDIP封裝特點封裝特點： (1)適合PCB的穿孔安裝，操作方便； (2)比TO型封裝易于對PCB布線； (3)芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積 也較大； (4)外部引腳容易在芯片的插拔過程當(dāng)中損壞，不 太適用于高可靠性場合； (5)DIP封裝還有一個致命的缺陷，那就是它只適 用于引腳數(shù)目小于100 的中小規(guī)模集成電路。 5.15.1 直直插式插式 衡量一個芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的重要 指標(biāo)是芯片面積

9、與封裝面積之芯片面積與封裝面積之比比R R，這個比 值越接近l越好。 以采用40根I/O引腳塑料雙列直插式封 裝(PDIP)的CPU為例，其芯片面積/封裝面積 R=（33）/（15.2450）=1:86，離l相差 很遠(yuǎn)。這種封裝尺寸遠(yuǎn)比芯片大，說明封裝 效率很低，占去了很多有效安裝面積。 5.25.2 表面表面貼裝式貼裝式 QFP封裝 TSOP封裝 5.25.2 表面貼裝式表面貼裝式 QFPQFP的特點是：的特點是： (1)用SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線，操作方便； (2)封裝外形尺寸小，寄生參數(shù)減小，適合高頻應(yīng)用； (3)可靠性高。 (4)引腳從直插式改為了歐翹狀，引腳間距可以更密，

10、 引腳可以更細(xì)。 (5)QFP的引腳間距目前已從1.27 mm發(fā)展到了0.3 mm， 也是他的極限距離，限制了組裝密度的提高。 5.25.2 表面貼裝式表面貼裝式 以0.5mm焊區(qū)中心距、208根I/O引腳QFP封裝的 CPU為例，如果外形尺寸為28mm28mm，芯片尺寸為 lOmm10mm，則芯片面積封裝面積R=(10 10) (28 28)=l:7.8，由此可見QFP封裝比DIP封裝的尺 寸大大減小。 5.35.3 芯片尺寸封裝芯片尺寸封裝 雙列直插式封裝（DIP）的裸芯片面積與封裝面 積之比為1:80, 表面貼裝技術(shù)SMT中的QFP為1:7， CSP小于1:1.2 IC芯片芯片 引線架引線架 導(dǎo)線絲導(dǎo)線絲 鋁膜鋁膜 外引線外引線 封裝樹脂封裝樹脂 塑料基板塑料基板 塑料封裝塑料封裝DIP工藝工藝 導(dǎo)電粘膠導(dǎo)電粘膠 5.35.3 芯片尺寸封裝芯片尺寸封裝 焊料微球凸點焊料微球凸點IC芯片芯片 CSP 5.35.3 芯片尺寸封裝芯片尺寸封裝 CSP封裝具有以下特點： (1)滿足了LSI芯片引出腳不斷增加的需要； (2)解決丁IC裸芯片不能進(jìn)行交流參數(shù)測 試和老化篩選的問題； (3)封裝面積縮小，延遲時間大大縮小。 5.35.3 芯片尺寸封裝芯片尺寸封裝 5.35.3 發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢 1、MCM封裝 2、三維封裝 1