微電子封裝技術

1、第五章 微電子封裝技術封裝的作用電功能：傳遞芯片的電信號散熱功能：散發(fā)芯片內(nèi)產(chǎn)生的熱量機械化學保護功能：保護芯片與引線防潮抗輻照防電磁干擾集成電路產(chǎn)業(yè)設計、制造、封裝 據(jù)估計我國集成電路的年消費將達到932億美圓，約占世界市場的20%，其中的30%將用于電子封裝，則年產(chǎn)值將達幾千億人民幣， 現(xiàn)在每年全國大約需要180億片集成電路，但我們自己制造，特別是封裝的不到20% 先進封裝技術的發(fā)展使得日本在電子系統(tǒng)、特別是日用家電消費品的小型化方面一度走在了世界之前IC芯片引線架導線絲鋁膜外引線封裝樹脂塑料基板塑料封裝DIP工藝導電粘膠超聲鍵合可在較低的溫度下使金屬絲發(fā)生塑性變形，完成固相結合。引線鍵合

2、成本較低雙列直插式封裝結構DIPPGA背面Pin Grid Array平面柵陣電極封裝集成電路管腳的不斷增加，可達3000個管腳，使得只在四周邊設置引腳遇到很大困難一、微電子封裝技術的發(fā)展趨勢直插式三次重大變革表面貼裝式芯片尺寸封裝DIPSMTCSP封裝技術的第一次重大變革表面貼裝技術插裝技術20世紀70年代中期DIPSOP：small out-line package表面貼裝（SMT）技術之一薄型化手機、筆記本電腦、數(shù)碼攝象機的薄型化、小型化引腳向外彎曲1、 SOP小型平面引線式封裝Surface Mount technology2、SOJ引腳向內(nèi)彎曲small out-line J-lea

3、d package小型平面J 形引線式封裝3、QFP背面引腳向外彎曲：quad flat package四周平面引線式封裝 QFP的實用水平，封裝尺寸為40mm40mm，端子間距為0.4mm,端子數(shù)376 QFP是目前表面貼裝技術的主要代表 周邊端子型封裝QFP的最大問題是引腳端子的變形，難保證與印刷電路板的正常焊接，需要熟練的操作者，日本半導體用戶掌握著高超的技能，處理微細引腳的多端子QFP得心應手封裝技術的第二次重大變革QFP貼裝技術20世紀90年代初中期BGA貼裝技術4、BGABall Grid Array球狀柵陣電極封裝背面焊料微球凸點IC芯片引線架導線絲內(nèi)引線封裝樹脂焊料微球凸點BG

4、A基板回流焊回流焊:通過掩膜預先將適量的焊料置于印制板上需要釬焊的地方，然后將需要裝載的元件貼裝在印制板相應的電極上，再利用各種加熱方式對整個印制板進行加熱，使焊料熔化，實現(xiàn)元件電極與對應預涂焊點的互聯(lián)印制板回流爐焊料微球凸點B、球狀電極的不會變形印制板C、熔融焊料的表面張力作用，具有自對準效果，實裝可靠性高，返修率幾乎為零A、與QFP相比，可進一步小型化、多端子化，400端子以上不太困難。球柵陣列型封裝BGA的優(yōu)點D、實裝操作簡單，對操作人員的要求不高 BGA是目前高密度表面貼裝技術的主要代表 日本廠家把主要精力投向QFP端子間距精細化方面，但是未能實現(xiàn)0.3mm間距的多端子QFP，因為日本

5、廠家認為BGA實裝后，對中央部分的焊接部位不能觀察。 美國公司的實際應用證明，BGA即使不檢測焊點的質(zhì)量，也比經(jīng)過檢測的QFP合格率高兩個數(shù)量級 美國康柏公司1991年率先在微機中的ASIC采用了255針腳的PBGA，從而超過IBM公司，確保了世界第一的微機市場占有份額。封裝技術的第三次重大變革芯片尺寸封裝技術BGA貼裝技術20世紀90年代中期 20世紀90年代，日本開發(fā)了一種接近于芯片尺寸的超小型封裝，這種封裝被稱為chip size package，將美國風行一時的BGA推向CSP,將成為高密度電子封裝技術的主流趨勢尺寸芯片封裝CSPchip size package裸芯片封裝尺寸芯片封裝

6、概念雙列直插式封裝（DIP）的裸芯片面積與封裝面積之比為1:80,表面貼裝技術SMT中的QFP為1:7，CSP小于1:1.2尺寸芯片封裝原理主要考慮用盡可能少的封裝材料解決電極保護問題尺寸芯片封裝CSP分類1、平面柵陣端子型CSP裸芯片焊料微球凸點2、周邊端子型CSPIC芯片引線架導線絲內(nèi)引線封裝樹脂焊料微球凸點IC芯片CSPBGA基板CSP芯片尺寸封裝工藝1、導電絲焊接組裝技術2、倒扣組裝技術1、導電絲焊接組裝技術芯片芯片芯片印制板粘膠超聲熱壓焊引線金屬布線鋁膜模塑樹脂2、倒扣組裝技術 在裸芯片上的電極上形成焊料凸點，通過釬焊將芯片以電極面朝下的倒狀方式實裝在多層布線板上，由于不需要從芯片向四周引出I/O端子，可布置更多的端子，互聯(lián)線的長度大大縮短，減小了RC延遲，可靠性提高芯片芯片F(xiàn)lip ship回流焊芯片樹脂下填充4、CSP發(fā)展新趨勢1、MCM組裝2、三維封裝1、MCM組裝Multi chip module芯片封裝體芯片封裝外殼印制板單芯片封裝電路板多芯片封裝電路板可大幅度減小封體積 將多個裸芯片不加封裝，直接裝載于同一印制板上并封