集成電路的封裝發(fā)展歷程

集成電路的封裝發(fā)展歷程11目錄DIRECTORY01概述02發(fā)展現(xiàn)狀03封裝演化04封裝問(wèn)題ClickOnAddRelatedTitleWords點(diǎn)擊添加相關(guān)標(biāo)題文字01概述

電子元器件引線IC（模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路等）集成電路板積體電路封裝在電子學(xué)金字塔中的位置既是金字塔的尖頂也是金字塔的基座。13封裝僅僅是盒子嗎？（1）保護(hù)晶片，使其免受物理?yè)p傷;（2）重新分佈I/O，獲得更易於在裝配中處理的引腳節(jié)距。（4）用於多個(gè)IC的互連?？梢允褂靡€鍵合技術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)的互連技術(shù)來(lái)直接進(jìn)行互連?；蛘咭部捎梅庋b提供的互連通路，如混合封裝技術(shù)、多晶片組件(MCM)、系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)以及更廣泛的系統(tǒng)體積小型化和互連(VSMI)概念所包含的其他方法來(lái)間接地進(jìn)行互連。（5）限制晶片與外界的接觸、滿足壓差的要求以及滿足化學(xué)和大氣環(huán)境的要求。14航天工業(yè)化工工業(yè)宇航工業(yè)宇宙航空工業(yè)通訊工業(yè)1502發(fā)展現(xiàn)狀I(lǐng)C設(shè)計(jì)同比增速規(guī)模IC製造同比增速規(guī)模IC封裝設(shè)計(jì)同比增速規(guī)模201034.8%363.85億元31.1%447.12億元26.3629.18億元從2010年的同比增速可以看出封裝測(cè)試行業(yè)的增速相對(duì)較緩，同比增幅為26.3.雖說(shuō)增幅在2010年的時(shí)候是相應(yīng)有所下降，但629.18億的規(guī)模所占的比重還是相當(dāng)大的。IC封裝與IC的設(shè)計(jì)、製造是密不可分的關(guān)係，其發(fā)展關(guān)係也是唇齒相依的。集成電路產(chǎn)量同比增長(zhǎng)集成電路產(chǎn)品進(jìn)口金額同比增長(zhǎng)集成電路產(chǎn)品出口金額同比增長(zhǎng)2012823.1億美元14.4%1920.6億美元12.8%534.3億美元64.1%IC設(shè)計(jì)銷售IC製造業(yè)銷售IC封裝測(cè)試業(yè)銷售201228.8%23.2%48.0%1-1IC三產(chǎn)業(yè)同比增速對(duì)比1-2集成電路產(chǎn)量1-3IC三產(chǎn)業(yè)銷售額1603封裝演化按照和PCB板連接方式分為PTH(PlatingThroughHole)封裝和SMT(SurfaceMountTechnology)封裝通孔插裝式封裝與表碾安裝式封裝往往是混合使用的。按照封裝材料分為金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝按照封裝形式劃分有機(jī)樹(shù)脂和蠟的混合體橡膠玻璃-金屬陶瓷-金屬低熔玻璃-陶瓷塑料模型可靠性差耐熱、耐油及電性不理想大量生產(chǎn)降低成本金屬外殼加引線扁平式封裝片式載體封裝四面引線扁平封裝針柵陣列封裝載帶自動(dòng)焊接封裝功率型封裝混合集成電路封裝恆溫封裝抗輻照封裝光電封裝引腳限制不利於測(cè)試和封裝雙列式封裝不易焊接軍事技術(shù)發(fā)展整機(jī)小型化特定環(huán)境與要求171、DIP(dualin-linepackage)

雙列直插式封裝。插裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出，封裝材料有塑膠和陶瓷兩種。2、SOP（StandardOperationProcedure）小外型封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個(gè)側(cè)面引出,字母L狀.引腳節(jié)距為1.27mm。3、QFP(Quadflatpackage)四方扁平封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個(gè)側(cè)面引出,呈L字形,引腳節(jié)距為1.0mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm,0.4mm,0.3mm,引腳可達(dá)300腳以上。4、FQFP(finepitchquadflatpackage)小引腳中心距QFP。通常指引腳中心距小於0.65mm的QFP。185、BGA(ballgridarray)球形觸點(diǎn)陳列，表面貼裝型封裝之一。在印刷基板的背面按陳列方式製作出球形凸點(diǎn)用以代替引腳，在印刷基板的正面裝配LSI晶片，然後用模壓樹(shù)脂或灌封方法進(jìn)行密封。也稱為凸點(diǎn)陳列載體(PAC)。引腳可超過(guò)200，是多引腳LSI用的一種封裝。封裝本體也可做得比QFP(四側(cè)引腳扁平封裝)小。

6、CSP（Chip-ScalePackage）晶片級(jí)封裝.一種超小型表面貼裝型封裝,其引腳也是球形端子,節(jié)距為0.8mm,0.65mm,0.5mm等。7、COB(ChipOnBoard)通過(guò)bonding將IC裸片固定於印刷線路板上。也就是是將晶片直接粘在PCB上用引線鍵合達(dá)到晶片與PCB的電氣聯(lián)結(jié)然後用黑膠包封。COB的關(guān)鍵技術(shù)在於WireBonding(俗稱打線)及Molding(封膠成型)，是指對(duì)裸露的機(jī)體電路晶片(ICChip)，進(jìn)行封裝，形成電子元件的制程，其中IC藉由焊線(WireBonding)、覆晶接合(FlipChip)、或卷帶接合(TapeAutomaticBonding;簡(jiǎn)稱(TAB)等技術(shù)，將其I/O經(jīng)封裝體的線路延伸出來(lái)。19DIPFDIPSOPTSOPQFPTQFPBGACSP引腳增多SmallerMorepins11004封裝發(fā)展面臨的幾個(gè)問(wèn)題隨著表面安裝技術(shù)（SMT）的出現(xiàn)，各種電子元件也在向輕、薄、短、小方面發(fā)展。目前高速器件的發(fā)展正以驚人的速度上升。IC的集成度也在與日劇增，所以封裝它們的管殼材料以及設(shè)計(jì)。製造方法要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：1、熱考慮

以前封裝的熱考慮就十分重要，現(xiàn)在，隨著封裝密度的提高和體積的縮小，散熱問(wèn)題更為突出。當(dāng)功率加大時(shí)，器件的溫度也就隨之提高。溫度每增10°，器件的壽命就要縮短一半，而門的開(kāi)關(guān)延遲約增加2%。有些小型產(chǎn)品，如袖珍計(jì)算機(jī)，它沒(méi)有安裝強(qiáng)製冷的空間，所以在選擇高熱導(dǎo)率的絕緣材料做襯底，如BeO、ALN和金剛石等。2、介電常數(shù)的考慮在高密度封裝中尤其在多層互連結(jié)構(gòu)中，襯底和介質(zhì)材料中的介電常數(shù)主要影響到電路的分佈電容特性阻抗和信號(hào)延遲時(shí)間，襯底材料的介電常數(shù)與信號(hào)傳輸時(shí)間成正比，所以，在高速應(yīng)用中，儘量選用低階電常數(shù)的材料，如ANI，聚醯亞胺，玻璃瓷等。解決信號(hào)延遲的方法除降低介質(zhì)材料的介電常數(shù)外，在工藝結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮是互聯(lián)長(zhǎng)度儘量短。目前最常用的工藝是帶線自動(dòng)鍵合（TAB），最好是採(cǎi)用倒裝TAB。

1113、與Si相匹配的熱膨脹係數(shù)（CTE）隨著IC晶片的日益加大，晶片和封裝間的熱膨脹係數(shù)的不匹配問(wèn)題就必須加以考慮。這種材料的不匹配問(wèn)題，在低功車事度下，問(wèn)題不大，但在高功率密度和大晶片尺寸下，必須慎重考慮，否則，會(huì)使晶片炸裂。