微电子入门(集成电路封装)
集成电路封装基础知识
集成电路封装基础知识教材集成电路封装基础知识第一章集成电路的概述第一■节序言第二节集成电路的产生第三节集成电路的定义第四节集成电路的前道和后道的定义第五节集成电路的分类第二章集成电路的构成第一节集成电路的主要构成第二节各组成部分的作用第三章集成电路的封装类型第一节国外集成电路的封装类型第二节国内集成电路的命名第三节本公司内部的集成电路的封装类型第四节集成电路未来发展的趋势第四章集成电路的一脚(INDEX)识别第一节集成电路的一脚构成第二节集成电路的一脚识别第五章集成电路封装的主要材料第一节集成电路的主要原材料第二节各原材料的组成、保管、主要参数第六章集成电路封装工艺流程第一节集成电路封装的主要工艺流程第二节集成电路封装的详细工艺流程第三节封装中工艺流程的变化第七章集成电路封装设备的主要结构第一节封装设备的通用结构第二节设备各部分的作用第三节各工序各部分的结构不同第四节设备操作面板上常用英文和日文单词注释第八章集成电路封装设备的主要控制原理第一节PLC的概念第二节PLC的控制原理第三节设备的控制原理第九章集成电路封装中的常用单位换算第一节长度单位换算表第二节质量单位换算表第三节体积和容积单位换算表第四节力单位换算表第五节力矩和转矩单位换算表第六节压力和应力单位换算表第七节密度单位换算表第一节序言从本世纪50年代末开始，经历了半个多世纪的无线电电子技术正酝酿着一场新的革命.这场革命掀起的缘由是微电子学和微电子技术的兴起•而这场革命的旋涡中心则是集成电路和以其为基础的微型电子计算机.集成电路的问世，开辟了电子技术发展的新天地，而其后大规模和超大规模集成电路的出现，则迎来了世界新技术革命的曙光•由于集成电路的兴起和发展，创造了在一块小指甲般大小的硅片上集中数千万个晶体管的奇迹；使过去占住整幢大楼的复杂电子设备缩小到能放入人们的口袋，从而为人类社会迈向电子化，自动化,智能化和信息化奠定了最重要的物质基础•无怪乎有人将集成电路和微电子技术的兴起看成是跟火和蒸汽机的发明具有同等重要意义的大事1 •集成电路的产生5•集成电路的分类：TTL集成电路；（定义）集成运算放大器；COMS集成电路；接口集成电路； ECL集成电路；集成稳压器与非线性模拟集成电路微型计算机集成电路；HTL集成电路.2•集成电路的构成:.集成电路的封装类型1. 国外集成电路封装类型的命名及分类SIP ---------------------------------------------- (SINGLE IN -INE PACKAGE) ZIP ---------------------------------------- (ZIG-ZAG IN-LINE PACKAGE)DIP-------------------------------------------- (DUAL IN-LINE PACKAGE) SHDIP -------------------------- (SHRINK DUAL IN-LINE PACKAGE)WDIP ------------------ (WINDOW TYPE DUAL IN-LINE PACKAGE)PGA -------------------------------------- (PIN GRID ALLEY PACKAGE)SVP---------------------------------- (SURFACE VERTICAL PACKAGE) SOP ----------------------- (SMALL OUTLINE L-LEADED PACGAGE) TSOP1 ------------ (THIN SMALL OUTLINE L-LEADED PACKAGE)LSSOP -------------------------------------- (LOW PRO SMALL OUTLINE PACKAGE)TSSOP -------------------------------------- (THIN PRO SMALL OUTLINE PACKAGE)UTSOP ------------------------------------ (ULTRA THIN SMALL OUTLINE L-LEADED PACKAGE)QFP ------------------------------------------------------------------ (QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE)LQFP -------------------------------------------- (LOW PRO FLAT L-LEADED PACKAGE)TQFP --------------------------------------------------------- (THIN QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE)UTQFP ------------------------------------------ (ULTRA THIN QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE)HQFP -------------------------------------------------------------------------------- (QFP WITH HEAT SINK)TPQFP ------------------------------------------------- (TEST PAD QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE)SON ---------------------------------------------------- (SMALL OUTLINE NON-LEADED PACKAGE)QFN ----------------------------------------------------------- (QUAD FLAT NON-LEADED PACKAGE)SOJ ----------------------------------------------------------- (SMALL OUTLINE J-LEADED PACKAGE)QFJ ------------------------------------------------------------------- (QUAD FLAT J-LEADED PACKAGE)BGA ------------------------------------------------------------------------------------ (BALL GRID ARRAY)SPGA ------------------------------------------------------------- (SHRINK PIN GRID ALLEY PACKAGE)LGA ------------------------------------------------------------------------ (LEAD GRID ALLEY PACKAGE)DTP ------------------------------------------------------------------- (DUAL TAPE CARRIER PACKAGE)QTP ------------------------------------------------------------------- (QUAD TAPE CARRIER PACKAGE)SIMM ------------------------------------------------------------- (SINGLE INLINE MEMORY MODULE)DIMM ---------------------------------------------------------------- (DUAL INLINE MEMORY MODULE)SOCKET TYPE3. 国内外封装名称对照：SIP ----------- S INGLE IN LINE PACKAGE ------------------ 单列封装SIPT --------- S INGLE IN LINE PACKAGE WITH TAB----- 带散热片的单列封装DIP ----------- D UAL IN LINE PACKAGE ----------------------- 双列封装DIPT --------- D UAL IN LINE PACKAGE WITH TAB -------- 带散热片的双列封装SDIP --------- S HRINK DUAL IN LINE PACKAGE ----------- 纵向收缩型双列封装2. 国内集成电路的名称和代号：玻璃陶瓷扁平封装 W 陶瓷四面引线扁平封装 Q 塑料双列弯引线封装O 陶瓷熔封扁平封装 H 塑料双列封装 P 陶瓷熔封双列封装 J 金属菱形封装 K 塑料片式载体封装 E 陶瓷扁平封装 F 塑料扁平封装 B 塑料四面引线扁平封装 N 陶瓷双列封装 D 塑料单列封装 S 金属圆形封装 T 陶瓷无引线片式载体封装 --------------- C陶瓷针栅阵列封装 ---------------------- GSWDIP ----- SKINNY DIP OR SHRINK WIDTH DUAL IN LINE PACKAGE----------- 横向收缩型双列封装QIP ---------- QUAD IN LINE PACKAGE ----------------------- 四列封装ZIP ----------- ZIGZAG IN LINE PACKAGE -------------------- 引线交叉排列封装CERDIP ——CERAMIC DUAL IIN LINE PACKAGE ------- 陶瓷熔封双列式封装CDIP -------- CERAMIC DUAL IN LINE PACKAGE （SIDE BRAZED ）----------- 陶瓷双列式封装（通常指侧面钎焊的）PGA --------- PIN GRID ARRAY --------------------------------- 针栅阵列封装SOP --------- SMALL OUT LINE PACKAGE ------------------ 微型封装（两面出腿）SOJ --------- SMALL OUTLINE PACKAGE WITH J LEAD----J 形弓 I 线微型封装PLCC -------- PLASTIC LEADED CHIP CARRIER ----------- CLCC/LCC--CERAMIC LEADLESS CHIP CAEEIER ------ 陶瓷片式载体 QFP --------- QUAD FLAT PACKGE ---------------------------- 四面引线扁平封装 薄的微型封装（两面出腿）塑封有引线的片式封装TSOP ------- THIN SMALL OUTLINE PACKAGE ------------4.本公司内现有的封装类型SIP、SIPTDIP、DIPT、SDIP、SKDIPDIP24、DIP28、DIPT14、SDIP42、SDIP52、SDIP64、SKDIP22、SKDIP24SOP8、SOP14 SOP16 SOP20、SOP24 SOP28 SOL8SOJ26QFP48、QFP64、QFP80、QFP100.集成电路的一脚(INDEX)识别印记正对人的位置，产品最左下角的起脚为一脚，然后按逆时针方向旋转，以次列数.DIP8、DIP14、DIP16、DIP18、DIP20、 SOP 、SOL SOJQFP5.本公司内现有的圭寸装品种.集成电路封装的主要材料1. 引线框架：LEAD FRAME（IC的载体，连接芯片和PCB板）（框架的一脚标记与芯片的一脚在装片时，要保持一致）2•银浆Ag:用以粘接芯片和L/F的PAD.3. 金丝：用以连接芯片和L/F.4. 树脂（塑封料）：用以包封以键合好的半成品，以达到保护芯片的目的5. 油墨：用以标识集成电路.四.集成电路封装工艺流程1. 主要工艺流程:（磨片）-----划片-----装片-----键合——塑封——去飞边——电镀-----打印-----切筋打弯-------- 外观-----（测试）----包装2. 工艺流程的细化:贴片----磨片----贴片----划片----超声清洗----UV照射----崩片----装片----银浆固化----键合----塑封前烘----塑封----后固化----切筋----去飞边----电镀----打印----油墨固化----成形----外观----测试----包装七.设备的结构和控制原理1. 磨片（减薄）:在使用大直径的硅片制造集成电路芯片时，由于其厚度较大，不能满足划片，装片和键合的工艺要求，因此需要对圆片的背面进行处理和减薄，除去其背面的氧化层，才能保证在装片和键合时有良好的浸润性，并改善装片后芯片与中岛之间的欧姆接触，减小串联附加电阻和提高散热性能.1.）研磨法：是利用大量硬度较大，颗粒较细并具有复杂棱角的磨料，在外力的推动下对被加工表面进行磨削作用的一种机械加工方法•研磨料：可采用天然或人造金刚砂,如a -AL2O3；a -SiC 磨料与水的比例为：1:52. ）磨削法:是将机械平面磨削方法应用到半导体器件的加工中.磨削圆片时，砂轮和转盘各自以相反方向旋转,借助于它们的相对运动将圆片磨削减薄.（例:MPS2R30C减薄机）结构:由磨头,转盘（吸盘），磨头垂直和水平进给机构和冷却装置等部分组成.2. 划片：把已制有电路图形的集成电路圆片切割分离成具有单个图形（单元功能）的芯片，常用的方法有金刚刀划片，砂轮划片和激光划片等几种.而我们通常使用的是砂轮划片.砂轮划片机的砂轮转速为30000r/min左右,切割速度通常在50-150mm/min之间.圆片的固定方法是采用真空吸盘，并且工作台面是气垫式的，因此可以保证切割深度完全一致.同时利用监视图象或显微镜来进行定位.全自动划片机工艺步骤包括：圆片上料,对准,划片,清洗,烘干,进圆片盒等工步. 划片的切割方法：通常我们采用的是切割留深法.划片的切割方式:A模式（用于非FJ产品） C 模式（用于富士通产品）3. 装片：是把集成电路芯片粘接到引线框架中岛上的指定位置，为丝状引线的连接提供条件的工艺，称之为装片.3.1 装片的方法有：导电胶粘接法，银浆，低温玻璃烧结法和低熔点合金的共晶熔接法等.3.2 导电胶粘接法由于具有工艺简单.成本低,易采用自动化专用设备，同时在胶粘剂中增加一定比例的金属粉粒，以改善胶粘剂的导电和导热性能，有利于改善芯片的散热条件，因此目前广为应用的就是导电胶粘接法.3.3导电胶:是利用高分子有机化合物所制成的胶粘剂，是以环氧树脂为主体并加有银粉或铝粉等金属粉粒，再配置少量的固化剂和溶剂而成，其具体要求是：粘接牢固，固化时间短，在经受一定的温度后仍能保持其固化状态不变，并在固化期间不产生过多的挥发气体而污染芯片和具有较高的导电散热能力.3.4装片机：由承片台，真空吸嘴，芯片传送机构，加热系统，工件传送机构几个主要部分组成. 承片台:主要作用是将已经分离的但仍与塑料薄膜保持粘贴的芯片，连同贴片环进入承片台后，可由步进电机驱动承片台，作X和丫方向的移动，并通过图形识别装置，挑选出合格与合格芯片.对缺角,破裂和注有不合格标志的芯片，将有反馈信号加至步进电机，使承片台迅速移动,不将其剔除不用；而对合格芯片，则也有反馈信号输至步进电机，使承片台移动，将其送入到规定的位置上.真空吸嘴：作用是将到达规定位置的芯片，为了保护芯片不受损伤，采用真空吸力键芯片吸起,并送到引线框架的中岛上进行装片.真空吸嘴分为：平面吸嘴,斜面吸嘴和角锥吸嘴等. 根据材料的不同可分为：金属吸嘴和海绵吸嘴等.芯片的传送机构：通常采用悬臂式结构•主要作用是将由真空吸嘴吸取的芯片直接送到规定位置去进行装片，也可经过中途修正台修正位置后再送到规定位置上•加热系统：由内热式电阻加热，体积小但功率可达150-200W,并附有调温装置和预热设备，但仅限于共晶焊接装片使用.工件传送机构：对于塑料封装引线框架，可根据引线的尺寸来调整其轨道的宽度，并由步进电机按规定程序使之准确就位•4. 键合:将芯片的电极用金丝与引线框架的内引线连接起来，这一工艺过程称之为键合•4.1集成电路的芯片与封装外壳的连接方式可分为：有引线键合结构和无引线键合结构两大类有引线键合结构就是通常所说的丝焊法，即用金丝或铝丝实行金-金键合,金-铝键合或铝- 铝键合•由于都是在一定压力下进行的焊接，故又称为压焊•4.2目前塑料封装的集成电路通常使用有引线键合的金丝焊接.金丝焊接又分为：热压楔焊,热压球焊,超声热压焊，超声焊.4.3热压焊键合：就是在加热和加压的同时，对其芯片金属化层的压点（一般是铝层）以及外壳或引线框架的外引线引出端头，用金属丝引线（一般是金丝）通过焊接连接起来.由于金属丝和芯片上的铝层同时受热受压，其接触面产生了塑性变形，并破坏了界面的氧化膜，使两者接触面几乎接近原子引力的范围；又因为金丝和焊接层（铝层,镀金层或镀银层）表面存在的不平整现象，加压后其高低不平处相互填充而产生弹性嵌合作用，使两者紧密结合在一起，从而达到键合的目的.键合时，外壳或引线框架应预先加热到310-350 C°,金丝通过陶瓷,碳化钨或碳化钛硬质合金所做成的劈刀，并加热至200C°左右.当金丝由劈刀毛细孔中伸出时，利用氢气或电火花在其端头进行加热，使其熔化成球状，并立即通过50-160g的压力压焊在芯片金属化层的压点上.外焊点则仍采用楔形焊,,即金丝与外壳或引线框架的外引线引出端头实行金-金的热压焊接.4.4超声焊键合：是利用超声波的能量将金属丝（通常是用铝丝）在不加热的情况下，实行内外焊点的键合.其工作原理是由超声波发生器产生的几十千周的（通常为50-60kHz）超声波振荡电能,通过磁致伸缩换能器，在超声频磁场感应下迅速伸缩而产生弹性振动，再经变幅杆传给劈刀，并同时在劈刀上施加一定的压力.劈刀就在这两种力的作用下，带动金属丝在芯片金属层的压点和外壳或引线框架的外引出端头的表面迅速摩擦振动.这样不仅破坏了两者焊接界面的氧化膜，同时也使两者产生塑性变形，使两种纯净的金属面紧密接触，形成牢固的键合.超声焊接的内外焊点都是成楔形的，不需要对芯片和外壳加热，压点是实行铝-铝键合.键合状态主要由以下三个工艺参数所决定的：功率,时间,压力.4.5超声热压焊键合：在热压焊的基础上再加增加超声的能量所实现的键合，称之为超声热压超声热压焊同时具有热压和超声压焊两者的优点，可以降低热压焊的温度(从单纯的热压焊温度---300 C°以上下降至200-260 C°),使一些耐温不高的外壳货基片也能应用金丝作互连•对于引线框架较厚的和带有散热片的塑料封装集成电路，因为它们的散热好，温度梯度大，也可采用超声热压焊•超声热压焊机分为：手动式,半自动式,全自动式.操作步骤:(1)位置复原:确定芯片一金属化层压点为第一个焊接点，并调整其位置，使之置于对位光点之下；11/15(2) 按下开动钮：劈刀降落并进行第一点的焊接.当金球与芯片压点接触时，劈刀端头的内凹面在热能的作用下将金球压成钉头状的焊点，此时超声波发生器同步启动，并产生超声能量，以加速焊接的进行；(3) 劈刀自动提升到一定高度,丝夹张开,使金丝自动送出；(4) 把引线框架外引线一相应的引出端头作为第二焊点，并调整其位置，使之置于对位光点之下，按下开动钮，劈刀降落，以第二点的焊接，并用劈刀端头的外侧把金丝压成楔形的焊点，此时超声波发生器同步启动，并产生超声能量，以加速焊接的进行；(5) 劈刀自动升起时丝夹夹紧金丝，把金丝从楔形焊点的端头拉断，成为一个无丝尾的焊点；(6) 劈刀自动停在复原位置上，丝夹仍然夹紧金丝，电子烧球器产生高压电火花，把金丝端部烧成金球；(7) 丝夹松开，靠金丝的张力把金球升起到劈刀端部，准备进行下一个程序的循环.全自动式金丝球焊机：当对其第一个产品进行光点对位或采用自教程序进行焊接后，则所有的动作程序全部存储在微处理机中，通过自动传输机构，对以后的同类产品进行连续作业作业人员只需用料盒将已经装片的引线框架放到送料台上，并取走已焊接好的产品.如果个别芯片装片位置不当或有其他差错时，则设备上图形识别装置将会自动报警停机，以待作业人员处理.同时，当金丝使用完毕后，设备也会自动给出信号，告诉作业人员添加金丝.图形识别装置的作用：就是对芯片的焊接位置进行寻找和检测，其工作原理是采用相关法技术,即用工业视频摄像机摄取芯片表面的图形，并将摄取图象转换为二进制数码，然后和预先存储的标准的二进制数码图象进行比较.当发现差异时,可由步进电机按给定信号驱动工作台，作X和丫方向的移动，直至对位准确为止.校准范围一般在X= ± 0.2mm,Y= ± 0.2mm 0 =±5°.4.6 球焊劈刀：适用于金丝球焊键合,都是空心管状轴对称型,其端头的锥角有30 ° ,20 ° ,15° ,10° 等.劈刀常用材料有：陶瓷，碳化钨和碳化钛等.由于陶瓷能耐王水(3HCL+HNO3)的腐蚀，当金丝阻塞劈刀通孔而不能取出时，可用王水浸泡而将残存的金丝溶解出来，因此陶瓷劈刀应用较多.4.7金丝要求：(1)丝材的表面应光滑，清洁，不应有任何有机物如油脂，指印等的污染；(2) 不应有大于直径四分之一的影响丝材横截面的缺凹，划伤，裂痕，凸块和附着物⑶丝材应卷绕在特定的绕线轴上，不应有小于30°的死弯和小于0.76mm直径的结存在，且卷绕紧密整齐，不能杂乱松动；(4) 任意长的丝材卷绕在绕线轴上时，只能单层上绕式密绕，且每轴只绕一根，并在首尾注有标记；(5) 每轴丝材都应有严格的包装，以防止受损或污染，并应有规定的标志.⑹金丝纯度要求在99.99%以上，经制成细丝后还需进行退火处理，以保证其拉力强度和延伸率都能符合键合工艺要求.金丝成分表:金丝的选用：应根据集成电路的工作电流来加以选择.一般金丝的熔断电流与金丝的直径成线性关系.5.塑封:即塑料封装，是一种非气密性封装.它是将键合后的半成品用塑料封装起来，以达到保护作用以适应一定的环境.5.1塑料封装从50年代开始,70年代推广，到今天九十年代已广为使用.之所以塑料封装能发展到目前的水平，因其存在诸多的优点：(1) 塑料封装在集成电路的组装过程中一次加工完毕，不同与其他形式的气密性封装，需要事先作成封装外壳，大大简化了工艺流程；(2) 生产工艺简便.一次成型几百只，节省时间，提高工效，易于实现自动化，便于大批量生产；(3) 成本低.所用材料少，除了在初建初期需要对设备和模具投资外，以后的维护费用很低，是气密性封装的1/3-1/5；(4) 重量轻，抗冲击，振动和加速运动等机械性能都比较优越；(5) 环氧和硅酮树脂的抗辐射性能好；(6) 绝缘性能好,寄生参数小；(7) 抗化学腐蚀能力强；(8) 塑料封装中铀，钍的含量少，适于VLSI存储器的封装. 缺点：(1) 抗潮性能差；(2) 热性能差；(3) 抗盐雾腐蚀性能差；(4) 电屏蔽性能差；(5) 易老化.5.2塑封树脂：是一种热固性塑料，以高分子化合物合成的树脂为基体，加入固化剂仮应促进剂(催化剂)，填充剂,阻燃剂,脱模剂和着色剂等组成.常用树脂有：环氧树脂,硅酮树脂等.目前我们使用的是环氧树脂. 树脂发展趋势：高纯度,低应力，低a射线等.树脂的保管：5C°以下.5.3塑料封装的成型方法有滴涂敷法，填充法,浇铸法和递模成型法.目前我们使用的是递模成型法. 递模成型法：是将塑料包封机上油缸压力，通过注塑头，传递到被预热的塑料上，使塑料经浇道,浇口缓慢挤入型腔,并充满整个型体，把芯片包封起来，该成型法称之为递模成型法.也就是通常称的塑封.5.4塑圭寸的工艺条件：⑴塑封模的温度：175土5C°(2) 合模压力：根据塑封模的大小，重量，型腔数，以下框架材料，成品外形尺寸和注塑压力等条件选定的.(3) 注塑压力：也称为递模压力和传递压力，其作用是传递塑料，使塑料能充满型腔.一般30-100Kg/cm2.⑷预热温度:塑料(塑封料)的预热温度取决于塑料的凝胶时间和流动性，一般为80-100C。
集成电路封装知识
集成电路封装知识典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。
集成电路封装知识典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。
什么是电子封装(electronic packaging)? 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。
封装基础第1章-集成电路封装
现代集成电路封装
图 4.2 电子封装系统中前三级封装组装层次 Fig. 4.2 Three levels of electronic package assemble
现代集成电路封装
一级封装 一级封装是指芯片级封装，即将芯片封装以形成器件，所以又称器件封装。 常规一级封装
几种典型的器件封装类型 针栅阵列封装 针栅阵列（PGA，Pin grid array）封装也叫插针网格阵列封装技术，由这种技术封装的 器件有多个由内至外的方阵形的插脚（针） ，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排 列，根据管脚数目的多少，可以围成 2～5 圈。安装时，将器件插入专门的 PGA 插座。为了 使得 CPU 器件能够更方便的安装和拆卸，从 486 芯片开始，出现了一种 ZIF CPU 插座，专 门用来满足 PGA 封装的 CPU 在印刷电路板上安装和拆卸的要求，该技术一般用于可能出现 多次插拔操作器件的场合。
图 2.4 集成电路二级封装的发展趋势 Fig. 2.4 Evolution of IC package
电子封装
电子封装的发展
封装是芯片和电子系统之间的桥梁，集成电路封装技术的发展既受微电子技术 中芯片设计和制造技术的推动，同时，封装技术的发展又有力地支撑和推动了整个 微电子技术的发展。
在过去几十年里，为适应集成电路向小型化、高速化、大功率发展的需要，集 成电路封装技术得到了不断的提高和改进。朝着小尺寸、多 I/O、高密度、高可靠 性、高散热能力、自动化组装的方向发展。
Introduction to Microsystems Packaging
Prof. Rao R. Tummala Georgia Institute of Technology
现代集成电路封装
PPT微电子封装技术讲义
金属材料的可靠性较高，能够承 受较高的温度和压力，因此在高 集成度的芯片封装中广泛应用。
高分子材料
高分子材料在微电子封装中主要用于 绝缘、密封和塑形。常见的高分子材 料包括环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟 乙烯等，它们具有良好的绝缘性能和 化学稳定性。
高分子材料成本较低，加工方便，因 此在低端和大规模生产中应用较广。
板级封装
1
板级封装是指将多个芯片或模块安装在同一基板 上，并通过基板与其他器件连接的系统封装类型。
2
板级封装具有制造成本低、易于维修和更换等优 点，因此在消费电子产品中应用广泛。
3
常见的板级封装类型包括双列直插式封装 （DIP）、小外形封装（SOP）、薄型小外形封 装（TSOP）等。
系统级封装
系统级封装是指将多个芯片、模块和其他元器件集成在一个封装体内，形成一个完 整的系统的封装类型。
微电子封装技术的应用领域
通信
高速数字信号处理、 光通信、无线通信等。
计算机
CPU、GPU、内存条 等计算机硬件的封装 和互连。
消费电子
智能手机、平板电脑、 电视等消费电子产品 中的集成电路封装。
汽车电子
汽车控制单元、传感 器、执行器等部件的 封装和互连。
医疗电子
医疗设备中的传感器、 控制器、执行器等部 件的封装和互连。
详细描述
芯片贴装是将微小芯片放置在基板上的过程，通常使用粘合剂将芯片固定在基板 上，以确保芯片与基板之间的电气连接。这一步是封装工艺中的关键环节，因为 芯片的正确贴装直接影响到后续的引线键合和整体封装质量。
引线键合
总结词
引线键合是将芯片的电路与基板的电路连接起来的工艺过程。
详细描述
引线键合是通过物理或化学方法将芯片的电路与基板的电路连接起来的过程。这一步通常使用金属线或带状线， 通过焊接、超声波键合或热压键合等方式将芯片与基板连接起来，以实现电气信号的传输。引线键合的质量直接 影响着封装产品的性能和可靠性。
模拟电子技术基础知识集成电路制造与封装工艺
模拟电子技术基础知识集成电路制造与封装工艺集成电路是现代电子技术的基石，它将成千上万个电子元件和电路功能集成到一个芯片上。
本文将探讨模拟电子技术基础知识集成电路的制造与封装工艺。
一、集成电路的制造工艺集成电路的制造是一个复杂而精细的过程，它包括芯片的设计、掩膜制备、晶圆加工、电路测试等环节。
1. 芯片设计芯片设计是集成电路制造的第一步，它通过计算机辅助设计软件进行。
设计师根据电路功能和性能要求，将电路原理图转化为数字化的布图，确定元件的位置和连线规则。
2. 掩膜制备掩膜是集成电路制造过程中的关键步骤。
通过将设计好的芯片图案转移到掩膜上，再通过光刻技术将图案转移到硅片上去。
3. 晶圆加工晶圆加工是指将掩膜上的芯片图案转移到硅片上的过程。
它包括清洗硅片、去除氧化层、进行掺杂等步骤，以形成各种电子元件。
4. 电路测试在芯片制造的过程中，电路测试是必不可少的环节。
通过测试，可以验证设计和制造的芯片是否符合要求，是否存在缺陷。
二、集成电路的封装工艺集成电路的封装是将制造好的芯片进行保护和连接的过程。
常见的封装形式有双列直插(DIP)封装、表面贴装(SMT)封装等。
1. DIP封装DIP封装是最早使用的一种封装形式，它采用直插的形式将芯片引脚插入到插座或插针中，使芯片与外部电路连接。
该封装形式易于维修和更换，但占用空间较大。
2. SMT封装SMT封装是一种表面贴装封装技术，它通过将芯片固定在PCB板上，并采用焊接技术将芯片引脚与PCB板上的焊盘连接。
这种封装形式具有体积小、重量轻、可自动化等优点，成为现代电子产品的主流封装技术。
三、集成电路制造与封装工艺的发展趋势随着科技的不断进步，集成电路制造与封装工艺也在不断革新与发展。
1. 工艺微缩化微缩化是集成电路制造的主要趋势之一。
通过技术的进步，制造工艺已从微米级别逐渐发展到纳米级别，使得芯片功耗更低、速度更快。
2. 三维封装技术为了满足大规模集成的需求，三维封装技术逐渐兴起。
第14章微电子概论封装
8
封装
PLCC：plastic leaded chip carrier，带引线的 塑料芯片载体。表面贴装型封装之一。引脚从封装的 四个侧面引出，呈丁字形，是塑料制品。 Leadless Carrier：无引脚芯片载体。指陶瓷基板 的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。 是高速和高频IC用封装。
22
封装中的问题 2. 45度规则： 位于拐角处的压焊线和旁边的压焊块靠得很近， 这样很容易引起短路。 压焊线与芯片边缘所形成的夹角应保持在45 度角之内。称之为“45度规则”。
45o 45o
short circuit
23
封装中的问题 3. 使si的重叠最小： 最边上的压焊块没有放在芯片的角上，所以压 焊块和硅片重叠的部分太多。 这样压焊线可能会下垂或掉下来，造成电路短 路。所以必须尽可能缩短未使用硅片部分之上 的压焊线。
26
尺寸估计 1. 压焊块限制设计： pad-limited design 对封装的选择在很大程度上取决于芯片的尺寸。 压焊块限制设计：根据信号数量所需要的压焊 块数目来确定芯片的最小尺寸。 弄清楚压焊块之间所要求的最小间距，把这些 压焊块尽可能靠紧排列在一个矩形中。
27
尺寸估计 1. 压焊块限制设计： pad-limited design
17
压焊方法 2. 超声球形压焊：
给导线加上一个高电压脉冲使金属线头在没有碰到压焊块 之前就已经熔化。线头一熔化就用一个以超声速度振荡的 小套管把它定位在压焊块上。当把导线压焊在压焊块上时 小套管的振荡进一步提供了能量来加热导线。 由于不用楔形物来捶击，不会出现诸多机械方面的问题。 导线也不会像楔形压焊时那样留下一个伸出来的小尾巴。
模拟电子技术基础知识集成电路制造与封装工艺要点
模拟电子技术基础知识集成电路制造与封装工艺要点集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是现代电子技术中的重要组成部分，广泛应用于计算机、通信、消费电子等领域。
在IC的制造和封装工艺中，有一些关键要点需要重点注意。
本文将介绍模拟电子技术基础知识中与集成电路制造和封装相关的要点。
1. IC制造工艺要点IC的制造工艺从纯净硅片开始，经过一系列的加工步骤，最终形成复杂的电路结构。
以下是制造工艺的要点：（1）掺杂：为了实现电路中的不同功能，需要对硅片进行掺杂。
掺杂分为N型和P型两种，通过掺入不同的杂质，可以改变硅片的导电性质。
（2）光刻技术：光刻技术是制造集成电路必不可少的工艺。
它通过光影留下的痕迹，在硅片上制造出复杂的图形结构。
光刻技术要点包括选择合适的光刻胶、控制曝光和显影时间等。
（3）腐蚀与沉积：制造IC时，还需要进行腐蚀和沉积等步骤。
腐蚀可以去除不需要的材料，而沉积则是将所需材料沉积在特定位置。
这些步骤需要精确控制材料的厚度和均匀性。
（4）金属化：在制造工艺的最后一步，需要将金属导线覆盖在硅片上，以连接不同的电路元件。
金属化要点包括选择合适的金属材料、控制金属层的粗糙度和导电性等。
2. IC封装工艺要点IC的封装是将制造好的芯片封装在外部保护层中，以便于焊接和安装。
以下是封装工艺的要点：（1）封装材料：封装材料要具备良好的绝缘性、导热性和防湿性。
常用的封装材料有塑料、陶瓷和金属等。
（2）引线焊接：引线焊接是将芯片与封装好的引脚相连接的关键步骤。
焊接技术要点包括控制焊接温度、焊线直径和焊接时间等。
（3）密封：为了保护芯片不受潮气和灰尘的影响，封装过程中需要对芯片进行密封。
密封要点包括选择合适的密封环境和封装材料。
（4）测试：封装完成后，需要对芯片进行各种测试，以确保其质量符合要求。
常用的测试方法包括电性能测试、可靠性测试和温度测试等。
3. 工艺改进与研究方向随着科技的发展，集成电路制造和封装工艺也在不断改进和创新。
第五章节微电子封装技术
一、集成电路封装的设计
芯片 陶瓷盖板 低熔点玻璃
陶瓷封装外壳
金属化布线 导电胶
封装外壳的设计 封接的设计 引线和引线架的设计
二、集成电路封装的设计
芯片 陶瓷盖板 低熔点玻璃
陶瓷封装外壳
封装外壳的设计 封接的设计 引线和引线架的设计
1、封装外壳的设计
集成电路外壳是构成集成电路整体的一个主要组成部分。 它不仅仅对集成电路芯片起着一个单纯的机械保护和芯片电 极向外过渡连接的作用，而且对集成电路芯片的各种 功能参数的正确实现和电路使用场所要求的环境条件，以及 体现电路特点，都起着根本的保证作用。
随着集成电路的组装密度不断增大，将导致功率密度也 相应的提高，集成电路单位体积发热量也有所增加。在外壳 结构设计上如果不能及时地将芯片内所产生的热量散发出去， 设法抑制集成电路的温升，必然对集成电路的可靠性产生极 为严重的影响。为此，封装外壳的热设计是一个至关重要的 课题。
在进行封装外壳的热设计时，需要估计集成电路芯片 由于电功率的热效应所产生的热量如何通过外壳散发到周 围环境中去。
②封接材料的线膨胀系数应能和被焊的陶瓷、金属相匹配，从而
保证封接件具有一定的封接强度和经受得住诸如温度、气候和机械 等一系列的环境考验。如果和被焊材料的线膨胀系数相差甚远，则 在封接后封接材料中残存应力将使封接材料遭到破坏，从而使封接 强度大大降低和无法保证封接体的气密性；
③电磁屏蔽
在放大电路中，当使用金属外壳时，由于屏蔽作用使 金属外壳相当于一只矩形波导，在这波导中，放大电路的 各级元器件都对它起电磁场的激励作用，其中以末级元器 件的激励最强，这样因屏蔽外壳的耦合，很容易引起寄生 反馈。为了消防这些影响，应将外壳做得长一点。
集成电路封装技术
4. 中国是半导体器件的消费“大国”，生产“小国”。 半导体器件生产发展的市场余地很大。 2000年中国消耗的半导体占世界半导体市场份额的6.9%, 生产的半导体只占世界产值的1.2%;2004年占3.7％； 2002年中国消耗的半导体占世界半导体市场份额的14.4%, 生产的半导体只占世界产值的1.8%。 中国所消费的半导体产品中85%依靠进口。 广阔的市场、就地生产、降低成本、抢占中国市场，及 2000年6月18号文件提供的优惠政策是吸引外资、快速 发展中国半导体产业的主要因素。
20％
10％
2％
*
四、集成电路的基本组（封）装工艺 不同的封装使用的封装工艺是不同的： 金属封装 陶瓷封装 塑料封装： 引线框架式封装 PCB基板 PBGA： WB （引线键合） FC （倒装芯片） 载带： TAB（载带自动焊） 圆片级封装 WLP DIP、SOP、QFP、PLCC等主要都是塑料封装。
*
③ 按引线形状 无引线：焊点、焊盘 有引线：
TH 直插
外壳
芯片
*
L型 （翼型）
J型
焊球
焊柱
扁平
I形（柱形）
SMT
*
图3 一级封装的类型
*
IC封装的生命周期
图4 上世纪末集成电路封装的生命周期
*
④ 目前世界上产量较多的几类封装 SOP 55～57% PDIP 14% QFP (PLCC) 12% BGA 4～5%
目录 一、中国将成为世界半导体封装业的重要基地 二、IC封装的作用和类型 三、IC封装的发展趋势 四、IC封装的基本工艺 五、几种新颖封装BGA、CSP、WLP 六、封装的选择和设计 七、微电子封装缩略词
*
一、中国将成为世界半导体封装业的重要基地之一 1. 世界半导体工业仍在高速发展
集成电路封装技术及其应用
塑料封装
定义：塑料封装是一种以塑料为基材的集成电路封装形式 特点：重量轻、成本低、可塑性强、绝缘性能好 常见类型：DIP、SIP、SOP、QFP等 应用领域：消费电子、汽车电子、通信等领域
04
集成电路封装技术应用领域
通信领域
集成电路在通信领域的应 用
通信设备中的集成电路封 装技术
集成电路在通信网络中的 重要性
集成电路封装技术在消费 电子领域的发展趋势
汽车电子领域
集成电路在汽车电子中的应用： 如发动机控制、车身控制、安全 系统等
汽车电子领域对集成电路封装技 术的需求：高可靠性、高耐久性、 低功耗等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
集成电路封装技术在汽车电子中 的优势：提高性能、降低成本、 增强可靠性
集成电路封装技术在汽车电子领 域的发展趋势：小型化、轻量化、 集成化等
封装类型与结构
封装类型：DIP、SOP、QFP、BGA等 封装结构：芯片、基板、引脚、外壳等 封装材料：塑料、金属等 封装工艺：焊接、压接、绕接等
03
集成电路封装技术分类
气密性封装
定义：气密性封装是一种通过严格控制封装体内 气体流动的封装方式，以确保封装体内部的气体 不会泄漏到外部环境中。
原理：通过在封装体上设置一定的密封结构，如 密封环、密封垫等，以阻止气体通过封装体与外 部环境之间的缝隙流动。
集成电路封装技术的作用
集成电路封装技术的分类
集成电路封装技术的发展历程
封装技术发展历程
早期封装技术：简单的芯片封装形式，主要采用手工操作，生产效率低 分立器件封装：将晶体管、电阻、电容等分立器件封装在一起，提高了性能和可靠性 集成电路封装：将多个器件集成在一个芯片上，然后进行封装，大大提高了集成度和可靠性 表面贴装技术：采用表面贴装技术，将芯片直接贴装在印制板上，提高了生产效率和可靠性 先进封装技术：采用先进封装技术，如倒装焊、晶圆级封装等，进一步提高了集成度和可靠性
《微电子封装技术》课件
航空航天设备封装案例
航空航天设备封装案例：航空航天领域对设备的可靠性和稳定性要求极高，而微电子封装技术能够满 足这些要求。例如，在飞机发动机控制系统中、卫星导航系统中等，微电子封装技术发挥着重要作用 。它能够提高设备的可靠性和稳定性，降低成本，并促进小型化、集成化的发展趋势。
具体而言，在飞机发动机控制系统中，微电子封装技术能够实现高精度和高可靠性的控制，从而提高 发动机的性能和安全性。在卫星导航系统中，微电子封装技术能够提高定位精度和信号质量，从而提 高导航的准确性和可靠性。
医疗电子设备封装案例
医疗电子设备封装案例：医疗电子设备对精度和可靠性要求极高，而微电子封装技术能够满足这些要求。例如，在医疗影像 设备、心脏起搏器、血糖监测仪等中，微电子封装技术发挥着重要作用。它能够提高设备的性能和可靠性，降低成本，并促 进小型化、集成化的发展趋势。
具体而言，在医疗影像设备中，微电子封装技术能够提高图像质量和设备性能，从而提高诊断的准确性和可靠性。在心脏起 搏器中，微电子封装技术能够实现高精度和高可靠性的起搏控制，从而提高患者的生命安全和生活质量。在血糖监测仪中， 微电子封装技术能够实现快速、准确的血糖监测，从而帮助患者及时了解自身血糖状况并进行有效控制。
封装测试பைடு நூலகம்
01
封装测试是确保微电子封装产品性能和质量的 重要环节。
03
随着技术的不断发展，新型测试方法也在不断涌现 ，如X射线检测、超声检测等。
02
测试内容包括气密性检测、外观检测、电性能 测试等，以确保产品符合设计要求和性能标准
。
04
封装测试的发展趋势是高精度、高效率、自动化， 以提高测试准确性和降低成本。
。
柔性封装技术
03
集成电路封装基础知识
集成电路封装基础知识《集成电路封装基础知识：小身材，大能量》嘿，各位小伙伴们！今天咱来聊聊那小小的集成电路封装，可别小瞧了这玩意儿，它虽然看着不起眼，但那可是有着大能量哩！说起集成电路封装啊，就像是给那些芯片小宝贝们穿衣服。
你想啊，这些芯片就像刚出生的小宝宝，赤裸裸地可不行，总得给它们好好包装一下，让它们能安全又舒服地在各种电子设备里工作呀。
这衣服穿得好不好，那影响可大了去了。
要是封装得不好，就好比给宝宝穿了一身不合身的衣服，不但行动不方便，还可能出各种毛病。
所以啊，封装这活儿可得精细着点儿。
好的封装就像是给芯片穿上了一套超级战甲！不仅能保护芯片不受外界的干扰和伤害，还能帮助它们散热，不然芯片温度太高，那不就“发烧感冒”啦。
而且呀，这战甲还得轻，不能给芯片增加太多负担。
想象一下，这些集成电路就像是一群小小的超级英雄，在封装的保护下，威风凛凛地在电子世界里大显身手。
它们在手机里让我们愉快地聊天、打游戏；在电脑里帮我们高效地工作、学习。
而这背后，封装功不可没呀！封装还有各种不同的类型和技术呢，就跟咱买衣服有不同款式一样。
有的封装小而精致，适用于那些小巧玲珑的电子产品；有的封装则强大厚实，能应对更复杂苛刻的环境。
咱普通人平时可能不太会注意到集成电路封装，但它真的无处不在。
可以说，没有了它，我们的生活可就没那么便捷和精彩啦！所以啊，下次当你愉快地拿着手机玩耍，或者用电脑办公的时候，不妨想想那小小的集成电路封装，是它们在背后默默地付出，让一切变得如此美好。
总之，集成电路封装虽然听起来是个很专业的东西，但其实它就像我们生活中的一部分，小小的身材却蕴含着大大的能量。
让我们为这些小小的英雄们点赞，也期待着未来它们能带给我们更多的惊喜和便利！怎么样，现在你对集成电路封装是不是有了更有趣的认识啦？。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Flipchip Area Array Thin Film on PWB PWB-Micro Via
•Integration to BEOL •Integration in Package level •Integration at System level
Ceramic PWB-D
Package /Board:
2、SOJ small out-line J-lead package
小型平面J 形引线式封装
引脚向内弯曲
3、QFP：quad flat package
四周平面引线式封装
引脚向外弯曲 背面
QFP的实用水平，封装尺寸为 40mm×40mm，端子间距为0.4mm,端子数 376
QFP是目前表面贴装技术的主要代表 周边端子型封装QFP的最大问题是引脚端子的变形， 难保证与印刷电路板的正常焊接，需要熟练的操作者， 日本半导体用户掌握着高超的技能，处理微细引脚的多 端子QFP得心应手
集成电路芯片封装技术
2014-8-8
课程引入与主要内容
1、集成电路芯片封装与微电子封装
微电子封装技术=集成电路芯片封装技术
2、芯片封装技术涉及领域及功能 3、封装技术层次与分类
封装技术的概念
微电子封装：A Bridge from IC to System 随着半导体器件和集成电 路的出现而诞生的。由于 必须认真考虑芯片细小、 柔嫩且功能、规格较多， 需要进行电路芯片的保护， 要求同时实现与外电路可 靠地电气连接并得到机械、 绝缘方面的有效保护，由 此封装技术应运而生。
三种封装材料
• 塑料封装
• 主要特点：工艺简单、成本低廉、便于自动化大生产。约占 封装市场的95%，并且可靠性不断提高，在千兆赫兹以下的系 统中大量使用。
• 金属封装
• 主要特点：具有良好的散热能力和电磁场屏蔽，精度高，尺 寸严格，适合批量生产，成本相对较低，性能优良，应用面 广，可靠性高。
• 陶瓷封装
封装技术的第二次重大变革
QFP贴装技术 20世纪90年代初中期
BGA贴装技术
4、BGA Ball Grid Array 球状栅阵电极封装
焊料微球凸点 背面
IC芯片 导线丝 引线架
封装树脂
BGA
内引线
基板
焊料微球凸点
回流焊 回流焊:通过掩膜预先将适量的焊料置于印制板上需要 钎焊的地方，然后将需要装载的元件贴装在印制板相应 的电极上，再利用各种加热方式对整个印制板进行加热， 使焊料熔化，实现元件电极与对应预涂焊点的互联
印制板
回流炉
球栅阵列型封装BGA的优点 A、与QFP相比，可进一步小型化、多端子化，400端子以上 不太困难。 焊料微球凸点
印制板
B、球状电极的不会变形 C、熔融焊料的表面张力作用，具有自对准效果，实 装可靠性高，返修率几乎为零 D、实装操作简单，对操作人员的要求不高
日本厂家把主要精力投向QFP端子间距精细化方面， 但是未能实现0.3mm间距的多端子QFP，因为日本厂家 认为BGA实装后，对中央部分的焊接部位不能观察。
封装涉及的技术领域
因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质 对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面， 封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术 的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连 接的PCB (印制电路板)的设计和制造，因此它是至关 重要的。
微电子封装的功能
1、电源分配：传递电能-配给合理、减少电压损耗 2、信号分配：减少信号延迟和串扰、缩短传递线路 3、提供散热途径：散热材料与散热方式选择 4、机械支撑：结构保护与支持 5、环境保护：抵抗外界恶劣环境（例：军工产品）
微电子封装技术分级
三维（3D）封装技术
传统二维封装基础上向三维z方向发展的封装技术。 实现三维封装的方法：
【1】 埋置型
元器件埋置或芯片嵌入 【2】 有源基板型 半导体材料做基板Wafer Scale IntegratFra bibliotekon 【3】叠层型
将多个裸芯片或封装芯片在垂直方向上互连
抑或是MCM叠层：散热与基板选择
尺寸芯片封装原理
主要考虑用尽可能少的封装材料解决电极保护问题
尺寸芯片封装CSP分类
2、周边端子型CSP
1、平面栅阵端子型CSP 裸芯片
焊料微球凸点
IC芯片 导线丝 引线架
封装树脂
BGA
内引线
基板
焊料微球凸点
IC芯片 CSP
CSP芯片尺寸封装工艺
1、导电丝焊接组装技术 2、倒扣组装技术
1、导电丝焊接组装技术
芯片尺寸封装技术
CSP
chip size package
尺寸芯片封装
裸芯片封装
20世纪90年代，日本开发了一种接近于芯片尺寸 的超小型封装，这种封装被称为chip size package， 将美国风行一时的BGA推向CSP,将成为高密度电子封装 技术的主流趋势
尺寸芯片封装概念 双列直插式封装（DIP）的裸芯片面积与封装面积之比为1:80, 表面贴装技术SMT中的QFP为1:7，CSP小于1:1.2
SMA/PCBA Electronic Equipment
芯片封装涉及的技术领域
������ 芯片封装技术涉及物理、化学、化工、材料、
机械、电气与自动化等学科。所涉及材料包括金属、 陶瓷、玻璃和高分子材料等。 芯片封装技术整合了电子产品的电气特性、热 特性、可靠性、材料与工艺应用和成本价格等因素， 是以获得综合性能最优化为目的的工程技术。
• 主要特点：气密性好，可靠性高；具有优秀的电性能，可实 现多信号、地和电源层结构，导电性好。但尺寸精度差、介 电系数高，价格贵等缺点。
微电子封装技术的演变
W/S PC
100000
电子整机的发展趋势
Notebook
10000 Volume(cm3)
1000
Laptop Cellular
100
SMART “Watch” & Bio-sensor
1970
1980
1990
2000
微电子封装技术的演变
Past Bulky components Bulky systems
Current Thinfilm components Miniaturized modules Future Embedded components Package–sized systems
封装的分类
按封装中组合IC芯片数目分： SCP和MCP（包括MCM) 按密封材料分：陶瓷封装和高分子材料封装（塑封） 按器件与电路板互连方式分： 引脚插入型（PTH）和表面贴装型（SMT） 按引脚分布形态分： 单边、双边、四边和底部引脚
SIP、DIP、SOP、QFP、MCP、PGA
封装形式的发展
确定封装要求的影响因素
成本 外形与结构 产品可靠性 性能 类比：人体器官的构成与实现
微电子封装技术的技术层次
第一层次：零级封装-芯片互连级（CLP） 第二层次：一级封装 SCM 与MCM（Single/Multi Chip Module） 第三层次：二级封装 组装成Subsystem COB（Chip on Board）和元器件安装在基板上 第四层次：三级微电子封装 电子整机系统构建
Board Connector:
PTH
Peripheral SMT
Area/BGA SMT
Discretes
:
1005
0805
0603
0402
0201
01005?
Integration
微电子封装技术发展的驱动力
一、IC发展对微电子封装的推动
IC发展水平的标志：集成度和特征尺寸
IC发展方向：大芯片尺寸、高集成度、小特征尺寸和 高I/O数。 二、电子整机发展对微电子封装的拉动 电子整机的高性能、多功能、小型化和便携化、低成 本、高可靠性要求促使微电子封装由插装向贴装发展，
4、CSP发展新趋势
1、MCM组装 2、三维封装
将多个裸芯片不加封装，直接装载于同 一印制板上并封装于同一壳体内，与一般单芯 1、MCM组装 片封装的SMT相比，面积减小了3~6倍，重 Multi chip module 量减轻了3倍以上，由于减小了引线长度故可 明显改善信号延迟、降低高频损耗
芯片 封装体
直插式 表面贴装式 芯片尺寸封装 DIP SMT CSP
封装技术的第一次重大变革
插装技术 20世纪70年代中期
表面贴装技术
DIP
手机、笔记本电脑、数码摄 象机的薄型化、小型化 1、 SOP小型平面引线式封装 SOP：small out-line package 引脚向外弯曲
Surface Mount technology 表面贴装（SMT）技术之一 薄型化
IC
Board
微电子封装的概念
狭义：芯片级 IC Packaging
广义：芯片级+系统级：封装工程
电子封装工程：将基板、芯片封装体和分立器件等要素， 按电子整机要求进行连接和装配，实现一定电气、物理性 能，转变为具有整机或系统形式的整机装置或设备。
微电子封装过程=电子整机制作流程
Wafer Single IC Package
发展方向：轻、薄、短、小
DIP—SPIP—SKDIP SOP—TSP—UTSOP PGA—BGA
Lead on Chip：芯片上引线封装
封装技术与封装材料
封装形态、封装工艺、封装材料由产品的电特
性、导热性能、可靠性需求、材料工艺技术和
成本价格等因素决定。封装形态与封装工艺技
术、封装材料之间不是一一对应关系。
美国公司的实际应用证明，BGA即使不检测焊点 的质量，也比经过检测的QFP合格率高两个数量级 BGA是目前高密度表面贴装技术的主要代表 美国康柏公司1991年率先在微机中的ASIC采用了255 针脚的PBGA，从而超过IBM公司，确保了世界第一的微机 市场占有份额。