集成电路封装的发展现状及趋势

集成电路封装的发展现

状及趋势

公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

序号：39 集成电路封装的发展现状及趋势

姓名：张荣辰

学号：

班级：电科本1303

科目：微电子学概论

二〇一五年 12 月13 日

集成电路封装的发展现状及趋势

摘要：

随着全球集成电路行业的不断发展，集成度越来越高，芯片的尺寸不断缩小，集成电路封装技术也在不断地向前发展，封装产业也在不断更新换代。

我国集成电路行业起步较晚，国家大力促进科学技术和人才培养，重点扶持科学技术改革和创新，集成电路行业发展迅猛。而集成电路芯片的封装作为集成电路制造的重要环节，集成电路芯片封装业同样发展迅猛。得益于我国的地缘和成本优势，依靠广大市场潜力和人才发展，集成电路封装在我国拥有得天独厚的发展条件，已成为我国集成电路行业重要的组成部分，我国优先发展的就是集成电路封装。近年来国外半导体公司也向中国转移封装测试产能，我国的集成电路封装发展具有巨大的潜力。下面就集成电路封装的发展现状及未来的发展趋势进行论述。

关键词：集成电路封装、封装产业发展现状、集成电路封装发展趋势。

一、引言

晶体管的问世和集成电路芯片的出现，改写了电子工程的历史。这些半导体元器件的性能高，并且多功能、多规格。但是这些元器件也有细小易碎的缺点。为了充分发挥半导体元器件的功能，需要对其进行密封、扩大，以实现与外电路可靠的电气连接并得到有效的机械、绝缘等

方面的保护，防止外力或环境因素导致的破坏。“封装”的概念正事在此基础上出现的。

二、集成电路封装的概述

集成电路芯片封装（Packaging，PKG）是指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连线，引出接线端并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。此概念称为狭义的封装。

集成电路封装的目的，在于保护芯片不受或少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能。封装为芯片提供了一种保护，人们平时所看到的电子设备如计算机、家用电器、通信设备等中的集成电路芯片都是封装好的，没有封装的集成电路芯片一般是不能直接使用的。

集成电路封装的种类按照外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、贴片型和高级封装。

引脚插入型有DIP、SIP、S-DIP、SK-DIP、PGA

DIP：双列直插式封装；引脚在芯片两侧排列，引脚节距，有利于散热，电气性好。

SIP：单列直插式封装；引脚在芯片单侧排列，引脚节距等特征与DIP基本相同。

S-DIP：收缩双列直插式封装；该类型的引脚在芯片两侧排放，引脚节距为，芯片集成度高于DIP。

SK-DIP：窄型双列直插式封装；芯片的宽度是DIP的二分之一，其他特征与DIP相同。

PGA：针栅阵列插入式封装；封装底面垂直阵列布置引脚插脚，插脚节距为或，插脚数可达数百脚。用于高速且大规模或超大规模的集成电路。

贴片型有SOP、TSOP-1、TSOP-2、SSOP、QFP、SOJ、PLCC等。

SOP：最常用的贴片器件。标称尺寸分为：150mil、225mil、

300mil、450mil、525mil、600mil。常用的有150mil、300mil、

450mil。脚间距均为，引脚数<16时其标称尺寸一般为150mil，引脚数=20时其标称尺寸分为225mil和300mil两种。宽度为225mil的俗称窄体，宽度为300mil的俗称宽体。

TSOP-1：标称尺寸不做要求，脚间距为和两种。该封装厚度较薄，多用于空间较小的场合。

TSOP-2：标称尺寸分为300mil、400mil、500mil、550mil。脚间距分为、、。

SSOP：标称尺寸分为175mil、225mil、300mil、375mil、525mil。脚间距分为、、。该封装体积小，多适用于空间较小的场合。

SOJ：标称尺寸分为300mil和400mil两种，一般多选用300mil。脚间距均为。

PLCC：外型为方型，所以没有标称尺寸可分。脚间距均为。引脚数分为24、28、32、44、52、68、84。

QFP：按器件厚度不同衍生出LQFP、TQFP、MQFP。其脚间距分为、、、、。引脚数可大至240脚，多用于超大规模集成电路的封装。

BGA：外型为方型，引脚为针刺矩阵排列。脚间距为，多用于军工级器件上。

SOT-23：引脚数较少，最多6脚，属于微型封装器件。多用于二、三极管的封装。

高级封装有：柔性基片CSP，硬质基片CSP，引线框架CSP，圆片级CSP，叠层CSP。

柔性基片CSP：柔性基片CSP的IC载体基片是柔性材料制成的，主要是塑料薄膜。在薄膜上制作有多层金属布线。采用TAB键合的CSP，使用周边焊盘芯片。

硬质基片CSP：硬质基片CSP的IC载体基片是用多层陶瓷或多层布线层压树脂板制成的。

引线框架CSP：引线框架CSP，使用类似常规塑封电路的引线框架，它的尺寸大小，厚度薄，并且它的指状焊盘伸入到芯片内部区域。引线框架CSP多采用引线键合来实现芯片焊盘与引线框架CSP焊盘的连接。

圆片级CSP：圆片级CSP先是在圆片上进行封装，并以圆片的形式进行测试，老化筛选，其后再将圆片分割成单一的CSP电路。

叠层CSP：把两个或两个以上芯片重叠粘附在一个基片上，再封装起来而构成的。

三、集成电路封装业发展状况

在集成电路产业市场和技术的推动下，集成电路封装技术不断发展，大体经历以下三个技术阶段的发展过程：

第一阶段是1980年之前以为代表的通孔插装(THD)时代。这个阶段技术特点是插孔安装到PCB上，主要技术代表包括TO(三极管)和DIP(双列直插封装)，其优点是结实、可靠、散热好、功耗大，缺点是功能较少，封装密度及引脚数难以提高，难以满足高效自动化生产的要求。

第二阶段是1980年代开始的表面贴装(SMT)时代，该阶段技术的主要特点是引线代替针脚，由于引线为翼形或丁形，从两边或四边引出，较THD插装形式可大大提高引脚数和组装密度。最早出现的表面贴装类型以两边或四边引线封装为主，主要技术代表包括SOT(小外形晶体管)、SOP(小外形封装)、QFP(翼型四方扁平封装)等。采用该类技术封装后的电路产品轻、薄、小，提升了电路性能。性价比高，是当前市场的主流封装类型。

在电子产品趋小型化、多功能化需求驱动下，20世纪末期开始出现以焊球代替引线、按面积阵列形式分布的表面贴装技术。这种封装的I/O是以置球技术以及其它工艺把金属焊球(凸点)矩阵式的分布在基板底