芯片封装原理及分类
芯片封装原理及分类
Ceramic substrate (Typically Alumina)
Solder Balls (typically 90Pb/10Sn) Metal Cap Adhesive
Caped
PQFP封装模型的建立
• Plastic Quad Flat Pack (thin version called TQFP) • 常用于逻辑芯片, ASIC芯 片, 显示芯片等 • 封装外管脚(Lead), 表面 贴装
PROFIT 项目 PRediction OF temperature gradients Influencing The quality of electronic products DELPHI项目 DEvelopment of Libraries of PHysical models for an Integrated design environment
Thermal grease
SOP/TSOP封装模型的建立
• Small Outline Package • Low profile version known as Thin Small Outline Package (TSOP) • 类似于 PQFP, 只是只有两边有管脚 • 广泛应用于内存芯片 • 常见的类型 - 常规 - Lead-on-Chip
qjx 使用的局限性
Convection/Radiation Conduction Con/Radiation
X
θjx
Junction
Conduction
• qjx 试图采用简单的热阻表示复杂的芯片传热现象 • 芯片内部的热传现象非常复杂，无法使用热阻来完美表示； • 热阻qjx 无法用于准确预测芯片的温度，只能提供定性的热性 能对比； • 如需准确预测特定工况下芯片的温度，我们需要其它的方法
微芯片封装技术
微芯片封装技术微芯片封装技术是现代电子工业中的一项重要技术，它是将微型芯片封装在特定的载体中，以保护芯片免受外界环境的影响，并提供电气连接和热管理功能。
本文将介绍微芯片封装技术的原理、发展趋势以及应用领域。
一、微芯片封装技术的原理微芯片封装技术采用了先进的封装工艺和材料，以实现对微型芯片的保护和连接。
其原理主要包括以下几个方面：1. 尺寸缩小：由于微芯片封装的目标是实现对微型芯片的保护和连接，因此封装载体的尺寸需要与芯片相匹配，通常采用微米级的尺寸。
通过尺寸缩小，可以实现对芯片的紧密包裹和有效固定。
2. 材料选择：微芯片封装技术需要使用具有高度屏蔽性能和优异导热特性的材料。
常用的封装材料有塑料、陶瓷以及金属等。
这些材料能够提供良好的封装保护和稳定的电气连接。
3. 焊接和电连接：为了实现芯片与封装载体的电气连接，微芯片封装技术通常采用微型焊接和线路连接技术。
这些技术能够保证芯片与外部设备之间的稳定信号传输。
4. 热管理：微芯片在工作过程中会产生大量热量，为了保证芯片的正常运行和可靠性，封装载体还需要具备良好的散热性能。
常用的散热方式包括导热层、散热片以及气流冷却等。
二、微芯片封装技术的发展趋势随着电子产品的不断发展和多样化需求的提出，微芯片封装技术也在不断创新和完善中。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 三维封装：目前的微芯片封装技术主要是二维封装，即将芯片封装在平面载体上。
随着技术的进步，未来将出现三维封装技术，即将芯片封装在空间载体中，以提高芯片的集成度和性能。
2. 高密度封装：随着芯片尺寸的不断缩小和功能的不断增强，未来微芯片封装技术将实现更高的密度和更小的封装尺寸，以适应更高要求的电子产品。
3. 灵活性封装：随着电子产品的个性化和智能化趋势，未来的微芯片封装技术将更加注重封装的灵活性和可定制性，以满足不同产品的需求。
4. 环保封装：随着环保意识的提高，未来的微芯片封装技术将更加注重环保因素，采用更环保的封装材料和工艺，以减少对环境的影响。
芯片封装技术培训课件
芯片封装技术培训课件芯片封装技术培训课件芯片封装技术是现代电子行业中不可或缺的一环。
它起到了保护芯片、传导热量、提高电气连接性和机械强度等重要作用。
本文将介绍芯片封装技术的基本原理、封装材料的选择以及未来发展趋势。
一、芯片封装技术的基本原理芯片封装技术是将芯片封装在外壳中，以保护芯片免受外界环境的影响。
它通过将芯片与外界连接，实现芯片与外界设备的通信和互动。
封装过程中，需要将芯片与封装材料进行粘合，并通过焊接等手段实现电气连接。
芯片封装技术的基本原理可以分为以下几个步骤：首先，将芯片放置在封装基板上，并使用导电胶水将芯片固定在基板上。
接下来，通过焊接技术将芯片的引脚与基板上的连接线连接起来，形成电气连接。
最后，使用封装材料将芯片封装在外壳中，以保护芯片免受外界环境的影响。
二、封装材料的选择封装材料的选择对芯片封装技术起着至关重要的作用。
合适的封装材料可以提供良好的机械强度、导热性能和电气连接性，从而保护芯片的正常运行。
在选择封装材料时，需要考虑以下几个因素：首先，材料的导热性能。
芯片在工作过程中会产生大量的热量，如果导热性能不好，会导致芯片温度过高，影响芯片的正常工作。
其次，材料的机械强度。
封装材料需要具备足够的机械强度，以保护芯片不受外力损伤。
最后，材料的电气连接性。
封装材料需要具备良好的导电性能，以实现芯片与外界设备的电气连接。
常见的封装材料包括有机封装材料、无机封装材料和复合封装材料等。
有机封装材料通常具有良好的导热性能和电气连接性，但机械强度较差；无机封装材料具有较好的机械强度和导热性能，但电气连接性较差；复合封装材料则综合了有机和无机封装材料的优点，具有较好的综合性能。
三、芯片封装技术的未来发展趋势随着电子行业的快速发展，芯片封装技术也在不断进步和创新。
未来，芯片封装技术将朝着以下几个方向发展：首先，封装材料的研发将更加注重环保和可持续性。
随着环境保护意识的增强，封装材料的研发将更加注重减少对环境的影响，并提高材料的可持续性。
倒片封装工艺
倒片封装工艺倒片封装工艺是一种将电子元件倒装至电路板表面的封装技术。
随着电子产品日益小型化、轻薄化，倒片封装工艺在半导体行业中的应用越来越广泛。
本文将对倒片封装工艺的原理、类型及应用进行详细介绍。
一、倒片封装工艺原理倒片封装工艺主要包括以下几个步骤：1.芯片贴片：将芯片放置在贴片机的吸嘴上，通过吸嘴将芯片移动到预定的位置。
2.倒装：利用倒装设备将芯片翻转至电路板表面，使其底部与电路板接触。
3.焊接：通过焊接设备将芯片与电路板焊接在一起，常用的焊接方法有热压焊、超声波焊等。
4.填充焊料：在芯片与电路板之间填充焊料，以提高焊接强度和稳定性。
5.冷却：让焊料固化，确保芯片与电路板牢固连接。
二、倒片封装类型根据封装材料和工艺的不同，倒片封装可分为以下几种类型：1.塑料倒片封装（如BGA、LGA等）：采用塑料材料作为封装外壳，具有良好的散热性能和较低的成本。
2.金属倒片封装（如QFN、DFN等）：采用金属材料作为封装外壳，具有较高的导热性能和电磁屏蔽效果。
3.陶瓷倒片封装（如TCP、CSP等）：采用陶瓷材料作为封装外壳，具有优秀的耐热性能和抗振性能。
4.嵌入式倒片封装（如嵌入式BGA、嵌入式LGA等）：将芯片嵌入到电路板中，具有较高的集成度和可靠性。
三、倒片封装应用领域倒片封装工艺广泛应用于以下领域：1.通讯领域：如手机、基站等设备中的射频芯片、处理器等。
2.计算机领域：如主板、显卡、内存等设备中的芯片。
3.消费电子领域：如电视、冰箱、洗衣机等家用电器中的控制芯片。
4.汽车电子领域：如车载导航、防盗系统、发动机控制模块等中的芯片。
5.医疗设备：如超声波设备、生物传感器等中的芯片。
总之，倒片封装工艺在电子产品中发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，倒片封装工艺将不断优化和完善，为电子产品的小型化、轻薄化提供更多可能性。
chip原理及实验步骤
chip原理及实验步骤芯片（chip）是电子技术中常用的一个概念，它是指集成电路的一种封装形式。
芯片原理就是将多个电子器件、电路和元件集成到一块硅片上，并通过微影技术将电路图案化，最终形成一个完整的电子系统。
下面将介绍芯片的原理及实验步骤。
一、芯片原理芯片的原理主要包括以下几个方面：1.1、集成电路技术：芯片采用集成电路技术，将多个电子器件和电路集成到一块硅片上，通过微影技术将电路图案化，形成一个完整的电子系统。
1.2、微电子工艺：芯片的制造过程中采用微电子工艺，包括光刻、蒸镀、离子注入、扩散等步骤，通过这些工艺将电路图案化并形成电子器件。
1.3、材料选择：芯片的制造需要选择合适的材料，如硅片、金属、绝缘材料等，这些材料的性能和特点会直接影响芯片的性能和稳定性。
1.4、电路设计：芯片的设计是芯片原理的关键，通过合理的电路设计可以实现不同的功能和应用，如处理器芯片、存储芯片、传感器芯片等。
二、芯片实验步骤芯片的实验步骤主要包括芯片制造、芯片测试和芯片封装等过程。
2.1、芯片制造芯片的制造是芯片实验的第一步，主要包括以下几个步骤：（1）芯片设计：根据实验需求和功能要求，进行芯片电路设计，确定芯片的布局和电路结构。
（2）芯片加工：根据电路设计，采用微电子工艺将电路图案化，形成电子器件，包括光刻、蒸镀、离子注入等制造步骤。
（3）芯片测试：对制造好的芯片进行测试，检测芯片的性能和功能是否符合设计要求。
2.2、芯片测试芯片测试是为了验证芯片的性能和功能是否符合设计要求，主要包括以下几个步骤：（1）功能测试：对芯片进行功能测试，验证芯片是否能够正常工作和完成设计的功能。
（2）性能测试：对芯片进行性能测试，包括速度、功耗、温度等方面的测试，验证芯片的性能是否满足要求。
（3）可靠性测试：对芯片进行可靠性测试，包括老化测试、温度循环测试等，验证芯片的可靠性和稳定性。
2.3、芯片封装芯片封装是将制造好的芯片封装到外部封装材料中，以保护芯片并方便连接外部电路。
芯片封装原理及分类
芯片封装原理及分类1.芯片封装原理芯片封装是指将微电子器件（包括集成电路、晶体管等）连接到封装基座上的工艺过程。
其原理是将芯片导线通过焊接或焊球连接到封装基座上的金属脚，然后采用封装材料将芯片进行封装。
这样可以保护芯片免受外界环境的影响，并且提供了芯片与外部世界之间的连接接口。
2.芯片封装分类（1）DIP封装（Dual In-line Package）DIP封装是最早的一种芯片封装方式，其特点是通过两排金属脚与外部电路连接。
这种封装方式成本低、可焊接，但体积大，适用于较低密度的集成电路。
（2）SOP封装（Small Outline Package）SOP封装是DIP封装的改进版，其特点是脚距更近，体积更小，适用于较高密度的集成电路。
SOP封装有多种形式，如SOIC（Small Outline Integrated Circuit）、TSOP（Thin Small Outline Package）等。
（3）QFP封装（Quad Flat Package）QFP封装是一种表面贴装封装方式，其特点是四个侧面都带有金属端子，适用于较高密度、中等规模的集成电路。
QFP封装有多种形式，如TQFP（Thin Quad Flat Package）、LQFP（Low-profile Quad Flat Package）等。
（4）BGA封装（Ball Grid Array）BGA封装是一种表面贴装封装方式，在封装基座上布置了一定数量的焊球来实现与外部电路的连接。
BGA封装的特点是密封性好、性能稳定，并且适用于超高密度的集成电路。
BGA封装有多种形式，如CABGA （Ceramic Ball Grid Array）、TBGA（Thin Ball Grid Array）等。
（5）CSP封装（Chip Scale Package）CSP封装是一种紧凑型封装方式，其特点是尺寸和芯片相似，在封装基座上布置了少量焊球或焊盘。
CSP封装的优势在于占据空间小、重量轻、功耗低，并且适用于高密度的集成电路。
芯片封装介绍范文
芯片封装介绍范文芯片封装是一种将芯片器件封装在外部包装中的技术过程。
它起到保护芯片免受外界环境影响的作用，同时也为芯片与外部世界进行连接提供了可能。
芯片封装可分为多种形式，如塑封、球栅阵列封装（BGA）、无引线封装（QFN）等。
早期的芯片封装主要采用塑封封装。
塑封封装通过将芯片与塑料基片进行固定连接，然后使用塑料材料进行封装。
塑封封装方式简单、成本较低，适用于低功耗芯片，如逻辑芯片和存储器芯片。
然而，随着集成度的不断提高和功耗的增加，塑封封装的局限性也逐渐暴露出来，如散热不佳、引脚容易受损等。
为解决塑封封装的问题，球栅阵列封装（BGA）应运而生。
BGA封装采用无引线设计，通过在底部安装一个由球形焊球组成的阵列，与印刷电路板焊接在一起。
相较于塑封封装，BGA封装具有更好的热性能和导热性能，能够更好地满足高密度与高功率芯片的需求。
此外，BGA封装的焊点可靠性也较高，能够适应复杂环境和振动应力。
因此，BGA封装逐渐成为高性能芯片封装的主流技术。
除了BGA封装之外，无引线封装（QFN）也是一种常见的芯片封装形式。
与BGA封装类似，QFN封装也采用无引线设计，通过焊接芯片与印刷电路板的底部金属接触面相连接。
与BGA封装相比，QFN封装在尺寸上更加紧凑，适用于小型化和轻量化的应用，如移动设备和无线通信模块。
此外，QFN封装还具有低成本、良好的导热性能和可靠性等优势。
除了上述封装形式，另外还有多种芯片封装技术，如多芯片模块（MCM）、3D封装等。
多芯片模块将多个芯片集成在一个封装中，以实现更高的功能集成和性能。
3D封装则是将多个芯片堆叠在一起，通过垂直连接实现信号传输和功耗管理。
这些封装形式在高端应用领域得到广泛应用，如服务器、网络设备和高性能计算机等。
总之，芯片封装是将芯片器件封装在外部包装中的技术过程，它为芯片提供了物理保护和外部连接的功能。
在不同类型的封装中，塑封封装适用于低功耗芯片，BGA和QFN封装适用于高性能芯片，而MCM和3D封装则适用于高度集成和功能复杂的芯片。
芯片封装流程及原理
芯片封装流程及原理下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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芯片贴片封装
芯片贴片封装芯片贴片封装是指将芯片器件精确地封装在一个小巧、密封的封装盒中，以保护芯片免受外界环境的干扰和损坏。
它是电子产品生产中非常重要的一环，直接影响着产品的性能和可靠性。
下面将详细介绍芯片贴片封装的原理、分类、工艺和应用。
一、封装原理芯片的封装主要是为了保护芯片，使其具有一定的抗静电和抗电磁干扰能力，同时方便与其他电子元件进行连接和布局。
封装的主要原理有以下几点：1. 保护芯片：芯片是电子产品的核心部件，容易受到静电、湿气、尘土等因素的损害。
封装可以将芯片密封在一个小巧的盒子内，防止这些有害物质的侵入，保护芯片的正常运行。
2. 提高可靠性：通过封装，可以增加芯片与其他元器件之间的连接牢固度，减少松动和引线脱落的可能性。
同时，高质量的封装材料可以提供良好的隔热和散热性能，保持芯片的正常工作温度，延长芯片的使用寿命。
3. 便于连接和布局：芯片贴片封装可以将多个芯片集成到一个封装盒中，方便与其他元器件进行连接和布局。
这样可以大大减小电路板的体积，提高产品的集成度和性能。
二、封装分类根据封装结构的不同，芯片贴片封装可以分为无引线封装和引线封装两大类。
1. 无引线封装（Leadless Package，LGA）无引线封装是将芯片直接粘贴在封装盒的底部，通过焊点连接芯片与封装盒，从而实现与其他元器件的连接。
无引线封装有以下几种常见的类型：（1）球栅阵列封装（Ball Grid Array，BGA）：芯片的连接是通过焊球和底部的焊盘相连接的方式。
焊球和焊盘的数量和排列形式不同，可以实现不同封装密度和引脚数量的要求。
（2）陶瓷封装（Ceramic Package）：封装盒的底部是用陶瓷材料制成的，具有良好的隔热和散热性能，适用于高功率芯片的封装。
（3）塑料封装（Plastic Package）：封装盒的底部是用塑料材料制成的，具有良好的成本效益和生产效率，适用于低功率芯片的封装。
2. 引线封装（Leaded Package）引线封装是将芯片通过细小的金属引线与封装盒相连接的方式。
芯片封装大全（图文全解）
芯⽚封装⼤全（图⽂全解）芯⽚封装⼤全集锦详细介绍⼀、DIP双列直插式封装DIP(DualIn－line Package)是指采⽤双列直插形式封装的集成电路芯⽚，绝⼤多数中⼩规模集成电路(IC)均采⽤这种封装形式，其引脚数⼀般不超过100个。
采⽤DI P封装的CPU芯⽚有两排引脚，需要插⼊到具有DIP结构的芯⽚插座上。
当然，也可以直接插在有相同焊孔数和⼏何排列的电路板上进⾏焊接。
DIP封装的芯⽚在从芯⽚插座上插拔时应特别⼩⼼，以免损坏引脚。
DIP封装具有以下特点：1.适合在PCB (印刷电路板)上穿孔焊接，操作⽅便。
2.芯⽚⾯积与封装⾯积之间的⽐值较⼤，故体积也较⼤。
Intel系列CPU中8088就采⽤这种封装形式，缓存(Cache )和早期的内存芯⽚也是这种封装形式。
⼆、QFP塑料⽅型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装QFP（Plastic Quad Flat Package）封装的芯⽚引脚之间距离很⼩，管脚很细，⼀般⼤规模或超⼤型集成电路都采⽤这种封装形式，其引脚数⼀般在100个以上。
⽤这种形式封装的芯⽚必须采⽤SMD（表⾯安装设备技术）将芯⽚与主板焊接起来。
采⽤S MD安装的芯⽚不必在主板上打孔，⼀般在主板表⾯上有设计好的相应管脚的焊点。
将芯⽚各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。
⽤这种⽅法焊上去的芯⽚，如果不⽤专⽤⼯具是很难拆卸下来的。
PFP（Plastic Flat Package）⽅式封装的芯⽚与QFP⽅式基本相同。
唯⼀的区别是QFP⼀般为正⽅形，⽽PFP既可以是正⽅形，也可以是长⽅形。
QFP/PFP封装具有以下特点：1.适⽤于SMD表⾯安装技术在P CB电路板上安装布线。
2.适合⾼频使⽤。
3.操作⽅便，可靠性⾼。
4.芯⽚⾯积与封装⾯积之间的⽐值较⼩。
Intel系列CPU中80286 、80386和某些486主板采⽤这种封装形式。
三、PGA插针⽹格阵列封装PGA(Pin Grid Array Package)芯⽚封装形式在芯⽚的内外有多个⽅阵形的插针，每个⽅阵形插针沿芯⽚的四周间隔⼀定距离排列。
tab封装芯片的原理
tab封装芯片的原理
封装芯片是将芯片引脚通过一定的材料和工艺，将其封装在一个具有特定形状和引脚布局的外壳中，以便在电路板上进行固定、连接和保护的一种工艺。
其中，TAB（Tape Automated Bonding）封装是一种主要用于集成电路封装的封装技术。
TAB封装芯片的原理如下：
1.切割：将芯片切割成较小的芯片片段，每个片段上都有电路的功能。
2.薄化：将切割好的芯片片段进行薄化处理，以减小芯片的厚度，方便后续封装。
3.电路制作：在薄化的芯片片段上通过光刻、蒸镀等工艺制作电路图案，包括金属导线、电阻、电容等元件。
4.粘合：将薄化并制作好电路的芯片片段使用粘合剂固定在一条特殊的胶带上，用于后续的导线连接。
5.导线连接：使用导线将芯片片段上的电路连接到胶带的引脚上，通过微型焊接或激光焊接等方式实现芯片和胶带之间的电气连接。
6.模切：将连接好的芯片片段和胶带一并切割成独立的小片，每个小片上都有一部分芯片和引脚。
7.封装：将切割好的小片通过背胶和封装工艺封装在一种具有特定形状和引脚布局的塑料外壳中，形成最终的封装芯片。
8.测试：对封装好的芯片进行测试，确认芯片的功能和性能是否正常。
9.贴片焊接：将封装好的芯片通过表面贴装技术焊接到电路板上，与其他元器件连接组成完整的电路系统。
通过TAB封装技术，可以实现集成电路的小型化、高密度集成和高可靠性，在电子产品中有着广泛的应用。
芯片封装介绍范文
芯片封装介绍范文芯片封装是指将集成电路芯片连接到引脚或其他外部设备上的过程。
它是电子产品制造中的关键步骤之一，可以保护芯片不受外界环境的干扰，并提供连接和扩展功能。
本文将介绍芯片封装的基本原理、常见封装类型、封装材料以及未来发展趋势。
一、基本原理芯片封装的基本原理是将芯片通过焊接、黏贴或其他方法连接到引脚或其他外部设备上，并用封装材料将芯片包裹起来。
这样可以保护芯片免受静电、水分、化学物质等外界环境的影响。
同时，封装还可以提供电信号传输、散热、机械支撑等功能。
二、常见封装类型1.芯片封装分类根据封装时芯片的裸露状态，芯片封装可以分为无封装（chip-scale package, CSP）、裸芯封装（die attach, DA）和裸片封装（chip-on-board, COB）三种类型。
无封装是将芯片直接焊接在印刷电路板上，裸芯封装是将芯片放置在封装基座上后封装，裸片封装是将多个裸芯封装组合在一起。
2.封装形式根据封装结构形式，常见的封装类型有双列直插封装（Dual In-line Package, DIP）、表面贴装封装（Surface Mount Technology, SMT）、无引线封装（Leadless Package, LGA/QFN/BGA）等。
DIP封装是最早使用的一种封装形式，引脚呈两列排列。
SMT封装是一种体积小、重量轻、可自动化组装的封装形式。
无引线封装是指芯片的引脚直接焊接到封装的底部，并通过焊球或焊盘与PCB连接，适用于高密度集成。
三、封装材料封装材料对芯片封装的效果和性能起着重要作用。
常见的封装材料有封装基座、封装胶水和引线材料。
1.封装基座封装基座是芯片封装的主要组成部分，其材料应具有良好的导热性、机械强度和耐候性。
常见的封装基座材料有金属、陶瓷、塑料等。
金属基座具有良好的导热性能，适用于需要高功率处理的芯片。
陶瓷基座具有优良的机械强度和导热性能，适用于高频和高温环境下的应用。
封装和解封装的过程
封装和解封装的过程随着电子技术的不断发展，半导体芯片的应用越来越广泛，从计算机、手机到家电、汽车等各个领域都有半导体芯片的身影。
而半导体芯片的生产过程中，封装和解封装是非常重要的环节。
一、封装的定义和作用封装是将芯片加工成完整的电子元器件的过程，它是把芯片放在特定的载体上，并加上导线、壳体等外部结构，使得芯片能够与外部环境交互，从而组成完整的电子器件。
封装的主要作用有以下几点：1. 保护芯片：芯片是半导体工艺的核心，它具有极高的灵敏度和易损性。
封装可以将芯片放在一个相对安全的环境中，避免芯片受到外部环境的损害，从而保护芯片的可靠性和稳定性。
2. 提高芯片的可靠性：封装可以消除芯片与外部环境之间的干扰，从而提高芯片的可靠性和稳定性。
此外，封装还可以加强芯片与外部环境之间的电气连接，增强芯片的抗干扰能力。
3. 方便芯片的使用：封装可以将芯片转化为一个完整的电子器件，方便芯片的安装、使用和维护。
此外，封装还可以使芯片的功能更加多样化，满足不同用户的需求。
二、封装的分类根据芯片的封装形式，封装可以分为裸片封装、塑封封装和金属封装等几种类型。
1. 裸片封装：裸片封装是指将芯片直接焊接在载体上，不加任何封装材料。
裸片封装具有体积小、重量轻、成本低等优点，但其环境适应性差，易受到外部环境的干扰，因此应用范围有限。
2. 塑封封装：塑封封装是将芯片放在一个塑料封装中，再通过热压、注塑等工艺将封装材料封装在芯片的表面。
塑封封装具有成本低、结构简单、环保等优点，是目前应用最广泛的封装形式之一。
3. 金属封装：金属封装是将芯片放在一个金属封装中，通过焊接、胶合等工艺将封装材料封装在芯片的表面。
金属封装具有抗干扰能力强、耐高温、抗腐蚀等优点，适用于高端电子产品的封装。
三、解封装的定义和作用解封装是指将封装后的芯片进行拆解，还原成原始的芯片结构。
解封装的主要作用有以下几点：1. 检测芯片质量：解封装可以检测芯片的质量，包括芯片的制造工艺、材料质量、电气性能等方面。
芯片封装原理及分类
部分芯片建模时可将各边管脚统一建立； 管脚数较小应将各管脚单独建出. fused lead 一定要单独建出 Tie bars 一般可以忽略.
Bond Wires
Die
Die Flag
Leadframe
常规
Die
Bond Wires
主要类型的PBGA封装
Wire-Bonded PBGA (Die-up)
BT Dielectric
Thermal Vias
Solder Balls (37Pb/63Sn)
Epoxy-based Encapsulant
Silicon Die
Die Attach & Solder Mask
Gold Bond Wires
封装参数 (结构、材料参数)
根据各种封装特点离散出 各种热阻网络拓朴结构
详细 模型
发布
简化 模型
多种边界条件可以表 示自然对流、强迫对流、 散热器等多种环境
根据各热阻节点的温度值优 化得出具有最小误差的热阻值
DELPHI项目组定义了99种 边界条件；
Flopack应用了44种或88种
PBGA封装模型的建立
Case
qjb
qjb 结板热阻
qjb 从结点至印制板的热阻 定义标准由文件 JESD51-8给出
严格地讲，Theta-JB不仅仅反映了芯片的内热阻，同时也反映了部份环境热阻，如印制板。正因如些， Theta-JB相对于其它热阻而言，虽然JEDEC组织在99年就发布了它的热阻定义方式，但是芯片供应商采用较慢。 部份传热路径严重不对称芯片，如TO-263目前尚无该热阻的定义标准
DEvelopment of Libraries of PHysical models for an Integrated design environment
集成电路封装技术
第一章集成电路芯片封装技术1. (P1)封装概念：狭义：集成电路芯片封装是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、粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体结构的工艺。
广义：将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个系统综合性能的工程。
2. 芯片封装实现的功能：1 传递电能，主要是指电源电压的分配和导通。
2 传递电路信号，主要是将电信号的延迟尽可能减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片的互连路径以及通过封装的IO接口引出的路径达到最短。
3 提供散热途径，主要是指各种芯片封装都要考虑元器件、部件长期工作时如何将聚集的热量散出的问题。
4 结构保护与支持，主要是指芯片封装可为芯片和其他连接部件提供牢固可靠的机械支撑，并能适应各种工作环境和条件的变化。
3.在确定集成电路的封装要求时应注意以下儿个因素:1 成本2 外形与结构3 可靠性4 性能4.在选择具体的封装形式时，主要需要考虑4种设计参数:性能、尺寸、重量、可靠性和成本目标。
5．封装工程的技术层次：第一层次(Level1或First Level):该层次又称为芯片层次的封装（Chip Level Packaging),是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架(Lead Frame）之间的粘贴固定、电路连线与封装保护的工艺，使之成为易于取放输送，并可与下一层次组装进行连接的模块(组件Module)元件。
第二层次(Level2或Second Level:将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成个电路卡（Card〉的工艺.第三层次(Level3或Third Level):将数个第二层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板（Board）上使之成为一个部件或子系（Subsystem）的工艺。
第四层次(Level4或Fourth Level)将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程。
在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺也称为零级层次（Level 0)的封装，6.封装的分类：按照封装中组合集成电路芯片的数目，芯片封装可分为:单芯片封装与多芯片封装两大类。
lga封装原理
lga封装原理
LGA（Land Grid Array）封装是一种将集成电路芯片与印制电路板（PCB）连接的封装技术。
其原理是通过将芯片上的引脚与PCB板上的焊盘相对应
连接，实现信号传输和电力供应。
这些焊盘位于芯片的底部，形成一个网格状的排列结构。
在制造过程中，首先在印制电路板上制造一系列的焊盘，这些焊盘通常由金属材料制成，例如锡、铅、铜等。
然后将集成电路芯片制造成薄片，其上的引脚通过金属线与芯片外部的焊盘相连接。
接着，将芯片放置在印制电路板上，使芯片上的引脚与印制电路板上的焊盘对应。
最后，通过一种中间介质（例如焊球或焊盘）将芯片上的引脚与印制电路板上的焊盘互连，这种互连方式可以通过热压、热膨胀或超声波焊接等技术实现。
LGA 封装具有较高的引脚密度和稳定性，适用于多种集成电路和应用场景。
相比其他封装技术，LGA封装具有许多优势，例如由于引脚分布在芯片的底部，不会受到表面贴装技术中回流焊接引起的热应力影响；可以实现更高的引脚密度，提供更多的I/O接口和功能；具有较高的可靠性和散热性能等。
因此，LGA封装广泛应用于各个领域的电子产品制造中，如消费电子、通信、汽车电子、医疗器械和航空航天等领域。
在进行LGA封装设计时，需要考虑一
些关键因素，如PCB布局要合理安排焊盘的位置和大小，以确保与芯片引
脚的良好对应；选择适当的焊接材料和工艺参数，以保证焊接的可靠性和稳定性；散热设计也是重要的考虑因素，要确保芯片的温度在可接受范围内等。
随着科技的不断进步，LGA封装技术也在不断演进，未来对于更高引脚密度、更小封装尺寸和更高频率的需求将推动LGA封装的发展。
微电子工艺基础封装技术
微电子工艺基础封装技术
一、引言
微电子技术是21世纪新兴的技术，它以半导体技术和微机技术为基础，以芯片封装、电路能力优化、软件设计、系统集成、测试技术、校准
技术、无线通信技术等应用技术为实现系统的技术手段，用来实现手机、
计算机、智能家居、汽车等众多领域的电子设备的发展及制造。
微电子封
装技术是微电子技术的基础与重要组成部分，也是微电子产品出厂前质量
检查与完善的重要手段。
本文着重介绍微电子封装技术，包括其基本原理、术语、分类、应用和实施过程等。
二、微电子封装技术的基本原理
微电子封装技术是将晶圆、芯片、元器件组合在一起，将原来的小型
数字电路重新包装，使其功能更加全面，外形更加紧凑，就是微电子封装
技术。
将电子元器件物理、电气封装在一起，形成由介质连接的板块，具
有较强的功能性、可调整性和可靠性，是构建高效能、高可靠性的微电子
系统的基本要素。
微电子封装的基本工艺包括：铆焊、封装、清洁和测试，这四个基本
步骤必须在一定的步骤中逐步完成，经过这些步骤，半导体器件可以被成
功封装到电路板中，以实现电路的功能，为其余的电子系统构建提供基础
支撑。
三、封装技术术语。
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• Small Outline Package • Low profile version known as Thin Small Outline Package (TSOP) • 类似于 PQFP, 只是只有两边有管脚 • 广泛应用于内存芯片 • 常见的类型 - 常规 - Lead-on-Chip
• PQFP封装优缺点? – 成熟的封装类型，可采用传统的加工方法； – 成本低廉； – 适用于中低功耗且中等数目I/O(50-300)， – 热阻高，不采用Heatslug等附加散热手段的条件下功耗很难突破2W – 管脚间距难以做得过小(难于小于0.4mm)，相对于BGA封装I/O 数目少．
N
PQFP封装模型的建立
Die Flag/Die Pad
铜制，用于加强传热或其它目地
Encapsulant
通常为环氧树脂材料
Substrate
通常由BT\FR4制 成(塑料芯片)； 或氧化铝制成(陶 瓷芯片)
热阻网络模型-DELPHI模型
DELPHI 项目：从1993年到1996年，由欧盟资助，Flomerics公司负责协调 ，Alcatel Bell 、Alcatel Espace 、Philips CFT 、Thomson CSF 、Flomerics 、 NMRC 等公司合作，旨在开发芯片的简化热模型的精确表示方法。 PROFIT项目：同样由欧盟资助，由Philips公司负责协调，Flomerics、Nokia 、Infineon、Philips、ST、Micred、TIMA、等公司合作，旨在开发芯片热模型 的快速建立方法。 项目产生了一系列成果，如芯片的热阻网络模型DELPHI标准、JEDEC组 织认证的唯一热模型库FLOPACK、芯片热应力分析工具Flo/stress等。
PROFIT 项目 PRediction OF temperature gradients Influencing The quality of electronic products DELPHI项目 项目 DEvelopment of Libraries of PHysical models for an Integrated design environment
CBGA封装模型的建立
• 主要应用：高功耗处理器，军事用芯片 • 主要分为： 1)Flip-Chip 2)BondWire
主要类型的CBGA封装
Wire-Bonded CBGA
Epoxy encapsulant Ceramic substrate (usually Alumina) Traces (Tungsten or Molybdenum)
• 无散热器时的主要散热路径
– The die and the die flag – The leadframe – The board 注意：在Lead数目较多的情况下， 数目较多的情况下， 注意： 数目较多的情况下 Bondwires的传热份额可能高达 的传热份额可能高达15%， ， 的传热份额可能高达 但是在热测试芯片中，由于Bondwires 但是在热测试芯片中，由于 数目较少， 数目较少，忽略了这部分热量 注意：一部分热量由芯片传至散热器上， 注意：一部分热量由芯片传至散热器上， 又有可能重新传递回芯片上． 又有可能重新传递回芯片上．
主要类型的PBGA封装
Flip-Chip PBGA的散热加强手段
Metal Cap
Metal Cap与Lid可能由铝与铜制
Lid Attach
Metal Lid
建模时需特别注意Cap/Lid Attach的 厚度与材质，因为该类芯片功耗一般 较大，主要热阻的组成部分之一 Attach即使有较小的误差，也会引起 结温和热阻值Theta-JC估计较大的 误差。
主要类型的PBGA封装
Flip-Chip PBGA
Die Underfill Flip-Chip Bumps Build-up
Build-up Microvias
Core Vias
Core
1) 因电气性能良好，应用越来越广泛 2)因布线考虑，很难在Die下方布热过孔，故信号过孔会对散热有较大影响 3) 基片(substrate)复杂，一般中间层为BT层，两边另附有其它层。
Ceramic substrate (Typically Alumina)
Solder Balls (typically 90Pb/10Sn) Adhesive
Caped
Metal Cap
PQFP封装模型的建立
• Plastic Quad Flat Pack (thin version called TQFP) • 常用于逻辑芯片, ASIC芯 片, 显示芯片等 • 封装外管脚(Lead), 表面 贴装
Solder balls (typically 90Pb/10Sn) Die attach
Silicon Die
主要类型的CBGA封装
Flip-Chip CBGA Bare-Die
Traces (Tungsten or Molybdenum) Flip-chip layer Die Underfill (typically epoxy based)
• 由die-up PBGA变化而来 – 别名: FSBGA, ChipArrayTM Die Substrate – 焊球间隙较小 – 可归类为 Near-CSP – 建模也较困难 – 焊球间隙典型值为1mm，0.8mm，0.65mm，0.5mm，0.4mm – 经常缺少明显可见，比Die尺寸大的Die Pad，因为Die大小与封装大小相近 – 基片(substrate)中每个信号过孔都必须单独建出； – 在FLOPACK中，别名ChipArrayTM
SOP/TSOP封装模型的建立
• • • • 部分芯片建模时可将各边管脚统一建立； 管脚数较小应将各管脚单独建出. fused lead 一定要单独建出 Tie bars 一般可以忽略. Lead-on-Chip 常规
Bond Wires Insulation
Bond Wires
Leadframe
主要类型的PBGA封装
Die-down PBGA
Stiffener Ring Encapsulant Die Attach Spreader Adhesive
Signal Vias
Organic Substrate with Traces
Bond Wires
Die
Solder Balls
1) 最常见的Die-down PBGA芯片为Amkor 公司的SuperBGATM ,但是 SuperBGA中无上图结构中的加强环(Stiffener Ring)， 2) Spreader(铜合金)可直接与散热器相连，良好的散热性能，可处理功耗8-10W 3) 如无加强环(Stiffener Ring)，则塑料基片与Spreader直接相连。
芯片的详细模型
建立所有芯片内部所有影响传热的结构
Die
硅或砷化镓材料，表面 有发热集成电路
Bond Wires
金或铝制，数目等同于外面管脚数
Solder Balls
通常材料为锡 铅合金95Pb/5Sn 或37Pb/63Sn.
Die Attach
通常为环氧树脂，厚为1-2mil
Leadframes
铜或铝42合金制
N
θjma 结-移动空气热阻
θ jma – 空气流速范围为 0-1000 LFM – 定义标准由文件 JESD51-6给出
θ jma =
T j − Ta P
– Ta = 空气温度，取点为风洞上流温度 – 印制板朝向为重大影响因素
θjc 结壳热阻
θ jc
– 从结点到封装外表面(壳)的热阻，外表面壳取点尽量 靠近Die安装区域
Die
Die Flag
Encapsulant
Die
Leadframe
QFN封装模型的建立
• • • • • • 主要用于替换引脚数小于80的引线装芯片 (主要是 TSOP and TSSOP) 尺寸较小，同时相对于TSOP/TSSOP散热性能好 Theta-JA 通常只有 TSSOP芯片的一半左右 主要传热路径：Die Die Attach Pad Exposed Pad PCB 次要传热路径：Lead(最好各个管脚单独建出) PCB板下(Exposed Pad下方)通常添加热过孔以加强散热
主要类型的PBGA封装
Wire-Bonded PBGA (Die-up)
Die Attach & Solder Mask Gold Bond Wires Cu Traces
Epoxy-based Encapsulant BT Dielectric
Silicon Die
Die Flag
Solder Balls (37Pb/63Sn)
External leadframe (gull-wing leads)
Plastic Encapsulant
PQFP封装模型的建立
截面结构图
Au bond wire Epoxy overmold Cu / Alloy 42 leadframe
Cu / Alloy 42 tie bars
Cu / Alloy 42 die flag
θjx 使用的局限性
Convection/Radiation Conduction
X
Convection Conduction Radiation Convection/Radiation Conduction
θjx
Junction
• θjx 试图采用简单的热阻表示复杂的芯片传热现象 • 芯片内部的热传现象非常复杂，无法使用热阻来完美表示； • 热阻θjx 无法用于准确预测芯片的温度，只能提供定性的热性 能对比； • 如需准确预测特定工况下芯片的温度，我们需要其它的方法