集成电路芯片系统封装与测试
集成电路封装与测试技术
集成电路封装与测试技术在当今科技飞速发展的时代，集成电路作为现代电子技术的核心基石，其重要性不言而喻。
而集成电路封装与测试技术则是确保集成电路性能稳定、可靠运行的关键环节。
集成电路封装，简单来说，就是将通过光刻、蚀刻等复杂工艺制造出来的集成电路芯片，用一种特定的外壳进行保护，并提供与外部电路连接的引脚或触点。
这就好像给一颗珍贵的“芯”穿上了一件合适的“防护服”，使其能够在复杂的电子系统中安全、稳定地工作。
封装的首要作用是保护芯片免受外界环境的影响，比如灰尘、湿气、静电等。
想象一下，一个微小而精密的芯片，如果直接暴露在外界，很容易就会被损坏。
封装材料就像是一道坚固的屏障，为芯片遮风挡雨。
同时，封装还能为芯片提供良好的散热途径。
集成电路在工作时会产生热量，如果热量不能及时散发出去，就会影响芯片的性能甚至导致故障。
好的封装设计可以有效地将芯片产生的热量传导出去，保证芯片在正常的温度范围内工作。
此外，封装还为芯片提供了与外部电路连接的接口。
通过引脚或触点的设计，使得芯片能够与其他电子元件进行通信和数据交换，从而实现各种复杂的功能。
在封装技术的发展历程中，经历了多个阶段的变革。
从最初的双列直插式封装（DIP），到后来的表面贴装技术（SMT），如小外形封装（SOP）、薄型小外形封装（TSOP）等，再到如今的球栅阵列封装（BGA）、芯片级封装（CSP）以及系统级封装（SiP）等先进技术，封装的体积越来越小，性能越来越高，引脚数量也越来越多。
例如，BGA 封装通过将引脚变成球形阵列分布在芯片底部，大大增加了引脚数量，提高了芯片与外部电路的连接密度和数据传输速度。
而 CSP 封装则在尺寸上更加接近芯片本身的大小，具有更小的封装体积和更好的电气性能。
SiP 封装则将多个芯片和其他元件集成在一个封装体内，实现了更高程度的系统集成。
集成电路测试技术则是确保封装后的集成电路能够正常工作、性能符合设计要求的重要手段。
测试就像是给集成电路进行一次全面的“体检”，以检测其是否存在缺陷或故障。
封装测试在集成电路中的重大意义
封装测试在集成电路中的重大意义1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面展开。
首先，可以对封装测试进行简要的介绍。
封装测试是指对集成电路封装环节进行的一系列测试工作，旨在验证和保证集成电路在封装过程中的质量和可靠性。
封装测试是整个生产流程中的重要环节，它对于确保集成电路产品性能和可靠性具有重要意义。
其次，可以提及封装测试在整个集成电路产业链中的位置和作用。
封装测试是在芯片设计和制造的前后端之间的一个关键枢纽，它将芯片的设计和制造环节进行有效地衔接。
通过封装测试，可以及早发现和解决可能存在的问题，最大程度地提高芯片的质量和可靠性。
此外，还可以强调封装测试对集成电路市场竞争力的重要影响。
随着集成电路产业的快速发展，市场竞争越来越激烈。
而封装测试作为保证产品质量的重要环节，对于企业来说具有决定性的意义。
只有通过有效的封装测试，才能生产出高质量、高性能的集成电路产品，从而在市场上立于不败之地。
最后，可以提及本文将从封装测试的定义和背景、封装测试的重要性和作用以及封装测试对集成电路产业的意义这三个方面来深入探讨。
通过对这些方面的详细介绍和讨论，旨在让读者更全面地了解封装测试在集成电路中的重大意义，并对未来封装测试的发展方向进行展望。
总之，本篇文章的概述部分将从封装测试的介绍、作用和意义三个方面来展开，旨在引导读者对封装测试的重大意义有一个初步的认识，并为后续内容的阐述和展开做好铺垫。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将分为以下几个部分来探讨封装测试在集成电路中的重大意义：1. 引言：在这一部分中，我们将对封装测试的概念进行简要介绍，并阐述文章的目的和结构。
2. 正文：这部分内容将通过以下两个方面来说明封装测试的重要性和作用：- 封装测试的定义和背景：我们将介绍封装测试的定义，并探讨其在集成电路领域的发展背景。
通过了解封装测试的起源和发展，我们可以更好地理解其重要性。
- 封装测试的重要性和作用：我们将详细探讨封装测试在集成电路中的重要性和作用。
集成电路封装与测试
集成电路芯片封装: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立体结构的工艺封装工程:将封装体与基板连接固定装配成完整的系统或电子设备，并确保整个的综合性能的工程(合起来就是广义的封装概念)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的减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片的互联路径及通过封装的I/O接口引出的路径最短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封装工程的技术层次①第一层次，该层次又称为芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺②第二层次，将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电路卡的工艺③第三层次，将数个第二层次完成的封装，组装成的电路卡组合在一个主电路板上，使之成为一个部件或子系统的工艺④第四层次，将数个子系统组装成一个完整电子产品的工艺过程芯片封装的分类:按照封装中组合集成电路芯片的数目，可以分为单芯片封装与多芯片封装按照密封的材料区分，可分为高分子材料和陶瓷为主的种类按照器件与电路板互连方式，可分为引脚插入型和表面贴装型按照引脚分布形态，可分为单边引脚，双边引脚，四边引脚与底部引脚零级层次，在芯片上的集成电路元件间的连线工艺SCP，单芯片封装MCP，多芯片封装DIP，双列式封装BGA，球栅阵列式封装SIP，单列式封装ZIP，交叉引脚式封装QFP，四边扁平封装MCP，底部引脚有金属罐式PGA，点阵列式封装芯片封装技术的基本工艺流程:硅片减薄，硅片切割，芯片贴装，芯片互连，成型技术，去飞边，毛刺，切筋成型，上焊锡，打码芯片减薄：目前硅片的背面减薄技术主要有磨削，研磨，干式抛光，化学机械平坦工艺，电化学腐蚀，湿法腐蚀，等离子增强化学腐蚀，常压等离子腐蚀等芯片切割:刀片切割，激光切割(激光半切割，激光全切割)激光开槽加工是一种常见的激光半切割方式芯片贴装也称为芯片粘贴，是将IC芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。
集成电路封装与测试(一)
三人获得了1956年 诺贝尔物理学奖
William B. Shockley
John Bardeen
Walter H. Brattain
1958年9月10日美国的基尔比发明了集成电 路集成电路是美国物理学家基尔比(Jack Kilby)和诺伊斯两人各自独立发明的，都拥有 发明的专利权。 1958年9月10日，基尔比的第一个安置在半 导体锗片上的电路取得了成 功，被称为“相 移振荡器”。 1957年，诺伊斯(Robort Noyce)成立了仙童 半导体公司，成为硅谷的第一家专门研制硅 晶体管的公司。 1959年2月，基尔比申请了专利。不久，得 克萨斯仪器公司宣布，他们已生产出一种比 火柴头还小的半导体固体 电路。诺伊斯虽然 此前已制造出半导体硅片集成电路，但直到 1959年7月才申请专利，比基尔比晚了半年。 法庭后来裁决，集成电路的发明专利属于基 尔比，而 有关集成电路的内部连接技术专利 权属于诺伊斯。两人都因此成为微电子学的 创始人，获得美国的“巴伦坦奖章”。
双边 引脚
SOP (小型化封装 小型化封装) 小型化封装
单边 引脚
SIP 单列引脚式封装） （单列引脚式封装） ZIP 交叉引脚式封装） （交叉引脚式封装）
四边 引脚
QFP PLCC (四侧引脚扁平封装 （无引线塑料封装载体 ） 四侧引脚扁平封装) 四侧引脚扁平封装
双边 引脚
DIP （双列式封装） 双列式封装）
4.2 技术发展趋势
芯片封装工艺： △ 芯片封装工艺： 从逐个管芯封装到出现了圆片级封装， 从逐个管芯封装到出现了圆片级封装，即先将圆片 划片成小管芯。 划片成小管芯。 再逐个封装成器件，到在圆片上完成封装划片后 再逐个封装成器件， 就成器件。 就成器件。 芯片与封装的互连：从引线键合（ △ 芯片与封装的互连：从引线键合（WB）向倒装焊 ） （FC）转变。 ）转变。 微电子封装和PCB板之间的互连： 板之间的互连： △ 微电子封装和 板之间的互连 已由通孔插装(PTH)为主转为表面贴装（SMT）为主。 为主转为表面贴装（ 已由通孔插装 为主转为表面贴装 ）为主。
集成电路封装测试工艺流程优化研究
集成电路封装测试工艺流程优化研究集成电路封装测试工艺是电子制造行业中的一项重要环节，主要涉及封装测试过程中的工艺流程与优化方法。
本文将对集成电路封装测试工艺流程进行详细研究与分析，探讨如何优化该工艺流程，以提高封装测试的效率和质量。
一、集成电路封装测试工艺流程概述集成电路封装测试工艺流程是指将芯片封装至封装器件中，并进行测试的过程。
其主要包括以下几个环节：芯片封装准备、封装器件制备、封装器件测试、封装器件封装和封装器件测试。
1. 芯片封装准备：将芯片准备好，包括对芯片进行清洗、切割、打磨和测试等工艺过程。
2. 封装器件制备：将芯片封装至封装器件中。
这一过程主要包括粘贴芯片、焊接引线、封装胶固化等步骤。
3. 封装器件测试：对封装好的器件进行测试，包括电性能测试、温度测试、可靠性测试等。
4. 封装器件封装：将封装好的器件进行封装，包括封装胶固化、器件封装排列等。
5. 封装器件测试：对封装好的器件进行再次测试，以验证封装质量和性能。
二、集成电路封装测试工艺流程优化方法1. 工艺流程优化：通过优化封装测试工艺流程，可以提高生产效率和降低成本。
例如，合理安排工艺顺序，减少重复操作和不必要的环节；采用自动化设备和智能化系统，提高生产线的自动化程度和生产效率。
2. 设备优化：选择合适的封装测试设备，提高设备的稳定性和精度。
同时，对设备进行定期维护和保养，确保设备处于良好的工作状态。
3. 工艺参数优化：通过调整工艺参数，优化封装测试过程中的温度、湿度、压力等参数，以保证良好的工艺控制和产品质量。
4. 质量控制优化：建立完善的质量控制体系，严格按照质量标准进行检验，及时发现和纠正工艺中的问题，确保封装测试的产品质量。
5. 数据分析优化：通过对封装测试过程中的数据进行分析，及时发现异常和问题，并采取相应的措施进行调整和改进。
三、集成电路封装测试工艺流程优化的意义优化集成电路封装测试工艺流程的意义主要体现在以下几个方面：1. 提高生产效率：通过优化工艺流程，减少重复操作和不必要的环节，提高生产效率，降低生产成本。
集成电路封测简介介绍
深入研究失效机理，找出失效原因，为改进设计 提供依据。
失效预防
根据失效分析结果，采取相应的预防措施，提高 集成电路的可靠性和稳定性。
03
集成电路封测流程
封装设计
封装设计是集成电路封测流程的起始 阶段，主要任务是根据集成电路的规 格和性能要求，设计出合适的封装结 构和尺寸。
封装设计通常使用专业设计软件进行 ，设计过程中需要进行仿真和优化， 以确保设计的可行性和可靠性。
测试技术
功能测试
通过模拟输入信号，检测 集成电路的输出信号是否 符合预期，以判断其功能 是否正常。
性能测试
在特定条件下测试集成电 路的各项性能指标，如功 耗、频率、延迟等，以评 估其性能优劣。
可靠性测试
通过长时间、高强度的使 用或模拟恶劣环境条件下 的测试，评估集成电路的 可靠性。
可靠性分析
环境适应性
分析集成电路在不同温度、湿度 、气压等环境条件下的性能表现
和稳定性。
寿命预测
通过加速老化试验等方法预测集 成电路的使用寿命，为产品设计
提供依据。
可靠性评估
根据测试数据和实际使用情况， 评估集成电路的可靠性水平，为
产品可靠性设计提供依据。
失效分析
失效模式识别
通过外观检查、电性能测试等手段，识别出集成 电路的各种失效模式。
集成电路封测技术对于飞行控制系统至关重要，确保飞机在 各种环境和条件下都能够安全、稳定地飞行。
05
集成电路封测的挑战与解决方 案
技术更新换代
总结词
随着集成电路技术的不断进步，封测 技术需要不断更新换代，以满足更高 的性能和可靠性要求。
详细描述
随着芯片制程技术的不断缩小，封测 技术需要不断改进和升级，以满足更 精细的封装和测试需求。这涉及到新 的封装材料、更先进的测试设备和方 法等方面的研发和应用。
集成电路芯片系统封装与测试
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•测试仪
测试仪是测试集成电路的仪器。它负责按 照测试向量对集成电路加入激励，同时观 测响应。目前，测试仪一般都是同步的， 按照时钟节拍从存储器中调入测试向量。
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• 测试的分类：
– 鉴定测试 – 生产测试 – 用户测试 – 可靠性测试 – 电学性能测试
正确工作。
（2）确定电路失效的原因和所发生的具体部位，以便改 进设计和修正错误。
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•测试介绍
• 测试：就是检测出生产过程中的缺陷，并挑 出废品的过程。
• 测试的基本情况：封装前后都需要进行测试。 • 测试与验证的区别：目的、方法和条件。 • 测试的难点：复杂度和约束。 • 可测性设计：有利于测试的设计。
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• 完全测试的含义
例如：N个输入端的逻辑，它有2N个状态。 组合逻辑：在静态状态下，需要2N个顺序测试矢量。动
态测试应考虑状态转换时的延迟配合问题，仅仅顺序 测试是不够的。
时序电路：由于记忆单元的存在，电路的状态不但与当 前的输入有关，还与上一时刻的信号有关。它的测试 矢量不仅仅是枚举问题，而是一个排列问题。最坏情 况下它是2N个状态的全排列，它的测试矢量数目是一 个天文数字。
技术创新，变革未来
§1 系统封装
半导体器件复杂性和密度的急剧增加推动了更 加先进的VLSI封装和互连方式的开发。 • 印刷电路板（printed Circuit Board-PCB） • 多芯片模块（Multi-Chip Modules-MCM） • 片上系统（System on a Chip-SOC）
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Hale Waihona Puke 17•简单的测试例子A Z
集成电路芯片封装测
2 0 0 8 级毕业生毕业设计(论文)设计课题：集成电路芯片封装测试的工艺流程专业∶班级∶姓名∶指导老师∶前言本次毕业设计的课题是集成电路芯片封装测试的工艺流程。
在集成电路芯片的制造过程中，由于温度、噪音、空气中的微粒、人为的操作失误及机器设备的误差，致使外表看上去很完美的芯片内部有可能出现开短路的情况，严重影响芯片的质量，因此，在集成电路芯片封装测试中，电性能测试就是为了检查芯片是否存在上述现象。
本次设计是将芯片放入机器里，根据事先存好的芯片测试程序，在特定的高温环境下对芯片进行相应的测试，看测试出来的数据是否符合芯片的标准。
在整个测试流程中，电性能测试是相当重要的，所有的芯片在推向市场以前必须经过电性能测试。
摘要本次设计包括第一章集成电路设计概述，主要陈述了集成电路（IC）的发展，当前国际集成电路技术发展趋势，我国微电子技术的发展现状；集成电路制造材料概述，其中包括半导体材料、绝缘体材料、金属材料、材料系统等等；集成电路制造工艺流程,外延生长,掩膜的制版工艺,光刻,刻蚀,掺杂,绝缘层的形成,金属层的形成;第二章是集成电路芯片封装，包括以下内容，集成电路芯片封装概述、集成电路芯片封装历程、封装定义及其功能、封装的分类、封装的发展趋势。
第三章是FCBGA的工艺流程，硅片回流（water reflow），粘膜，硅片切割，载体转换，焊剂铺垫，焊膏铺垫，芯片粘贴，回流，助焊剂清除。
第四章是FCBGA的测试工艺流程，半成品仓库（Raw Store），老化板装载/卸载（Board Load/Unload），老化测试（Burn In），电性能测试（Electrical Test），激光印码（Laser Mark），脱水烘烤（Desiccant Bake），焊球粘贴（Ballattach）包装（Pack）,最终目测检验（Final Visual Insection）。
第五章是CMT 站点简介，包括以下内容：CMT全称，CMT前后站点简介，CMT站点的四种测试，CMT站点所用到的化学品，C MT站点所用到的几种系统，CMT站点的产品的两条主路径，CMT站点一般安全行为，CMT站点所需要用到的命令，什么叫STD？什么情况下需要运行STD？第六章是电性能测试的过程。
集成电路测试技术及应用
集成电路测试技术及应用随着信息技术的不断发展，电子产品已经成为人们生活、工作中必不可少的一部分。
而随着集成电路技术的不断更新，集成电路测试技术已经成为集成电路行业中的重要环节。
本文将介绍集成电路测试技术及其应用。
一、集成电路测试技术的概述集成电路是由多个晶体管、电容、电阻等元件在单片硅衬底上制成的一种电子元件，集成电路测试则是指对这些电子元件进行测试，以确定它们在实际使用中的性能指标。
集成电路测试技术在集成电路的生产、研发和应用过程中都具有重要作用。
集成电路测试技术主要涉及到的方面包括芯片测量技术、封装测量技术和系统级测试技术。
芯片测量技术指的是对集成电路芯片中各个单元电路的测试，主要包括数字电路、模拟电路等测试。
封装测量技术则是在芯片封装后对封装后的芯片进行测试，主要包括测试封装合格率和封装工艺的优化。
系统级测试技术则是对整个系统进行测试，主要是针对硬件系统和软件系统的测试。
二、集成电路测试技术的应用集成电路测试技术在各个领域都有广泛的应用。
在电子产品生产中，集成电路测试技术可以检测产品的质量，确保其符合技术标准。
在集成电路的研发中，测试技术可以帮助工程师更好地了解芯片的性能表现，便于后续的优化工作。
在系统集成中，测试技术可以发现整个系统中的问题，及时修复缺陷，保证系统的稳定性和可靠性。
在军事、航空等领域，集成电路测试技术还可以用于电子设备的调试、故障诊断等方面。
三、集成电路测试技术的发展随着集成电路技术的不断发展，集成电路测试技术也在不断更新。
当前，集成电路测试技术主要面临以下几个方面的挑战：1. 节约测试成本：随着集成电路芯片的规模越来越大，测试成本也随之增加。
如何在保证测试质量的前提下控制测试成本，是当前测试技术需解决的问题之一。
2. 提高测试生产率：测试是集成电路生产中不可缺少的一个环节，测试生产率的大小在很大程度上决定了整个生产效率。
如何提高测试生产效率，减少测试时间，目前也是测试技术需要解决的难点。
集成电路封装与测试技术知到章节答案智慧树2023年武汉职业技术学院
集成电路封装与测试技术知到章节测试答案智慧树2023年最新武汉职业技术学院第一章测试1.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。
（）参考答案:对2.制造一块集成电路芯片需要经历集成电路设计、掩模板制造、原材料制造、芯片制造、封装、测试等工序。
（）参考答案:对3.下列不属于封装材料的是（）。
参考答案:合金4.下列不是集成电路封装装配方式的是（）。
参考答案:直插安装5.封装工艺第三层是把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间进行粘贴固定、电路电线与封装保护的工艺。
（）参考答案:错6.随着集成电路技术的发展，芯片尺寸越来越大，工作频率越来越高，发热量越来越高，引脚数越来越多。
（）参考答案:对7.集成电路封装的引脚形状有长引线直插、短引线或无引线贴装、球状凹点。
（）参考答案:错8.封装工艺第一层又称之为芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板引线架之间进行粘贴固定、电路连线与封装保护工艺。
（）参考答案:对9.集成电路封装主要使用合金材料，因为合金材料散热性能好。
（）参考答案:错第二章测试1.芯片互联常用的方法有：引线键合、载带自动焊、倒装芯片焊。
（）参考答案:对2.载带自动焊使用的凸点形状一般有蘑菇凸点和柱凸点两种。
（）参考答案:对3.去飞边毛刺工艺主要有：介质去飞边毛刺、溶剂去飞边毛刺、水去飞边毛刺。
（）参考答案:对4.下面选项中硅片减薄技术正确的是（）。
参考答案:干式抛光技术5.封装工序一般可以分成两个部分：包装前的工艺称为装配或称前道工序，在成型之后的工艺步骤称为后道工序。
（）参考答案:对6.封装的工艺流程为（）。
参考答案:磨片、划片、装片、键合、塑封、电镀、切筋、打弯、测试、包装、仓检、出货7.以下不属于打码目的的是（）。
参考答案:芯片外观更好看。
8.去毛飞边工艺指的是将芯片多余部分进行有效的切除。
（）参考答案:错9.键合常用的劈刀形状，下列说法正确的是（）。
集成电路封装与测试技术
集成电路封装与测试技术随着信息技术的快速发展和应用的广泛普及，集成电路在现代社会中扮演着重要的角色。
而集成电路封装与测试技术作为集成电路制造的重要环节，对于电子产品的性能、可靠性和稳定性起着至关重要的作用。
本文将介绍集成电路封装与测试技术的基本概念、重要性以及相关的发展趋势。
一、集成电路封装技术1.1 封装技术的定义与作用集成电路封装技术是将裸片芯片进行外包装，以提供对芯片的保护、连接和便于插拔。
其主要目标是保证芯片的电性能、机械可靠性和环境适应性，同时满足产品的体积、功耗和成本要求。
1.2 封装技术的分类根据不同的封装方式和结构，集成电路封装技术可以分为裸片封装、芯片级封装和模块级封装等多种形式。
其中，裸片封装是指将芯片直接粘贴在PCB板上，不进行封装的方式；芯片级封装是将芯片封装成单芯片或多芯片封装；模块级封装是将集成电路芯片与其他元器件进行封装。
1.3 封装技术的发展趋势随着集成电路的功能不断增强和尺寸不断缩小，封装技术也在不断创新与发展。
目前，多芯片封装、三维封装、无线封装等是集成电路封装技术的研究热点与发展方向。
这些新技术的应用将进一步提高集成电路的性能和可靠性。
二、集成电路测试技术2.1 测试技术的定义与作用集成电路测试技术是对封装好的集成电路芯片进行功能、电性能和可靠性等方面的验证和测试。
通过测试可以确保芯片的质量和性能符合设计要求，提高产品的可靠性和稳定性。
2.2 测试技术的分类根据不同的测试目的和方法，集成电路测试技术可以分为芯片测试、模块测试和系统测试等多种形式。
其中，芯片测试是对单个芯片进行测试，模块测试是对芯片封装后的模块进行测试，系统测试是对整个集成电路系统进行测试。
2.3 测试技术的发展趋势随着集成电路的复杂度不断提高，传统的测试技术已经无法满足需求。
因此，新型测试技术如板级测试、全片测试、MEMS测试等正在逐渐发展起来。
这些新技术的应用将提高测试效率、降低测试成本，并能同时满足不同级别的测试需求。
《集成电路封装和测试》
光电子封装 MEMS封装 封装
集成电路芯片封装
集成电路芯片封装技术技术流程
硅片切割 硅片减薄 芯片贴 装
芯片互连
成型技术
切筋成型 上锡焊 打码
去飞边毛刺
微系统封装
微系统相关技术： 微系统相关技术： 微电子技术 射频与无线电技术 光学技术 MEMS技术 技术
微系统封装：微电子封装 微系统封装：
3.封装失效中，约有1/3与封装有关 封装失效中，约有 与封装有关 封装失效中
器件物理性破坏分析（ 器件物理性破坏分析（DPA） ） 约有1/2与封装有 测试中不合格品 约有 与封装有 关
第一章
概述
封装概念 封装的目的和要求 封装的技术层次 封装技术的历史和发展 封装涉及的学科 封装的分类 国内封装业的发展
系 统 需 求
设计
掩膜版 芯片制造 过程
芯片检测
封装
测试
封装和制造是独立的
二．封装的目的和要求
封装目的
1.传递电能 主要指电源电压的分配和导通 传递电能:主要指电源电压的分配和导通 传递电能 2.传递电路信号 主要将电信号的延迟尽可 传递电路信号:主要将电信号的延迟尽可 传递电路信号 能减小 3.提供散热途径 主要指各种芯片封装如何 提供散热途径:主要指各种芯片封装如何 提供散热途径 将聚集的热量散出 4.结构保护与支持 封装可为芯片提供机械 结构保护与支持:封装可为芯片提供机械 结构保护与支持 支撑,并能在各种条件下工作 并能在各种条件下工作. 支撑 并能在各种条件下工作
按密封材料分
陶瓷封装(Ceramic Package) 陶瓷封装 塑料封装(Plastic Package) 塑料封装 金属封装
按器件与电路的连接方式分
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Flip chip技术：又称为倒装片，与COB相比，芯
片结构与I/O端子（锡球）方向朝下，由于I/O引出 端分布于整个芯片表面，故在封装密度和处理速度 上已达到顶峰。特别是它可以采用类似于SMT技术 的手段来加工，是封装技术及高密度安装的方向。 90年代，该技术已在多种行业的电子产品中加以推 广，特别是用于便携式的通信设备中。
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速度——密度质量因子
封装工艺
SOC MCM PCB
质量因子（英寸/10-9秒）×（英寸/英寸2）
28.0 14.0 2.22 Nhomakorabea20/11/24
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MCM与SOC比较
3. 可靠性大大提高；
4. 更多的I/O端；
5. 具有系统功能的高级混合集成组件。尤其适用于 通讯和个人便携式应用系统。
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• 二维MCM：所有元件安置在一个平面上。 • 三维MCM：在X-Y平面和Z方向上安置元件，所有元件
以叠层的方式被封装在一起。 • 3-DMCM的特点：
– 重量更轻 – 体积更小 – 更高的组装效率 – 更高的可靠性 – 缩短信号延迟时间 – 降低功耗 – 减小信号噪声
集成电路芯片系统封装与测试
技术创新，变革未来
§1 系统封装
半导体器件复杂性和密度的急剧增加推动了更 加先进的VLSI封装和互连方式的开发。 • 印刷电路板（printed Circuit Board-PCB） • 多芯片模块（Multi-Chip Modules-MCM） • 片上系统（System on a Chip-SOC）
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二、多芯片模块（MCM）
• 将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(IC)和专 用集成电路芯片(ASIC)在高密度多层互联基板上 用表面安装技术(SMT)组装成为多种多样电子组件、 子系统或系统。
• MCM的特点有:
1. 封装延迟时间缩小，易于实现组件高速化;
2. 缩小整机/组件封装尺寸和重量，一般体积减小1/4， 重量减轻1/3;
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• 集成电路的封装方法
双列直插式（DIP：Dual In-line Package) 表面安装封装（SMP：Surface Mounted Package） 球型阵列封装（BGA：Ball Grid Array） 芯片尺寸封装（CSP：Chip Scale Package) 晶圆级尺寸封装（WLP：Wafer Level CSP） 裸芯片封装（COB：Chip On Board ） 倒装芯片封装（FC：Flip Chip）
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晶圆级尺寸封装WLP
• WLP可以有效提局封装集成度，是芯片尺寸封装CSP 中空间占用最小的一种。
• 传统封装是以划片后的单个芯片为加工目标，而WLP 的处理对象为晶圆，直接在晶圆上进行封装和测试， 随后切割成一颗颗己经封装好的的IC，然后在IC生 长金属凸点，用倒装技术粘贴到基板或玻璃基底上， 最后再装配到PCB上。
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三、片上系统（system on a chip)
• 作为新一代集成技术的片上系统（SOC）直接将系 统设计并制作在同一个芯片上。
• SOC具有高性能、高密度、高集成度、高可保性和 低费用的优点，有着十分诱人的应用前景。
• 目前在实际应用中SOC还而临着很多限制回素，包 括现阶段lP资源还不够丰富、研发成本高及设计周 期长、生产工艺复杂、成品率不高等。此外在SOC 中采用混合半导体技术（如GaAs和SiGe）也存在问 题。
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裸芯片技术（COB ）
• COB技术：芯片主体和I/O端子在晶体的上方，在焊 接时将此裸片用导电、导热胶粘接在PCB上，凝固 后用Bonder机将金属丝（Al/Au）在超声、热压的作 用下，分别连接在芯片的I/O端子焊区和PCB相应的 焊盘上，测试合格后，再封上树脂胶。
• 与其它封装技术相比，COB技术有以下优点：价格 低廉、节约空间、工艺成熟。
2020/11/24
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DIP封装结构形式
衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积 与封装面积之比，这个比值越接近1越好。
1965年陶瓷双列直插式DIP和塑料包封结构式DIP 引脚数：6~64， 引脚节距：2.54mm
例：40根I/O引脚塑料双列直插式封装(PDIP)的CPU 芯片面积/封装面积=3×3/15.24×50=1：86
2020/11/24
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CSP芯片尺寸封装
• 芯片面积/封装面积=1：1.1的封装结构，其封装外形尺 寸只比裸芯片大一点点。也就是说，单个IC芯片有多大， 封装尺寸就有多大，从而诞生了一种新的封装形式—— CSP。
• CSP封装具有以下特点: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的 问题; 3.封装面积缩小到BGA的1/4至1/10，延迟时间缩小到 极短。
引线数为：3~300， 引线节距为1.27~0.4mm
2020/11/24
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BGA球栅阵列封装
90年代出现球栅阵列封装，BGA封装特点:
1. I/O引脚数虽然增多，但引脚间距远大于QFP，从而 提高了组装成品率;
2. 虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接， 从而可以改善它的电热性能；
3. 厚度比QFP减少1/2以上，重量减轻3/4以上; 4. 寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高; 5. 组装可用共面焊接，可靠性高; 6. BGA封装仍与QFP、PGA一样，占用基板面积过大。
这种封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了 很多有效安装面积。
Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。
2020/11/24
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SMP表面安装封装
1980年出现表面安装器件，包括：
– 小外型晶体管封装（SOT） – 翼型（L型）引线小外型封装（SOP） – 丁型引线小外型封装（SOJ） – 塑料丁型四边引线片式载体（PLCC） – 塑料L型四边引线扁平封装（PQFP）