集成电路

摘要

“封装”一词伴随着集成电路芯片制造技术产生而出现，这一概念用于电子工程的历史并不久。早在真空电子管时代，将电子管等器件安装在管座上构成电路设备的方法称为“组装或装配”，当时还没有“封装”的概念。

50多年前，当晶体管问世和后来集成电路芯片的出现，才改写了电子工程的历史。一方面这些半导体元器件细小易碎：另一方面，性能高、多规格。为了充分发挥半导体器件的功能，需要对其补强、密封和扩大，以便实现与外电路可靠地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”的概念正是在此基础上出现的。

封装，就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接

关键词：集成电路封装集成电路封装现状集成电路封装的发展趋势。

前言

所谓“封装技术”是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。以CPU为例，实际看到的体积和外观并不是真正的CPU内核的大小和面貌，而是CPU内核等元件经过封装后的产品。封装技术封装对于芯片来说是必须的，也是至关重要的。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。

封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术都是非常关键的一环。

第一章集成电路封装

“封装”一词伴随着集成电路芯片制造技术产生而出现，这一概念用于电子工程的历史并不久。早在真空电子管时代，将电子管等器件安装在管座上构成电路设备的方法称为“组装或装配”，当时还没有“封装”的概念。

50多年前，当晶体管问世和后来集成电路芯片的出现，才改写了电子工程的历史。一方面这些半导体元器件细小易碎：另一方面，性能高、多规格。为了充分发挥半导体器件的功能，需要对其补强、密封和扩大，以便实现与外电路可靠地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”的概念正是在此基础上出现的。

封装，就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接

1.1集成电路封装的分类

集成电路的封装形式有很多，按封装形式可分三大类，即双列直插型、贴片型和功率型。在选择器件封装形式应首先考虑其标称尺寸和脚间距这两点。标称尺寸系指器件封装材料部分的宽度（H），一般用英制mil来标注；脚间距系指器件引脚间的距离（L），一般用公制mm来标注。

一、双列直插（DIP）型

标称尺寸分为：300mil、600mil、750mil三种，常用的是300mil、600mil 两种。

脚间距一般均为 2.54mm

一般情况下

引脚数＜24时其标称尺寸均为300mil；

引脚数≥24时其标称尺寸为300mil时，俗称窄体；

引脚数≥24时其标称尺寸为600mil时，俗称宽体。

引脚数≥48时其标称尺寸为750mil。如MC68000，现很少使用。

二、贴片（SMD）型

贴片器件种类繁多，按种类可分如下几类；

SOP、TSOP-1、TSOP-2、SSOP、QFP、SOJ、PLCC（QFJ）等

1、SOP型

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：1.27mm

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225mil和300mil两种，

宽度为225mil的俗称窄体；

宽度为300mil的俗称宽体。

2、TSOP-1型

标称尺寸不做要求，脚间距为0.65mm和0.80mm两种。该封装厚度较薄，多用于空间较小的场合。

3、TSOP-2型

标称尺寸分为：300mil、400mil、500 mil、550mil。

脚间距分： 0.65mm、0.80mm、1.27 mm。

4、SSOP型

标称尺寸分为：175mm、225mm、300mm、375mm、525mm。

脚间距分： 0.65mm、0.80mm、1.27 mm。

该封装体积小，多用于空间较小的场合。

5、SOJ型

标称尺寸分为：300mil、400mil两种,一般多选用300mil.

脚间距均为：1.27mm

6、PLCC型

外型为方型，故无标称尺寸可分。

脚间距均为：1.27mm

引脚数分为；24、28、32、44、52、68、84。

7、QFP型

按器件厚度不同又衍生出LQFP、TQFP、MQFP。

其脚间距为：0.40 mm、0.65mm 、0.80mm、1.00mm 、1.27mm.

引脚数可大至240脚，多用于超大规模集成电路的封装。

8、BGA型

外型为方型，引脚为针刺巨阵排列。

脚间距为：1.27mm

多用于军工级器件上。

9、SOT-23型

引脚较少，最多6脚，属于微型封装器件。多用于二、三级管的封装。

三、功率型

1、 TO-220型

引脚最多9脚，脚间距均为2.54mm，该封装多用于功率型器件，

最大负载电流可达7.5A。

2、 TO-263型

该封装为TO-220的贴片型。

1.2 集成电路封装材料

金属封装

优点：金属材料具有最优良的水分子渗透阻绝能力，具有相当良好的可靠度，可提供电屏蔽。

缺点：（1）强度不足；

（2）热传导性不佳。

应用：它在高可靠度需求的军用电子封装方面应用尤其广泛。

陶瓷封装

优点：在各种IC元器件的封装中，陶瓷封装能提供IC芯片气密性的密封保护，使其具有优良的可靠性；它在热、电、机械特性等方面极稳定，而且它可通过改变其化学成分和工艺的控制调整来实现，不仅可作为封装的封盖材料，它也是各种微电子产品重要的承载基板。当今的陶瓷技术已可将烧结的尺寸变化控制在0.1%的范围内，可以结合厚膜印刷技术制成30~60层的多层连线传导结构，因此陶瓷也是制作多芯片组件（MCM）封装基板主要的材料之一。

缺点：（1）与塑料封装比较，陶瓷封装的工艺温度较高，成本较高；

（2）工艺自动化与薄型化封装的能力逊于塑料封装；

（3）陶瓷塑料具较高的脆性，易致应力损害；

（4）在需要低介电常数与高连线密度的封装中，陶瓷塑料必须与薄膜封装竞争。

应用：陶瓷材料在单晶芯片集成电路中应用很早，例如，IBM所开发的SLT