电子元件 集成电路 IC 的封装 DIP、QFP、PGA、BGA CSP CGA LGA ZIF SOP PFP

电子元件集成电路 IC 的封装 DIP、QFP、PGA、BGA CSP CGA LGA ZIF SOP PFP... 从foundry厂得到圆片进行减薄、中测打点后，即可进入后道封装。封装对集成电路起着机械支撑和机械保护、传输信号和分配电源、散热、环境保护等作用。

芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等。

近年来电子产品朝轻、薄、短、小及高功能发展，封装市场也随信息及通讯产品朝高频化、高I/O 数及小型化的趋势演进。

由1980 年代以前的通孔插装(PTH)型态，主流产品为DIP(Dual In-Line Package)，进展至1980 年代以SMT(Surface Mount Technology)技术衍生出的SOP(Small Out-Line Package)、SOJ(Small Out-Line J-Lead)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、QFP(Quad Flat Package)封装方式，在IC 功能及I/O 脚数逐渐增加后，1997 年Intel 率先由QFP 封装方式更新为BGA(Ball Grid Array，球脚数组矩阵)封装方式，除此之外，近期主流的封装方式有CSP(Chip Scale Package 芯片级封装)及Flip Chip(覆晶)。

BGA(Ball Grid Array)封装方式是在管壳底面或上表面焊有许多球状凸点，通过这些焊料凸点实现封装体与基板之间互连的一种先进封装技术。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel 公司在电脑CPU中（即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热

门的IC封装技术，其全球市场规模在2000年为12亿块，预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

BGA封装比QFP先进，更比PGA好，但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。Tessera公司在BGA基础上做了改进，研制出另一种称为μBGA的封装技术，按0.5mm 焊区中心距，芯片面积/封装面积的比为1:4，比BGA前进了一大步。

随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，对集成电路封装要求更加严格。

1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/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，命名为芯片尺寸封装，简称CSP(Chip Size Package 或Chip Scale Package)。CSP是一种封装外壳尺寸最接近籽芯(die)尺寸的小型封装，具有多种封装形式，其封装前后尺寸比为1：1.2。它减小了芯片封装外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒（Die）大不超过1.4倍。

CSP有两种基本类型：一种是封装在固定的标准压点轨迹内的，另一种则是封装外壳尺寸随芯尺寸变化的。常见的CSP分类方式是根据封装外壳本身的结构来分的，它分为柔性CSP，刚性CSP，引线框架CSP和圆片级封装(WLP)。柔性CSP封装和圆片级封装的外形尺寸因籽芯尺寸的不同而不同；刚性CSP和引线框架CSP封装则受标准压点位置和大小制约。

CSP封装适用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。

Flip Chip 技术起源于1960 年代，为IBM 开发出之技术，Flip Chip 技术是在I/O pad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转佳热利用熔融的锡铅球与陶瓷机板相结合此

技术替换常规打线接合，逐渐成为未来的封装主流，当前主要应用于高时脉的CPU、GPU(GraphicProcessor Unit)及Chipset 等产品为主。

LGA(Land Grid Array)：矩栅阵列(岸面栅格阵列)是一种没有焊球的重要封装形式，它可直接安装到印制线路板(PCB)上，比其它BGA封装在与基板或衬底的互连形式要方便的多，被广泛应用于微处理器和其他高端芯片封装上.

CGA(Column Grid Array)圆柱栅格阵列，又称柱栅阵列封装

1999年第三季度，Wavecom的工程师开始研究插座形式以外的其它解决方法。他们首先尝试球栅矩阵封装（Ball Grid Array）直接在PCB板上进行焊装。这种方法同时解决了装配和屏蔽问题，因为球珠组成的环形可以减少电磁干扰。但球珠型式体积超大，造成了整体尺寸的相应扩大。

最终，这个问题在1999年底得到了解决。当时Wavecom的工程师发现用2微米长、0.4微米宽的微型金属柱组成格栅，它既可提供电路连接，又控制了电磁干扰，并且有效地节约了部件的总体体积。柱栅阵列封装方法使用特别设计的塑料框架，其中放置200多个微型格栅，它最终解决了电磁屏蔽和电路连接问题，同时易于使用。

PGA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。根据引脚数目的多少，可以围成2-5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸，从486芯片开始，出现一种名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。

ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起，CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起，则压力解除，CPU芯片即可轻松取出。

QFP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