芯片封装概述

ufuture

芯片封装概述 [复制链接]

芯片封装

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DIP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、PQFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装 　　PQFP（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SMD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PQFP方式基本相同。唯一的区别是PQFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。 PQFP/PFP封装具有以下特点： 1.适用于SMD表面安装技术在PCB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。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。 PGA封装具有以下特点： 1.插拔操作更方便，可靠性高。 2.可适应更高的频率。 　　Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。 四、BGA球栅阵列封装 　　随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208 Pin时，传统的封装方式有其困难度。因此，除使用QFP封装方式外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片与芯片组等）皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。 BGA封装技术又可详分为五大类： 1.PBGA（Plasric BGA）基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。 2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。 3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。 4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。 5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。 BGA封装具有以下特点： 1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。 2.虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。 3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。 4.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。 　　BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，***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。 五、CSP芯片尺寸封装 　　随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。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封装又可分为四类： 1.Lead Frame Type(传统导线架形式)，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。 2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型)，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。 3.Flexible Interposer Type(软质内插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气（GE）和NEC。 4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装)：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。 CSP封装具有以下特点： 1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。 2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。 3.极大地缩短延迟时间。 　　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。 六、MCM多芯片模块 　　为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题，把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统，从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。 MCM具有以下特点： 1.封装延迟时间缩小，易于实现模块高速化。 2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。 3.系统可靠性大大提高。

芯片封装概述  ****[^]

摘要：本文介绍了芯片封装的演变过程，并以BGA为重点，介绍了当前较为先进的面积阵列封装。 　　关键词：封装，组装，面积阵列封装，球栅阵列封装 引言 　　随着半导体技术的飞速发展，IC在处理速度上的高速增长，处理能力上的增强，芯片内部结构日趋复杂。因而IC制造也遇到挑战，其封装形式的小型化与I／0端数量的增长的矛盾推动封装形式的革新。 l.封装形式的演变 1.1  双列直插式封装DIP(Dual In—line Package) 　　传统芯片因工艺、功能等诸多因素制约，多采用DIP形式封装，甚至有些采用SIP(Single In—line Package)封装。相对于采用SMD这样组装所占面积较大，给设备小型化带来困难，且组装自动化程度较低。64脚DIP封装的IC，安装面积为25.4mm*76.2mm，相同端数采用引脚中心距为0.64mm无引线器件进行表面安装，安装面积为12.7mm*12.7mm，仅为前者的l／12。 1.2  SMT常用封装 1.2.1  小外型封装SOP(Small Outline Package) 　　SOP器件又称为SOIC(Small Outline Integrated Circuit)，是DIP的缩小形式，引线中心距为1.27mm，引脚形式：欧翼型、J型、I型，常用欧翼型。 1.2.2  塑封有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier) 　　塑封有引线芯片载体PLCC，引线中心距为1.27mm，引线呈J形，向器件下方弯曲，有矩形、方形两种。PLCC器件组装面积小，引线强度高，不易变形，多根引线保证了良好的共面性，使焊点的一致性得以改善。因J形引线向下弯曲，检修有些不便。 1.2.3  无引线陶瓷芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier) 　　无引线陶瓷芯片载体LCCC电极中心距有1.0mm、1.27mm两种。因为是无引线组装，故寄生参数小，噪声、延时特性明显改善；亦因无引线，应力小，焊点易开裂。 1.2.4  方形扁平封装QFP(Quad Flat Package) 　　方形扁平封装QFP，主要应用于ASIC(Application Of Specific Integrated Circuit)专用集成电路。普通引线中心距为1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm，目前亦有采用0.3mmQFP。为保证引出线良好的共面性，美国的QFP器件四个脚都有一个突出的脚，其尺寸超过引出线O.05mm。 1.3小结 　　综合上述介绍，I／O数量的增加是以牺牲引线间距为代价。间距的缩小给芯片制造、组装工艺提出更高要求，难度亦随之增加，加之间距亦有极限，因此即使I／O数较多的QFP的发展也受到间距极限的限制，因而更新型的封装，更先进的技术就呼之欲出。 2．新型封装 2.1  球栅阵列BGA(Ball Grid Array) 　　正如1.3所述，缩小间距不是解决I／O数增长最有效的解决方案。于是便有以封装底面来互连的解决办法，这便是面积阵列封装AAP(Area Array Package)。采用AAP，相同I／O数与组装面积，AAP间距明显较大，这使组装容易，芯片制造难度下降；相同的组装面积和间距，AAP可使I／O数增多；若间距、I／O数相同，AAP的组装面积明显较小，这使设备的小型化易于实现。因此AAP成为当前封装的热点和趋势。以结构形式划分，AAP可分为BGA和FC。BGA又可分为PBGA、CBGA、CCGA、TBGA四类，下面分述之。 2.1.1  塑封球栅阵列PBGA(Plastic Ball Grid Array) 　　PBGA是最普遍的BGA封装类型，其载体为普通的印制板基材，如FR—4等。硅片通过金属丝压焊方式连到载体的上表面，然后塑料模压成型。有些PBGA封装结构中带有空腔，称热增强型BGA，简称EBGA。 　　下表面为呈部分或完全分布的共晶组份(37Pb／63Sn)的焊球阵列，焊球间距通常为1.0mm、1.27mm、1.5mm。 PBGA有以下特点： 其载体与PCB材料相同，故组装过程二者的热膨胀系数TCE(Thermal Coefficient Of Expansion)几乎相同，即热匹配性良好。 组装成本低。 共面性较好。 易批量组装。 电性能良好。 2.1.2  陶瓷球栅阵列CBGA(Ceramic Ball Grid Array) 　　CBGA即是以多层陶瓷作载体，硅片采用金属丝压焊方式或采用硅片线路面朝下，以倒装片方式实现与载体的互联，然后用填充物包封，起到保护作用。陶瓷载体下表面是90Pb／10Sn的共晶焊球阵列，焊球间距常为1.0mm和1.27mm。CBGA具有如下特点： 优良的电性能和热特性。 密封性较好。 封装可靠性高。 共面性好。 封装密度高。 因以陶瓷作载体，对湿气不敏感。 封装成本较高。 组装过程热匹配性能差，组装工艺要求较高。 2.1.3  陶瓷柱栅阵列CCGA(Ceramic Cloumn Grid Array) 　　CCGA是CBGA的扩展，因此在制作工艺，性能上与CBGA相似。不同的是以90Pb／10Sn焊料柱替代了CBGA中的焊球，焊料柱的产生减小了组装过程PCB与陶瓷载体热性能失配产生的应力，但是焊料柱在组装过程中易受到机械损坏。CCGA的典型柱距为1.27mm。 2.1.4  载带球栅阵列TBGA(Tape Ball Grid Array) 　　载带球栅阵列TBGA是载带自动键合TAB(Tape Automated Bonding)技术的延伸。TBGA的载体为铜／聚酰亚胺／铜的双金属层带(载带)。载体上表面分布的铜导线起传输作用，下表面的铜层作地线。硅片与载体实现互连后，将硅片包封起到保护作用。载体上的过孔实现上下表面的导通，利用类似金属丝压焊技术在过孔焊盘上形成焊球阵列。焊球间距有1.0mm、1.27mm、1.5mm几种。TBGA有以下特点： 封装轻、小。 电性能良。 组装过程中热匹配性好。 潮气对其性能有影响。 2.1.5  小结 　　综合上述介绍，BGA性能明显优于QFP，有良好的电性能，高I／O数。各类BGA的焊球、柱的组份基本是90Pb／10Sn(PBGA除外)，间距基本上是1.0mm、l.27mm，因此间距还有进一步缩小的空间，这样I／O数将进一步增多，这将是BGA的发展方向——uBGA，亦称之为CSP(芯片尺寸封装)，后面将简要介绍。 2.2    倒装芯片FC(F1ip Chip) 　　倒装芯片FC即是将芯片的有源面通过分布于上面的焊球与PCB实现直接互连，从而取代金属丝压焊的连接方式。因此连接长度减小，电路时延也小，电性能较好，可提供较多I／O数且芯片外形尺寸小。 2.3芯片尺寸封装CSP(Chip Scale Package) 　　芯片尺寸封装规约为：封装尺寸为芯片本身尺寸大小的l——1.2倍。正如前文所述，某种意义上而言，CSP是BGA的微小化。CSP尺寸小，I／O数高导致间距缩小，给组装工艺带来挑战。 2.4  其它 　　多芯片模块MCM(Multi—chip Module)是将多个芯片封装在一起，从而完成某特定功能的多芯片封装。其种类有：MCM—C、MCM—L、MCM—D。 　　板载芯片COB(Chip On Board)技术是适应微组装技术发展的，越来越微小的间距，无法实现封装，因而直接将裸芯片安装到PCB板上。 3．结语 　　芯片封装的发展是适应微组装技术FPT(Fine Pitch Technology)的发展而发展。朝轻、薄、小化，高I／O数，外形尺寸小，引线或焊球间距小的方向发展。随着技术的发展，性能将进一步提高，价格将会下降。这样电子组装的新时代将来临，整机性能将明显改善。

小孩猪猪

好东西啊，怎么没人顶啊

speedzhou

强顶！

lanyan

我顶~

mbb

顶！！

zmtc963

我顶我顶我顶..................

1A1

支持楼主 。。

loveyoulix

大家来学习学习!!!好!!!

nikeyzy1983

好啊！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

lfn123

大家多了发点资料呀|特别是生产线上的

gsyjz

一、        聚昌／爱发科／秀和的蒸镀机配件和耗材：
镀锅、火山口、旋转坩锅、电子吸收板、晶片弹簧、晶片环、滚轮组

二、Telemark电子枪耗材：
E GUN BODY 配件、石英震荡片、高压电极Sweep、Crucible、Emitter Assembly

三、光刻胶：东进负胶（DNR-L300D1、DNR-L300-40）、安智光刻胶（AZ4620、AZ5218、AZ5214E、AZP4330）      

四、MARKEM 6993  black ink 墨水

五：蚀刻液，去光阻液，PMR400

六、砂轮：（SD230N  100V）尺寸（150D-15W-5X-32T-M12）应用设备为：
日本秀和（shuwa）SGM-6301

七、定盘修盘器：（陶瓷结构）使用设备为日本秀和（shuwa）SW-07    SW-08

八、抛光剂：（水溶性/油性）6微米&3微米；速率为1.5 ;   使用设备为日本秀和（shuwa）SW-07    SW-08 & NTS 设备

九、钨钢针：针身：20mil    针尖：12.5um    针长：1"　

十、铍铜针：针身：20mil    针尖：6.0um     针长：0.75"

十一、顶针：17-0.7-10.0-0.022   针长：17mm        角度：10度     针尖：R =0.022
           
十二、高温吸嘴：RR－016ID=0.20

十三、固态腊，油石

十四、日东蓝膜，日东白膜，SPV224，SPV214，翻晶膜，晶片膜，UV膜
如有需要请与我联系：0755-83692784/QQ：278783758苏小姐

maningmei

自动.................................
再
学习学习!!!

gsyjz

一、        聚昌／爱发科／秀和的蒸镀机配件和耗材：
镀锅、火山口、旋转坩锅、电子吸收板、晶片弹簧、晶片环、滚轮组

二、Telemark电子枪耗材：
E GUN BODY 配件、石英震荡片、高压电极Sweep、Crucible、Emitter Assembly

三、光刻胶：东进负胶（DNR-L300D1、DNR-L300-40）、安智光刻胶（AZ4620、AZ5218、AZ5214E、AZP4330）      

四、MARKEM 6993  black ink 墨水

五：蚀刻液，去光阻液，PMR400

六、砂轮：（SD230N  100V）尺寸（150D-15W-5X-32T-M12）应用设备为：
日本秀和（shuwa）SGM-6301

七、定盘修盘器：（陶瓷结构）使用设备为日本秀和（shuwa）SW-07    SW-08

八、抛光剂：（水溶性/油性）6微米&3微米；速率为1.5 ;   使用设备为日本秀和（shuwa）SW-07    SW-08 & NTS 设备

九、钨钢针：针身：20mil    针尖：12.5um    针长：1"　

十、铍铜针：针身：20mil    针尖：6.0um     针长：0.75"

十一、顶针：17-0.7-10.0-0.022   针长：17mm        角度：10度     针尖：R =0.022
           
十二、高温吸嘴：RR－016ID=0.20

十三、固态腊，油石

十四、日东蓝膜，日东白膜，SPV224，SPV214，翻晶膜，晶片膜，UV膜

十五、银胶：导电银胶，绝缘胶，826-2DS，84-1A，84-1LMISR4，DX-10-204

十六、劈刀：Gaiser、KS、SPT、瑞士Peco、韩国TOTO
保证原装正品，如有需要请与我联系：0755-83692784/QQ：278783758苏小姐

doublecherry

先下再顶，也总是入不敷出啊。

chixiaopeng

谢谢,我需要.

liuhuixiang

很好，正要找这样的资料，谢谢楼主

issaczy

过来围观精华区，哈哈，顶一下

gavinchou

顶！

zhandetian

好东西，顶起来！！！