封裝技術(shù)是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術(shù)。封裝(Package)對于芯片來說是必須的，也是至關(guān)重要的。封裝也可以說是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁和規(guī)格通用功能的作用。
一 封裝的主要作用有
1 物理保護(hù)。因?yàn)樾酒仨毰c外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降，保護(hù)芯片表面以及連接引線等，使相當(dāng)柔嫩的芯片在電氣或熱物理等方面免受外力損害及外部環(huán)境的影響；同時通過封裝使芯片的熱膨脹系數(shù)與框架或基板的熱膨脹系數(shù)相匹配，這樣就能緩解由于熱等外部環(huán)境的變化而產(chǎn)生的應(yīng)力以及由于芯片發(fā)熱而產(chǎn)生的應(yīng)力，從而可防止芯片損壞失效?；谏岬囊?，封裝越薄越好，當(dāng)芯片功耗大于2W時，在封裝上需要增加散熱片或熱沉片，以增強(qiáng)其散熱冷卻功能；5～1OW時必須采取強(qiáng)制冷卻手段。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸。
2 電氣連接。封裝的尺寸調(diào)整(間距變換)功能可由芯片的極細(xì)引線間距，調(diào)整到實(shí)裝基板的尺寸間距，從而便于實(shí)裝操作。例如從以亞微米(目前已達(dá)到0.13μm以下)為特征尺寸的芯片，到以10μm為單位的芯片焊點(diǎn)，再到以100μm為單位的外部引腳，最后劍以毫米為單位的印刷電路板，都是通過封裝米實(shí)現(xiàn)的。封裝在這里起著由小到大、由難到易、由復(fù)雜到簡單的變換作用，從而可使操作費(fèi)用及材料費(fèi)用降低，而且能提高工作效率和可靠性，特別是通過實(shí)現(xiàn)布線長度和阻抗配比盡可能地降低連接
電阻，寄生
電容和電感來保證正確的信號波形和傳輸速度
3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格化。規(guī)格通用功能是指封裝的尺寸、形狀、引腳數(shù)量、間距、長度等有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，既便于加工，又便于與印刷電路板相配合，相關(guān)的生產(chǎn)線及生產(chǎn)設(shè)備都具有通用性。這對于封裝用戶、電路板廠家、半導(dǎo)體廠家都很方便，而且便于標(biāo)準(zhǔn)化。相比之下，裸芯片實(shí)裝及倒裝目前尚不具備這方面的優(yōu)勢。由于組裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的印刷電路板(PCB)的設(shè)計(jì)和制造，對于很多集成電路產(chǎn)品而言，組裝技術(shù)都是非常關(guān)鍵的一環(huán)。
二 封裝的工藝流程
三 封裝的分類
1按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)分類
(1)按封裝材料分：金屬封裝，塑料封裝，陶瓷封裝。
a.金屬封裝：用于軍工，航天技術(shù)，成本高，無商業(yè)化產(chǎn)品。
b.陶瓷封裝：用于軍工，有少量民品。
c.塑料封裝：成本低，工藝簡單，適用于大批量商業(yè)化生產(chǎn)。
(2)按與PCB板連接方式分：PHT（通孔式）封裝，SMT（表面貼裝式）封裝。
(3)按封裝外形分：SOP，SOIC，TSOP，QFN，TQFP，BGA，CSP等。
四 常用的封裝介紹
1 SOP封裝
SOP是英文Small Outline Package的縮寫，即小外形封裝。SOP封裝技術(shù)由1968～1969年菲利浦公司開發(fā)成功，以后逐漸派生出SOJ（J型引腳小外形封裝）、TSOP（薄小外形封裝）、VSOP（甚小外形封裝）、SSOP（縮小型SOP）、TSSOP（薄的縮小型SOP）及SOT（小外形晶體管）、SOIC（小外形集成電路）等。
2 TSOP封裝
TSOP是英文Thin Small Outline Package的縮寫，即薄型小尺寸封裝。TSOP內(nèi)存封裝技術(shù)的一個典型特征就是在封裝芯片的周圍做出引腳，TSOP適合用SMT技術(shù)（表面安裝技術(shù)）在PCB（印制電路板）上安裝布線。TSOP封裝外形尺寸時，寄生參數(shù)(電流大幅度變化時，引起輸出電壓擾動)減小，適合高頻應(yīng)用，操作比較方便，可靠性也比較高。
3 BGA封裝
BGA是英文Ball Grid Array Package的縮寫，即球柵陣列封裝。20世紀(jì)90年代隨著技術(shù)的進(jìn)步，芯片集成度不斷提高，I/O引腳數(shù)急劇增加，功耗也隨之增大，對集成電路封裝的要求也更加嚴(yán)格。為了滿足發(fā)展的需要，BGA封裝開始被應(yīng)用于生產(chǎn)。采用BGA技術(shù)封裝的內(nèi)存，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下內(nèi)存容量提高兩到三倍，BGA與TSOP相比，具有更小的體積，更好的散熱性能和電性能。BGA 封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲量有了很大提升，采用BGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在相同容量下，體積只有TSOP封裝的三分之一；另外，與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比，BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。
BGA封裝具有以下特點(diǎn)
(1)I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP封裝方式，提高了成品率。
(2)雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能。
(3)信號傳輸延遲小，適應(yīng)頻率大大提高。
(4)組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。
4 TQFP封裝
TQFP是英文thin quad flat package的縮寫，即薄塑封四角扁平封裝。四邊扁平封裝（TQFP）工藝能有效利用空間，從而降低對印刷電路板空間大小的要求。由于縮小了高度和體積，這種封裝工藝非常適合對空間要求較高的應(yīng)用，如PCMCIA 卡和網(wǎng)絡(luò)器件。幾乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP 封裝。
5 CSP封裝
隨著全球電子產(chǎn)品個性化、輕巧化的需求蔚為風(fēng)潮，封裝技術(shù)已進(jìn)步到CSP(Chip Size Package)。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒（Die）大不超過1.4倍。
CSP封裝具有以下特點(diǎn)
(1)滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。
(2)芯片面積與封裝面積之間的比值很小。
(3)極大地縮短延遲時間。
公安備案號32010402000033
