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1、常见的封装技术与常见的封装技术与 ICIC 封装名词解释封装名词解释从 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
2、 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
3、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，I
4、ntel 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 BGA 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
5、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
6、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 WLANGigabitE
7、themet、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
8、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
9、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
10、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
11、很难拆卸下来的。PFP（Plastic Flat Package）方式封装的芯片与 QFP 方式基本相同。唯一的区别是 QFP 一般为正方形，而 PFP 既可以是正方形，也可以是长方形。芯片直接贴装技术（Direct Chip Attach 简称 DCA），也称之为板上芯片技术（Chip-on-Board 简称 COB），是采用粘接剂或自动带焊、丝焊、倒装焊等方法，将裸露的集成电路芯片直接贴装在电路板上的一项技术。倒装芯片是 COB 中的一种（其余二种为引线键合和载带自动键合），它将芯片有源区面对基板，通过芯片上呈现阵列排列的焊料凸点来实现芯片与衬底的互连。它提供了非常多的优点；消除了对引线键
12、合连接的要求；增加了输入/输出（I/O）的连接密度；以及在印刷电路板上所使用的空间很小。与引线键合相比,它实现了较多的 I/O 数量、加快了操作的速度。SOP 也是一种很常见的封装形式，始于 70 年代末期。SOP 封装的应用范围很广，而且以后逐渐派生出 SOJ（J 型引脚小外形封装）、TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、SSOP（缩小型 SOP）、TSSOP（薄的缩小型 SOP）及 SOT（小外形晶体管）、SOIC（小外形集成电路）等在集成电路中都起到了举足轻重的作用。像主板的频率发生器就是采用的 SOP 封装。DIP(Dual-In-Line Package):双列直插式封
13、装，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。在 70年代非常流行。这种封装形式的引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP 封装的特点就是适合 PCB 的穿孔安装，易于 PCB 布线，它的应用范围很广，包括标准逻辑 IC 电路、微机电路等等。虽然 DIP 封装已经有些过时，但是现在很多主板的 BIOS 芯片还采取的这种封装形式。ICIC 封装名词解释（一）封装名词解释（一）1、BGA(ball grid array) 球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以 代替
14、引脚，在印刷基板的正面装配 LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚可超过 200，是多引脚 LSI 用的一种封装。 封装本体也可做得比 QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如，引脚中心距为 1.5mm 的 360 引脚 BGA 仅为 31mm 见方；而引脚中心距为 0.5mm 的 304 引脚 QFP 为 40mm 见方。而且 BGA 不 用担心 QFP 那样的引脚变形问题。 该封装是美国 Motorola 公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在美国有可 能在个人计算机中普及。最初，BGA 的引脚(凸点)中心距为 1.5mm，引脚数为 225
15、。现在也有一些LSI 厂家正在开发 500 引脚的 BGA。 BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为， 由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。 美国 Motorola 公司把用模压树脂芊獾姆庾俺莆狾 MPAC，而把灌封方法密封的封装称为 GPAC(见 OMPAC 和 GPAC)。 2、BQFP(quad flat package with bumper) 带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP 封装之一，在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫)以 防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和 ASIC 等电路中
16、采用 此封装。引脚中心距 0.635mm，引脚数从 84 到 196 左右(见 QFP)。 3、碰焊 PGA(butt joint pin grid array) 表面贴装型 PGA 的别称(见表面贴装型 PGA)。 4、C(ceramic) 表示陶瓷封装的记号。例如，CDIP 表示的是陶瓷 DIP。是在实际中经常使用的记号。 5、Cerdip 用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装，用于 ECL RAM，DSP(数字信号处理器)等电路。带有 玻璃窗口的 Cerdip 用于紫外线擦除型 EPROM 以及内部带有 EPROM 的微机电路等。引脚中心 距 2.54mm，引脚数从 8 到 42。在日本，此封装表示为 DIPG(G 即玻璃密封的意思)。 6、Cerquad 表面贴装型封装之一，即用下密封的陶瓷 QFP，用于封装 DSP 等的逻辑 LSI 电路。带有窗 口的 Cerquad 用于封装 EPROM 电路。散热性比塑料 QFP 好，在自然空冷条件下可容许 1.5 2W 的功率。但封装成本比塑料 QFP 高 35 倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5
