微电子封装技术简述

SIN2020

21世纪微电子技术的高速发展，随之带动的是一系列产业的发展。信息、能源、通讯各类新兴产业的发展离不开微电子技术。而微电子封装技术是微电子技术中最关键和核心的技术。




3 h) N2 M, }+ m- q* L+ ]* f微电子封装体和芯片(Chip或die)通过封装工艺(Packaging)组合成一个微电子器件(Device)，通常封装为芯片(或管芯)提供电通路、散热通路、机械支撑、环境防护等，所以微电子封装是微电器件的2个基本组成部分之一，器件的许多可靠性性能都是由封装的性能决定的。
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致力于发展微电子封装技术的人们把目光投在以下4个方面：

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+ Y) f3 D& x3 x1、极低的成本。
2、薄、轻、便捷。
3、极高的性能。
4、各种不同的功能包括各类不同的半导体芯片。 　　

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0 {" h: X- E* L3 W, l微电子封装技术的发展历程　　


微电子封装技术的发展经历了3个阶段：　　
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第一阶段是20世纪70年代中期，由双直列封装技术(DIP)为代表的针脚插入型转变为四边引线扁平封装型(QPF)，与DIP相比，QFP的封装尺寸大大减小，具有操作方便、可靠性高、适用于SMT表面安装技术在PCB上安装布线，由于封装外形尺寸小，寄生参数减小，特别适合高频应用。　
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5 E" G/ s2 s# A1 y( H9 D+ L6 {. ~第二阶段是20世纪90年代中期，以球栅阵列端子BGA型封装为标志，随后又出现了各种封装体积更小的芯片尺寸封装(CSP)。与QPF相比，BGA引线短，散热好、电噪小且其封装面积更小、引脚数量更多、适合大规模生产。　　
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第三阶段是本世纪初，由于多芯片系统封装SIP出现，将封装引入了一个全新的时代。　　

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6 B! n! G. B4 f7 Z9 }BGA\CSP封装球栅阵列封装BGA在GPU、主板芯片组等大规模集成电路封装有广泛应用。它的I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，引线间距大，引线长度短，这样BGA消除了精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题。BGA技术包括很多种类如陶瓷封装BGA(CBGA)、塑料封装BGA(PBGA)以及MicroBGA(μBGA)。


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BGA具有下述优点：　　
1、I/O引线间距大(如1.0mm，1.27mm)，可容纳的I/O数目大，如1.27mm间距的BGA在25mm边长的面积上可容纳350个I/O，而0.5mm间距的QFP在40mm边长的面积上只容纳304个I/O。　
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2、封装可靠性高，不会损坏引脚，焊点缺陷率低，焊点牢固。　　


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9 ?: V  A- |% Y& L! m3、管脚水平面同一性较QFP容易保证，因为焊锡球在溶化以后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面误差，而且其引脚牢固运转方便。　
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4、回流焊时，焊点之间的张力产生良好的自对准效果，允许有50%的贴片精度误差，避免了传统封装引线变形的损失，大大提高了组装成品率。　

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5、有较好的电特性，由于引线短，减小了引脚延迟，并且导线的自感和导线间的互感很低，频率特性好。　　
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6、能与原有的SMT贴装工艺和设备兼容，原有的丝印机、贴片机和回流焊设备都可使用，兼容性好，便于统一标准。　
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7、焊球引出形式同样适用于多芯片组件和系统封装。
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谢谢，学习学习

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BGA\CSP封装球栅阵列封装BGA在GPU、主板芯片组等大规模集成电路封装有广泛应用。它的I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，引线间距大，引线长度短，这样BGA消除了精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题。BGA技术包括很多种类如陶瓷封装BGA(CBGA)、塑料封装BGA(PBGA)以及MicroBGA(μBGA)。

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回流焊时，焊点之间的张力产生良好的自对准效果，允许有50%的贴片精度误差，避免了传统封装引线变形的损失，大大提高了组装成品率。