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芯片封裝技術(shù) - 磁傳感器知識 - 設(shè)計資料
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芯片封裝技術(shù)

發(fā)布日期:2016年08月07日    瀏覽次數(shù):20017

轉(zhuǎn)載自  中國半導(dǎo)體論壇

獲得一顆IC芯片要經(jīng)過從設(shè)計到制造漫長的流程,然而一顆芯片相當(dāng)小且薄,,如果不在外施加保護,,會被輕易的刮傷損壞。此外,,因為芯片的尺寸微小,,如果不用一個較大尺寸的外殼,將不易以人工安置在電路板上,。而這個時候封裝技術(shù)就派上用場了,,本文接下來介紹了28種芯片封裝技術(shù)。

 

1. BGAball grid arraye

也稱CPACglobe top pad array carrier),。球形觸點陳列,,表面貼裝型封裝之一。在印刷基板的背面按陳列方式制作出球形凸點用以代替引腳,,在印刷基板的正面裝配LSI 芯片,,然后用模壓樹脂或灌封方法進行密封。也稱為凸點陳列載體(PAC),。引腳可超過200,,是多引腳LSI用的一種封裝。封裝本體也可做得比QFP(四側(cè)引腳扁平封裝)小,。例如,,引腳中心距為1.5mm360引腳BGA僅為31mm見方;而引腳中心距為0.5mm304 引腳QFP 40mm 見方,。而且BGA不用擔(dān)心QFP 那樣的引腳變形問題,。該封裝是美國Motorola 公司開發(fā)的,,首先在便攜式電話等設(shè)備中被采用,隨后在個人計算機中普及,。最初,,BGA 的引腳(凸點)中心距為1.5mm,引腳數(shù)為225?,F(xiàn)在也有一些LSI 廠家正在開發(fā)500 引腳的BGA,。BGA 的問題是回流焊后的外觀檢查。美國Motorola公司把用模壓樹脂密封的封裝稱為MPAC,,而把灌封方法密封的封裝稱為GPAC,。

 

2.C-(ceramic

C-(ceramic 表示陶瓷封裝的記號。例如,,CDIP 表示的是陶瓷DIP,。是在實際中經(jīng)常使用的記號。


3.COB chip on board

板上芯片封裝,,是裸芯片貼裝技術(shù)之一,,半導(dǎo)體芯片交接貼裝在印刷線路板上,芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn),,并用樹脂覆蓋以確??煽啃浴km然COB 是最簡單的裸芯片貼裝技術(shù),,但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術(shù),。

 

4.DIPdual in-line package

雙列直插式封裝。插裝型封裝之一,,引腳從封裝兩側(cè)引出,,封裝材料有塑料和陶瓷兩種。歐洲半導(dǎo)體廠家多用DIL,。DIP 是最普及的插裝型封裝,,應(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC,存貯器LSI,,微機電路等,。引腳中心距2.54mm,引腳數(shù)從6 64,。封裝寬度通常為15.2mm,。有的把寬度為7.52mm10.16mm 的封裝分別稱為SKDIPskinny dual in-line package SLDIPslim dual in-line package)窄體型DIP。但多數(shù)情況下并不加區(qū)分,,只簡單地統(tǒng)稱為DIP,。另外,用低熔點玻璃密封的陶瓷DIP也稱為Cerdip4.2),。

4.1 DICdual in-line ceramic package:陶瓷封裝的DIP(含玻璃密封)的別稱,。

4.2 Cerdip:用玻璃密封的陶瓷雙列直插式封裝,用于ECL RAM,,DSP(數(shù)字信號處理器)等電路,。帶有玻璃窗口的Cerdip 用于紫外線擦除型EPROM 以及內(nèi)部帶有EPROM 的微機電路等。引腳中心距2.54mm,,引腳數(shù)從8 42,。在日本,此封裝表示為DIPGG即玻璃密封的意思),。

4.3 SDIP shrink dual in-line package):收縮型DIP,。插裝型封裝之一,形狀與DIP 相同,,但引腳中心距(1.778mm)小于DIP2.54mm),。因而得此稱呼。引腳數(shù)從14 90,,有陶瓷和塑料兩種,,又稱SHDIPshrink dual in-line package)、flip-chip,、FPMCM#e#

 

5.flip-chip

倒焊芯片,。裸芯片封裝技術(shù)之一,在LSI 芯片的電極區(qū)制作好金屬凸點,,然后把金屬凸點與印刷基板上的電極區(qū)進行壓焊連接,。封裝的占有面積基本上與芯片尺寸相同。是所有封裝技術(shù)中體積最小,、最薄的一種,。但如果基板的熱膨脹系數(shù)與LSI 芯片不同,就會在接合處產(chǎn)生反應(yīng),,從而影響連接的可靠性,。因此必須用樹脂來加固LSI 芯片,并使用熱膨脹系數(shù)基本相同的基板材料,。

 

6.FPflat package

扁平封裝,。表面貼裝型封裝之一。QFP SOP(見QFP SOP)的別稱,。部分半導(dǎo)體廠家采用此名稱,。

 

7.H-with heat sink

表示帶散熱器的標(biāo)記。例如,,HSOP 表示帶散熱器的SOP,。

 

8.MCMmulti-chip module

多芯片組件。將多塊半導(dǎo)體裸芯片組裝在一塊布線基板上的一種封裝,。根據(jù)基板材料可分為MCML,,MCMC MCMD 三大類,。MCML 是使用通常的玻璃環(huán)氧樹脂多層印刷基板的組件。布線密度不怎么高,,成本較低,;MCMC 是用厚膜技術(shù)形成多層布線,以陶瓷(氧化鋁或玻璃陶瓷)作為基板的組件,,與使用多層陶瓷基板的厚膜混合IC 類似,。兩者無明顯差別。布線密度高于MCML,;MCMD 是用薄膜技術(shù)形成多層布線,,以陶瓷(氧化鋁或氮化鋁)或SiAl作為基板的組件,。 布線密謀在三種組件中是最高的,,但成本也高。


9.P-(plastic

表示塑料封裝的記號,。如PDIP 表示塑料DIP,。

 

10.Piggy back

馱載封裝。指配有插座的陶瓷封裝,,形狀與DIP,、QFPQFN相似,。在開發(fā)帶有微機的設(shè)備時用于評價程序確認操作,。例如,將EPROM 插入插座進行調(diào)試,。這種封裝基本上都是定制品,,市場上不怎么流通。

 

11.QFPquad flat package

四側(cè)引腳扁平封裝,。表面貼裝型封裝之一,,引腳從四個側(cè)面引出呈海鷗翼(L)型?;挠刑沾?、金屬和塑料三種。從數(shù)量上看,,塑料封裝占絕大部分,。當(dāng)沒有特別表示出材料時,多數(shù)情況為塑料QFP,。塑料QFP 是最普及的多引腳LSI 封裝,。不僅用于微處理器,門陳列等數(shù)字邏輯LSI 電路,,而且也用于VTR 信號處理,、音響信號處理等模擬LSI 電路,。引腳中心距有1.0mm0.8mm,、0.65mm,、0.5mm0.4mm,、0.3mm 等多種規(guī)格,。0.65mm 中心距規(guī)格中最多引腳數(shù)為304,。有的LSI 廠家把引腳中心距為0.5mm QFP 專門稱為收縮型QFP SQFP,、VQFP。但有的廠家把引腳中心距為0.65mm 0.4mm QFP 也稱為SQFP,,至使名稱稍有一些混亂,。另外按照JEDEC(美國聯(lián)合電子設(shè)備委員會)標(biāo)準(zhǔn)把引腳中心距為0.65mm、本體厚度為3.8mm2.0mmQFP稱為MQFPmetric quad flat package),。日本電子機械工業(yè)會標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定引腳中心距.55mm,、0.4mm0.3mm 等小于0.65mm QFP稱為QFPFP QFP fine pitch),,小中心距QFP,。又稱FQFPfine pitch quad flat package)。但現(xiàn)在日本電子機械工業(yè)會對QFP的外形規(guī)格進行了重新評價,。在引腳中心距上不加區(qū)別,,而是根據(jù)封裝本體厚度分為QFP2.0mm3.6mm 厚)、LQFP1.4mm 厚)和TQFP1.0mm 厚)三種,。QFP 的缺點是,,當(dāng)引腳中心距小于0.65mm 時,引腳容易彎曲,。為了防止引腳變形,,現(xiàn)已出現(xiàn)了幾種改進的QFP 品種。如封裝的四個角帶有樹指緩沖墊的BQFP(見11.1),;帶樹脂保護環(huán)覆蓋引腳前端的GQFP,;在封裝本體里設(shè)置測試凸點、放在防止引腳變形的專用夾具里就可進行測試的TPQFP,。在邏輯LSI 方面,,不少開發(fā)品和高可靠品都封裝在多層陶瓷QFP 里。引腳中心距最小為0.4mm,、引腳數(shù)最多為348 的產(chǎn)品也已問世,。此外,也有用玻璃密封的陶瓷QFP(見11.9),。

11.1 BQFPquad flat package with bumper:帶緩沖墊的四側(cè)引腳扁平封裝,。QFP 封裝之一,,在封裝本體的四個角設(shè)置突起(緩沖墊)以防止在運送過程中引腳發(fā)生彎曲變形。美國半導(dǎo)體廠家主要在微處理器和ASIC 等電路中采用此封裝,。引腳中心距0.635mm,,引腳數(shù)從84 196左右。

11.2 QICquad in-line ceramic package:陶瓷QFP 的別稱,。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱,。

11.3 QIPquad in-line plastic package:塑料QFP 的別稱。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱,。

11.4 PFPFplastic flat package):塑料扁平封裝,。塑料QFP 的別稱,部分LSI 廠家采用的名稱,。

11.5 QFHquad flat high package):四側(cè)引腳厚體扁平封裝,。塑料QFP 的一種,為了防止封裝本體斷裂,,QFP 本體制作得較厚,。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱。

11.6 CQFPquad fiat package with guard ring):帶保護環(huán)的四側(cè)引腳扁平封裝,。塑料QFP 之一,,引腳用樹脂保護環(huán)掩蔽,以防止彎曲變形,。 在把LSI 組裝在印刷基板上之前,,從保護環(huán)處切斷引腳并使其成為海鷗翼狀(L 形狀)。這種封裝在美國Motorola 公司已批量生產(chǎn),。引腳中心距0.5mm,,引腳數(shù)最多為208 左右。

11.7 MQUADmetal quad:美國Olin 公司開發(fā)的一種QFP 封裝,?;迮c封蓋均采用鋁材,用粘合劑密封,。在自然空冷條件下可容許2.5W2.8W 的功率,。日本新光電氣工業(yè)公司于1993 年獲得特許開始生產(chǎn)。

11.8 LQUAD:陶瓷QFP之一,。封裝基板用氮化鋁,,基導(dǎo)熱率比氧化鋁高78 倍,具有較好的散熱性,。封裝的框架用氧化鋁,,芯片用灌封法密封,從而抑制了成本。是為邏輯LSI 開發(fā)的一種封裝,,在自然空冷條件下可容許W3的功率?,F(xiàn)已開發(fā)出了208 引腳(0.5mm 中心距)和160 引腳(0.65mm 中心距)的LSI 邏輯用封裝,并于1993 10 月開始投入批量生產(chǎn),。

11.9 Cerquad表面貼裝型封裝之一,,即用下密封的陶瓷QFP,用于封裝DSP 等的邏輯LSI 電路,。帶有窗口的Cerquad 用于封裝EPROM 電路,。散熱性比塑料QFP 好,在自然空冷條件下可容許1.52W的功率,。但封裝成本比塑料QFP 35 倍,。引腳中心距有1.27mm0.8mm,、0.65mm,、0.5mm,、0.4mm 等多種規(guī)格,。引腳數(shù)從32 368

 

12.QFG quad flat J-leaded package

四側(cè)J 形引腳扁平封裝,。表面貼裝封裝之一,。引腳從封裝四個側(cè)面引出,向下呈J 字形,。是日本電子機械工業(yè)會規(guī)定的名稱,。引腳中心距1.27mm。材料有塑料和陶瓷兩種,。塑料QFJ 多數(shù)情況稱為PLCCplastic leaded chip carrier),,用于微機、門陳列,、DRAM,、ASSPOTP 等電路,。引腳數(shù)從18 84,。陶瓷QFJ 也稱為CLCCceramic leaded chip carrier)、JLCCJ-leaded chip carrier),。帶窗口的封裝用于紫外線擦除型EPROM 以及帶有EPROM 的微機芯片電路,。引腳數(shù)從32 84

 

13.QFNquad flat non-leaded package

四側(cè)無引腳扁平封裝,,表面貼裝型封裝之一,,是高速和高頻IC 用封裝。現(xiàn)在多稱為LCC,。QFN 是日本電子機械工業(yè)會規(guī)定的名稱,。封裝四側(cè)配置有電極觸點,,由于無引腳,貼裝占有面積比QFP 小,,高度比QFP低,。但是,當(dāng)印刷基板與封裝之間產(chǎn)生應(yīng)力時,,在電極接觸處就不能得到緩解,。因此電極觸點難于做到QFP的引腳那樣多,一般從14 100 左右,。材料有陶瓷和塑料兩種,。當(dāng)有LCC 標(biāo)記時基本上都是陶瓷QFN。電極觸點中心距1.27mm,。塑料QFN 是以玻璃環(huán)氧樹脂印刷基板基材的一種低成本封裝,。電極觸點中心距除1.27mm 外,還有0.65mm 0.5mm 兩種,。這種封裝也稱為塑料LCC,、PCLCPLCC 等,。

13.1 PCLPprinted circuit board leadless package):印刷電路板無引線封裝,。日本富士通公司對塑料QFN(塑料LCC)采用的名稱。引腳中心距有0.55mm 0.4mm 兩種規(guī)格,,目前正處于開發(fā)階段,。

13.2 PLCCplastic teadless chip carrier)(plastic leaded chip currier:有時候是塑料QFJ 的別稱,有時候是QFN(塑料LCC)的別稱(見QFJ QFN),。部分LSI 廠家用PLCC 表示帶引線封裝,,用PLCC 表示無引線封裝,以示區(qū)別,。

 

14.QFIquad flat I-leaded packgage

四側(cè)I 形引腳扁平封裝,。表面貼裝型封裝之一。引腳從封裝四個側(cè)面引出,,向下呈I 字,。也稱為MSPmini square package)。貼裝與印刷基板進行碰焊連接,。由于引腳無突出部分,,貼裝占有面積小于QFP。日立制作所為視頻模擬IC 開發(fā)并使用了這種封裝,。此外,,日本的Motorola 公司的PLL IC也采用了此種封裝。引腳中心距1.27mm,引腳數(shù)從18 68,。

 

15.TCPTape Carrier Package

薄膜封裝TCP技術(shù),,主要用于Intel Mobile Pentium MMX上。采用TCP封裝技術(shù)的CPU的發(fā)熱量相對于當(dāng)時的普通PGA針腳陣列型CPU要小得多,,運用在筆記本電腦上可以減小附加散熱裝置的體積,,提高主機的空間利用率,因此多見于一些超輕薄筆記本電腦中,。但由于TCP封裝是將CPU直接焊接在主板上,,因此普通用戶是無法更換的。

15.1 DTCPdual tape carrier package:雙側(cè)引腳帶載封裝,。TCP(帶載封裝)之一,。引腳制作在絕緣帶上并從封裝兩側(cè)引出。由于利用的是TAB(自動帶載焊接)技術(shù),,封裝外形非常薄,。常用于液晶顯示驅(qū)動LSI,但多數(shù)為定制品,。另外,,0.5mm 厚的存儲器LSI 簿形封裝正處于開發(fā)階段。在日本,,按照EIAJ(日本電子機械工業(yè))會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,,將DTCP 命名為DTP,。

15.2 QTCPquad tape carrier package:四側(cè)引腳帶載封裝,。TCP 封裝之一,在絕緣帶上形成引腳并從封裝四個側(cè)面引出,。是利用TAB技術(shù)的薄型封裝,。在日本被稱為QTPquad tape carrier package)。

15.3 Tape Automated Bonding TAB)卷帶自動結(jié)合技術(shù):Tape Automated Bonding TAB)卷帶自動結(jié)合是一種將多接腳大規(guī)模集成電路器(IC)的芯片(Chip),,不再先進行傳統(tǒng)封裝成為完整的個體,,而改用TAB載體,直接將未封芯片黏裝在板面上,。即采聚亞醯胺Polyimide)之軟質(zhì)卷帶,,及所附銅箔蝕成的內(nèi)外引腳當(dāng)成載體,讓大型芯片先結(jié)合在內(nèi)引腳上,。經(jīng)自動測試后再以外引腳對電路板面進行結(jié)合而完成組裝,。這種將封裝及組裝合而為一的新式構(gòu)裝法,即稱為TAB法,。

 

16.PGApin grid array

陳列引腳封裝,。插裝型封裝之一,其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都采用多層陶瓷基板,。在未專門表示出材料名稱的情況下,,多數(shù)為陶瓷PGA,用于高速大規(guī)模邏輯LSI 電路,。成本較高,。引腳中心距通常為2.54mm,引腳長約3.4mm,,引腳數(shù)從64 447 左右,。為降低成本,封裝基材可用玻璃環(huán)氧樹脂印刷基板代替,。也有64256 引腳的塑料PGA,。另外,還有一種引腳中心距為1.27mm,, 引腳長度1.5mm~2.0mm的短引腳表面貼裝型PGA(碰焊PGA),, 比插裝型PGA 小一半,所以封裝本體可制作得不怎么大,,而引腳數(shù)比插裝型多(250528),。

 

17.LGAland grid array

觸點陳列封裝。即在底面制作有陣列狀態(tài)坦電極觸點的封裝,。裝配時插入插座即可?,F(xiàn)已實用的有227 觸點(1.27mm 中心距)和447 觸點(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA,應(yīng)用于高速邏輯LSI 電路,。LGA QFP 相比,,能夠以比較小的封裝容納更多的輸入輸出引腳。另外,,由于引線的阻抗小,,對于高速LSI 是很適用的。

 

18.芯片上引線封裝

LSI 封裝技術(shù)之一,,引線框架的前端處于芯片上方的一種結(jié)構(gòu),,芯片的中心附近制作有凸焊點,用引線縫合進行電氣連接,。與原來把引線框架布置在芯片側(cè)面附近的結(jié)構(gòu)相比,,在相同大小的封裝中容納的芯片達1mm 左右寬度。

 

19.QUIPquad in-line package

四列引腳直插式封裝,,又稱QUILquad in-line),。引腳從封裝兩個側(cè)面引出,每隔一根交錯向下彎曲成四列,。引腳中心距1.27mm,,當(dāng)插入印刷基板時,,插入中心距就變成2.5mm。因此可用于標(biāo)準(zhǔn)印刷線路板,。是比標(biāo)準(zhǔn)DIP 更小的一種封裝,。日本電氣公司在臺式計算機和家電產(chǎn)品等的微機芯片中采用了些種封裝。材料有陶瓷和塑料兩種,。引腳數(shù)64,。

 

20.SOPsmall Out-Line package

小外形封裝。表面貼裝型封裝之一,,引腳從封裝兩側(cè)引出呈海鷗翼狀(L 字形),。材料有塑料和陶瓷兩種。另外也叫SOLSmall Out-Line L-leaded package),、DFPdual flat package),、SOICsmallout-line integrated circuit)、DSOdual small out-lint)國外有許多半導(dǎo)體廠家采用此名稱,。SOP 除了用于存儲器LSI 外,,也廣泛用于規(guī)模不太大的ASSP 等電路。在輸入輸出端子不超過1040 的領(lǐng)域,,SOP 是普及最廣的表面貼裝封裝,。引腳中心距1.27mm,引腳數(shù)從844,。隨著SOP的發(fā)展逐漸派生出了:引腳中心距小于1.27mm SSOP(縮小型SOP),;裝配高度不到1.27mm TSOP(薄小外形封裝);VSOP(甚小外形封裝),;TSSOP(薄的縮小型SOP),;SOT(小外形晶體管);帶有散熱片的SOP稱為HSOP,;部分半導(dǎo)體廠家把無散熱片的SOP 稱為SONFSmall Out-Line Non-Fin),;部分廠家把寬體SOP稱為SOW SmallOutlinePackageWide-Jype

 

21.MFPmini flat package

小形扁平封裝。塑料SOP SSOP 的別稱,。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱。

 

22.SIMMsingle in-line memory module

單列存貯器組件,。只在印刷基板的一個側(cè)面附近配有電極的存貯器組件,。通常指插入插座的組件。標(biāo)準(zhǔn)SIMM 有中心距為2.54mm 30 電極和中心距為1.27mm 72 電極兩種規(guī)格,。在印刷基板的單面或雙面裝有用SOJ 封裝的1 兆位及4 兆位DRAM SIMM 已經(jīng)在個人計算機,、工作站等設(shè)備中獲得廣泛應(yīng)用。至少有3040%的DRAM 都裝配在SIMM 里,。

 

23.DIMMDual Inline Memory Module

雙列直插內(nèi)存模塊,,與SIMM相當(dāng)類似,,不同的只是DIMM的金手指兩端不像SIMM那樣是互通的,它們各自獨立傳輸信號,,因此可以滿足更多數(shù)據(jù)信號的傳送需要,。同樣采用DIMMSDRAM 的接口與DDR內(nèi)存的接口也略有不同,,SDRAM DIMM168Pin DIMM結(jié)構(gòu),,金手指每面為84Pin,金手指上有兩個卡口,,用來避免插入插槽時,,錯誤將內(nèi)存反向插入而導(dǎo)致燒毀;DDR DIMM則采用184Pin DIMM結(jié)構(gòu),,金手指每面有92Pin,,金手指上只有一個卡口??跀?shù)量的不同,,是二者最為明顯的區(qū)別。DDR2 DIMM240pin DIMM結(jié)構(gòu),,金手指每面有120Pin,,與DDR DIMM一樣金手指上也只有一個卡口,但是卡口的位置與DDR DIMM稍微有一些不同,,因此DDR內(nèi)存是插不進DDR2 DIMM的,,同理DDR2內(nèi)存也是插不進DDR DIMM的,因此在一些同時具有DDR DIMMDDR2 DIMM的主板上,,不會出現(xiàn)將內(nèi)存插錯插槽的問題,。

 

24.SIPsingle in-line package

單列直插式封裝。歐洲半導(dǎo)體廠家多采用SIL single in-line)這個名稱,。引腳從封裝一個側(cè)面引出,,排列成一條直線。當(dāng)裝配到印刷基板上時封裝呈側(cè)立狀,。引腳中心距通常為2.54mm,,引腳數(shù)從2 23,多數(shù)為定制產(chǎn)品,。封裝的形狀各異,。也有的把形狀與ZIP 相同的封裝稱為SIP

 

25.SMDsurface mount devices

表面貼裝器件,。偶而,,有的半導(dǎo)體廠家把SOP 歸為SMD

 

26.SOIsmall out-line I-leaded package

I 形引腳小外型封裝,。表面貼裝型封裝之一,。引腳從封裝雙側(cè)引出向下呈I 字形,,中心距1.27mm。貼裝占有面積小于SOP,。日立公司在模擬IC(電機驅(qū)動用IC)中采用了此封裝,。引腳數(shù)26

 

27.SOJSmall Out-Line J-Leaded Package

J 形引腳小外型封裝,。表面貼裝型封裝之一,。引腳從封裝兩側(cè)引出向下呈J 字形,故此得名,。 通常為塑料制品,,多數(shù)用于DRAM SRAM 等存儲器LSI 電路,但絕大部分是DRAM,。用SOJ封裝的DRAM 器件很多都裝配在SIMM 上,。引腳中心距1.27mm,引腳數(shù)從20 40(見SIMM),。

 

28. TO package

TO型封裝,,它的底盤是一塊圓型金屬板,然后放上一片小玻璃并予加熱,,使玻璃熔化后把引線固定在孔眼,,此孔眼和引線的組合稱為頭座,于是先在頭座上面鍍金,,則因集成電路切片的底面也是鍍金,,所以可藉金,鍺焊臘予以焊接,;焊接時,,先將頭座預(yù)熱,使置于其中的焊臘完全熔化,,再將電路切片置于焊臘上,,經(jīng)冷卻后兩者就形成很好的接合。