9微電子封裝技術(shù)（第1講）

微電子封裝技術(shù)第一講：1.芯片為什么要封裝2.常見的封裝類型集成電路產(chǎn)業(yè)構(gòu)成設(shè)計(jì)制造封裝測(cè)試防輻照封裝作用防電磁干擾防潮防磨損和污染散熱分配電信號(hào)為什么要封裝電阻常用電阻的封裝SMT電阻的包裝形式散裝（bulk）：采用塑料盒包裝，每盒一萬片。編帶（tapeandreel）：編帶包裝又分為紙編帶和塑料編帶兩種。編帶的包裝規(guī)格見下圖。每盤5000只。編帶是最常見的包裝形式，特別適合貼片機(jī)裝載。電容

常見電容的封裝SMT電容1CHIP電容結(jié)構(gòu)：片式電容通體一色，為土黃色。兩端是金屬可焊端。外形尺寸：0805、1206、1210、1812、1825等幾種，其中1206最常用。片式電容無極性。參數(shù)識(shí)別：DDMT

單位：PF

一般容量和誤差標(biāo)記在外包裝上

如：101J=10×101PF±5%

SMT電容2鉭電容單位體積容量大。有極性的電容器,有斜坡的一端是正極。電容值標(biāo)在電容體上。通常采用代碼標(biāo)記。

如：鉭電容336K/16V=33μf/16V電感1常見電感器的封裝SMT電感形狀類似SMD鉭電容。電感值以代碼標(biāo)注的形式印在元件上或標(biāo)簽上。讀數(shù)規(guī)律：DDM±T

單位：μH

如：303K=30mH±10%

高頻電感很小。無極性之分，無電壓標(biāo)定。二極管1常用二極管的封裝SMD二極管MELF金屬端接頭封裝負(fù)極標(biāo)志，即靠近色環(huán)端是元件的負(fù)極。SOT小外形封裝

SOT23、SOT89這兩種外形，23，89代表元件的尺寸。這種外形的二極管很容易與三極管混淆，必須查閱元件標(biāo)簽。三極管1常用三極管的封裝PTH集成電路的封裝形式PTH（pinthroughhole）DIP封裝（dualin-linepackage）SIP封裝（singlein-linepackage）PGA封裝（pingridarray）陣列引腳封裝。IC芯片引線架導(dǎo)線絲鋁膜外引線封裝樹脂塑料基板塑料封裝DIP工藝導(dǎo)電粘膠超聲鍵合可在較低的溫度下使金屬絲發(fā)生塑性變形，完成固相結(jié)合。引線鍵合成本較低SOIC（smalloutlineIntegratedcircuit）

小外型集成電路，也稱SOP。由DIP封裝演變而來，兩邊有引腳。有兩種不同的引腳形式：SOL和SOJ。SOL

兩邊“鷗翼”形引腳，特點(diǎn)是焊接容易，工藝檢測(cè)方便，但占用面積較大。SOJ

兩邊“J”形引腳，特點(diǎn)是節(jié)省PCB面積，目前集成電路采用SOJ的較多。QFP（PlasticQuadFlatPockage）方型扁平式封裝技術(shù)，四邊引腳的小外形，引腳“鷗翼”形。引線多，接觸面積大，焊接強(qiáng)度較高。運(yùn)輸、貯存和安裝中引線易折彎和損壞，影響器件的共面焊接。QFP封裝尺寸為40mm×40mm，端子間距為0.4mm,端子數(shù)376QFP是目前表面貼裝技術(shù)的主要代表

周邊端子型封裝QFP的最大問題是引腳端子的變形，難保證與印刷電路板的正常焊接，需要熟練的操作者，日本半導(dǎo)體用戶掌握著高超的技能，處理微細(xì)引腳的多端子QFP得心應(yīng)手PLCC（Plasitcleadedchipcarrier）

塑封有引線芯片載體四邊有引腳，引線呈“J”形，具有一定的彈性，可緩解安裝和焊接的應(yīng)力，防止焊點(diǎn)斷裂。這種封裝焊在PCB上，檢測(cè)焊點(diǎn)較困難。BGA（ballgridarray）球柵陣列引腳成球形陣列分布在底面，因此引腳數(shù)量較多且間距較大。通常BGA的安裝高度低，引腳的共面性好，組裝密度更高焊后檢查和維修比較困難，必須使用X射線檢測(cè)，才能確保焊接的可靠性。易吸潮，使用前應(yīng)經(jīng)過烘干處理。焊球的尺寸為0.75-0.89左右，焊球間距有40mil、50mil、60mil幾種。目前的引腳數(shù)目在169-313之間。微電子封裝技術(shù)的三次重大變革直插式表面貼裝式芯片尺寸封裝DIPSMT（SO-QFP-BGA）CSP封裝技術(shù)的第一次重大變革表面貼裝技術(shù)插裝技術(shù)20世紀(jì)70年代中期SMT技術(shù)簡介這種小型化的元器件稱為：片式器件（SMC、SMD或機(jī)電元件）。將元件裝配到印刷或其它基板上的工藝方法稱為SMT工藝。相關(guān)的組裝設(shè)備則稱為SMT設(shè)備。

目前，先進(jìn)的電子產(chǎn)品，特別是在計(jì)算機(jī)及通訊類電子產(chǎn)品，已普遍采用SMT技術(shù)。國際上SMD器件產(chǎn)量逐年上升，而傳統(tǒng)器件產(chǎn)量逐年下降，因此隨著進(jìn)間的推移，SMT技術(shù)將越來越普及。SMT有何特點(diǎn)

組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%~60%，重量減輕60%~80%。

可靠性高、抗振能力強(qiáng)。 焊點(diǎn)缺陷率低。

高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。

易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。降低成本達(dá)30%~50%。節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時(shí)間等。穿孔集成電路（DIP）與表面安裝集成電路（PLCC）體積比較

穿孔DIP集成電路、表面安裝集成電路引腳數(shù)目與重量(g)比較圖

封裝技術(shù)的第二次重大變革QFP貼裝技術(shù)20世紀(jì)90年代初中期BGA貼裝技術(shù)4、BGABallGridArray球狀柵陣電極封裝背面焊料微球凸點(diǎn)IC芯片引線架導(dǎo)線絲內(nèi)引線封裝樹脂焊料微球凸點(diǎn)BGA基板焊料微球凸點(diǎn)B、球狀電極的不會(huì)變形印制板C、熔融焊料的表面張力作用，具有自對(duì)準(zhǔn)效果，實(shí)裝可靠性高，返修率幾乎為零A、與QFP相比，可進(jìn)一步小型化、多端子化，400端子以上不太困難。D、實(shí)裝操作簡單，對(duì)操作人員的要求不高BGA是目前高密度表面貼裝技術(shù)的主要代表

日本廠家把主要精力投向QFP端子間距精細(xì)化方面，但是未能實(shí)現(xiàn)0.3mm間距的多端子QFP，因?yàn)槿毡緩S家認(rèn)為BGA實(shí)裝后，對(duì)中央部分的焊接部位不能觀察。

美國公司的實(shí)際應(yīng)用證明，BGA即使不檢測(cè)焊點(diǎn)的質(zhì)量，也比經(jīng)過檢測(cè)的QFP合格率高兩個(gè)數(shù)量級(jí)

美國康柏公司1991年率先在微機(jī)中的ASIC采用了255針腳的PBGA，從而超過IBM公司，確保了世界第一的微機(jī)市場占有份額。封裝技術(shù)的第三次重大變革CSP芯片尺寸封裝技術(shù)BGA貼裝技術(shù)20世紀(jì)90年代中期20世紀(jì)90年代，日本開發(fā)了一種接近于芯片尺寸的超小型封裝，這種封裝被稱為chipsizepackage，將美國風(fēng)行一時(shí)的BGA推向CSP,將成為高密度電子封裝技術(shù)的主流趨勢(shì)尺寸芯片封裝CSPchipsizepackage裸芯片封裝尺寸芯片封裝概念雙列直插式封裝（DIP）的裸芯片面積與封裝面積之比為1:80,表面貼裝技術(shù)SMT中的QFP為1:7，CSP小于1:1.2CSP尺寸芯片封裝原理主要考慮用盡可能少的封裝材料解決電極保護(hù)問題尺寸芯片封裝CSP分類1、平面柵陣端子型CSP裸芯片焊料微球凸點(diǎn)2、周邊端子型CSPIC芯片引線架導(dǎo)線絲內(nèi)引線封裝樹脂焊料微球凸點(diǎn)IC芯片CSPBGA基板CSP芯片尺寸封裝工藝1、導(dǎo)電絲焊接組裝技術(shù)2、倒扣組裝技術(shù)1、導(dǎo)電絲焊接組裝技術(shù)芯片芯片芯片印制板粘膠超聲熱壓焊引線金屬布線鋁膜模塑樹脂2、倒扣組裝技術(shù)

在裸芯片上的電極上形成焊料凸點(diǎn)，通過釬焊將芯片以電極面朝下的倒?fàn)罘绞綄?shí)裝在多層布線板上，由于不需要從芯片向四周引出I/O端子，可布置更多的端子，互聯(lián)線的長度大大縮短，減小了RC延遲，可靠性提高芯片芯片F(xiàn)lipship回流焊芯片樹脂下填充4、CSP發(fā)展新趨勢(shì)MCM組裝三維封裝1、MCM組裝Multichipmodule芯片封裝體芯片封