集成电路的封装发展历程.pptx

集成電路的封裝發展集成電路的封裝發展歷程歷程11目錄DIRECTORY01概述概述02發展現狀發展現狀03封裝演化封裝演化04封裝問題封裝問題Click On Add Related Title Words点击添加相关标题文字01 01 概述概述 電子元器件引線IC（模擬電路、數字電路、射頻電路等）集成電路板積體電路封裝在電子學金字塔中的位置既是金字塔的尖頂也是金字塔的基座。13封裝僅僅是盒子嗎？（1）保護晶片，使其免受物理損傷;（2）重新分佈I/O，獲得更易於在裝配中處理的引腳節距。（4）用於多個IC的互連。可以使用引線鍵合技術等標準的互連技術來直接進行互連。或者也可用封裝提供的互連通路，如混合封裝技術、多晶片組件(MCM)、系統級封裝(SiP)以及更廣泛的系統體積小型化和互連(VSMI)概念所包含的其他方法來間接地進行互連。（5）限制晶片與外界的接觸、滿足壓差的要求以及滿足化學和大氣環境的要求。14航天工業化工工業宇航工業宇宙航空工業通訊工業1502 02 發展現狀發展現狀IC設計同比增設計同比增速速規模規模IC製造同比製造同比增速增速规模模IC封裝設計同封裝設計同比增速比增速规模模201034.8%363.85亿元31.1%447.12亿元26.3629.18亿元從2010年的同比增速可以看出封裝測試行業的增速相對較緩，同比增幅為26.3.雖說增幅在2010年的時候是相應有所下降，但629.18億的規模所占的比重還是相當大的。IC封裝與IC的設計、製造是密不可分的關係，其發展關係也是唇齒相依的。集成電路集成電路產量量同比增同比增长集成電路集成電路產品進口金品進口金額額同比增同比增长集成電路集成電路产品出口金品出口金额同比增同比增长2012823.1亿美元14.4%1920.6亿美元12.8%534.3亿美元64.1%IC設計銷售設計銷售IC製造業銷售製造業銷售IC封装封装测试业銷售銷售201228.8%23.2%48.0%1-1 IC三產業同比增速對比1-2 集成電路產量1-3 IC三產業銷售額1603 封裝演化封裝演化按照和PCB板連接方式分為PTH(Plating Through Hole)封裝和SMT(Surface Mount Technology)封裝通孔插裝式封裝與表碾安裝式封裝往往是混合使用的。按照封裝材料分為金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝按照封裝形式劃分有機樹脂和蠟的混合體橡膠玻璃-金屬陶瓷-金屬低熔玻璃-陶瓷塑料模型可靠性差耐熱、耐油及電性不理想大量生产降低成本金屬外殼加引線扁平式封裝片式載體封裝四面引線扁平封裝針柵陣列封裝載帶自動焊接封裝功率型封裝混合集成電路封裝恆溫封裝抗輻照封裝光電封裝引腳限制不利於測試和封裝雙列式封裝不易焊接軍事技術發展整機小型化特定環境與要求171、DIP(dual in-line package)雙列直插式封裝。插裝型封裝之一，引腳從封裝兩側引出，封裝材料有塑膠和陶瓷兩種。2、SOP（Standard Operation Procedure）小外型封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個側面引出,字母L狀.引腳節距為1.27mm。3、QFP(Quad flat package)四方扁平封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個側面引出,呈L字形,引腳節距為1.0mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm,0.4mm,0.3mm,引腳可達300腳以上。4、FQFP(fine pitch quad flat package)小引腳中心距QFP。通常指引腳中心距小於0.65mm 的QFP。185、BGA(ball grid array)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製作出球形凸點用 以 代替引腳，在印刷基板的正面裝配LSI 晶片，然後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(四側引腳扁平封裝)小。6、CSP（Chip-Scale Package）晶片級封裝.一種超小型表面貼裝型封裝,其引腳也是球形端子,節距為0.8mm,0.65mm,0.5mm等。7、COB(Chip On Board)通過bonding 將IC裸片固定於印刷線路板上。也就是是將晶片直接粘在PCB上用引線鍵合達到晶片與PCB的電氣聯結然後用黑膠包封。COB的關鍵技術在於Wire Bonding(俗稱打線)及Molding(封膠成型)，是指對裸露的機體電路晶片(IC Chip)，進行封裝，形成電子元件的制程，其中IC藉由焊線(Wire Bonding)、覆晶接合(Flip Chip)、或卷帶接合(Tape Automatic Bonding;簡稱(TAB)等技術，將其I/O經封裝體的線路延伸出來。19DIPFDIPSOPTSOPQFPTQFPBGACSP引腳增多SmallerMore pins11004 封裝發展面臨的幾個問題封裝發展面臨的幾個問題 隨著表面安裝技術（SMT）的出現，各種電子元件也在向輕、薄、短、小方面發展。目前高速器件的發展正以驚人的速度上升。IC的集成度也在與日劇增，所以封裝它們的管殼材料以及設計。製造方法要考慮以下幾個問題：1、熱考慮 以前封裝的熱考慮就十分重要，現在，隨著封裝密度的提高和體積的縮小，散熱問題更為突出。當功率加大時，器件的溫度也就隨之提高。溫度每增10，器件的壽命就要縮短一半，而門的開關延遲約增加2%。有些小型產品，如袖珍計算機，它沒有安裝強製冷的空間，所以在選擇高熱導率的絕緣材料做襯底，如BeO、ALN和金剛石等。2、介電常數的考慮 在高密度封裝中尤其在多層互連結構中，襯底和介質材料中的介電常數主要影響到電路的分佈電容特性阻抗和信號延遲時間，襯底材料的介電常數與信號傳輸時間成正比，所以，在高速應用中，儘量選用低階電常數的材料，如ANI，聚醯亞胺，玻璃瓷等。解決信號延遲的方法除降低介質材料的介電常數外，在工藝結構方面應考慮是互聯長度儘量短。目前最常用的工藝是帶線自動鍵合（TAB），最好是採用倒裝TAB。1113、與Si相匹配的熱膨脹係數（CTE）隨著IC晶片的日益加大，晶片和封裝間的熱膨脹係數的不匹配問題就必須加以考慮。這種材料的不匹配問題，在低功車事度下，問題不大，但在高功率密度和大晶片尺寸下，必須慎重考慮，否則，會使晶片炸裂。總結：SMT封裝測試實驗也與封裝的這些問題息息相關，在進行失效分析時，有些問題可能是在設計時理論上是可行的，但在封裝之後出現了問題那麼就要考慮是否是那些封裝上的技術可能對其有干擾甚至是影響。現在的封裝趨勢是越來越小，甚至一個封裝套一個封裝，那麼之間的干擾也就越多，可能出現的問題也就越多。112113