集成电路封装

电子制造中,集成电路封装是半导体器件制造的最后阶段,其中半导体材料块被封装在支撑外壳中,以防止物理损坏和腐蚀。这种称为“封装”的外壳支撑着将设备连接到电路板的电触点。

在集成电路工业中,该过程通常被称为封装。其他名称包括半导体器件组装、组装、封装或密封。

封装阶段之后是集成电路的测试。

集成电路封装的历史

早期的集成电路封装在陶瓷扁平封装中,由于其可靠性和小尺寸,军方多年来一直使用这种封装。1970年代使用的另一种封装类型称为ICP(集成电路封装),是一种陶瓷封装(有时称为晶体管封装),引线在一侧,与封装轴同轴。

商业电路封装迅速转向双列直插式封装(DIP),首先采用陶瓷,后来采用塑料。在1980年代,VLSI引脚数超过了DIP封装的实际限制,导致出现了引脚网格阵列(PGA)和无铅芯片载体(LCC)封装。表面贴装封装出现在1980年代初期,并在1980年代后期流行,使用更细的引线间距,引线形成为鸥翼或J型引线,例如小外形集成电路——一种占据面积比等效DIP小30–50%,典型厚度小70%。

早期苏联制造的集成电路。半导体材料的微小块(“管芯”)被封闭在圆形金属外壳(“封装”)内。

下一个重大创新是面阵封装,它将互连端子放置在整个封装表面区域,与以前仅使用外周的封装类型相比,提供了更多的连接。xxx个面阵封装是陶瓷针栅阵列封装。不久之后,另一种面阵封装的塑料球栅阵列(BGA)成为最常用的封装技术之一。

在1990年代后期,塑料四方扁平封装(PQFP)和薄型小外形封装(TSOP)取代了PGA封装,成为高引脚数器件最常见的封装,尽管PGA封装仍然经常用于微处理器。然而,行业领导者Intel和AMD在2000年代从PGA封装过渡到焊盘网格阵列(LGA)封装。

球栅阵列(BGA)封装自1970年代就已存在,但在1990年代演变为倒装芯片球栅阵列(FCBGA)封装。FCBGA封装允许比任何现有封装类型多得多的引脚数。在FCBGA封装中,管芯倒置(翻转)安装并通过类似于印刷电路板的基板而不是通过导线连接到封装焊球。FCBGA封装允许一系列输入-输出信号(称为区域I/O)分布在整个芯片上,而不是局限于芯片xxx。

集成电路封装

与片上信号相比,从管芯出来、通过封装并进入印刷电路板的走线具有非常不同的电气特性。它们需要特殊的设计技术,并且比限制在芯片本身的信号需要更多的电力。

最近的发展包括在称为SiP的单个封装中堆叠多个管芯,用于系统级封装或三维集成电路。在一个小基板(通常是陶瓷)上组合多个芯片称为MCM,或多芯片模块。大MCM和小印刷电路板之间的界限有时很模糊。

常见的包类型

  • 通孔技术
  • 表面贴装技术
  • 芯片载体
  • 针栅阵列
  • 扁平包装
  • 小外形集成电路
  • 芯片级封装
  • 球栅阵列
  • 晶体管、二极管、小引脚数IC封装
  • 多芯片封装
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