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集成电路封装技术类型介绍
集成电路的封装技术类型丰富多样,以下为您详细介绍几种常见的类型:
· DIP双列直插式封装
o 这是一种较为传统且常见的封装形式,采用双列直插的方式。绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装,其引脚数一般不超过100个。
o 封装材料有塑料和陶瓷两种。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,使用时,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。
· QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装
o 这种封装形式的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路采用。引脚数通常在100个以上,需要采用SMD表面安装设备技术将芯片与主板焊接。
o PFP方式封装的芯片与QFP基本相同,区别在于QFP一般为正方形,而PFP可以是正方形或长方形。
· PGA插针网格阵列封装
o 芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少,可以围成2-5圈。
o 安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为方便安装和拆卸,出现了零插拔力的ZIF插座。
· BGA球栅阵列封装
o 随着集成电路技术发展,高脚数芯片多采用BGA封装技术。BGA封装技术又可详分为PBGA、CBGA、FCBGA、TBGA、CDPBGA等类型。
o 例如Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV处理器采用PBGA封装形式,Pentium I、II、Pentium Pro处理器采用过CBGA封装形式。
· CSP芯片尺寸封装
o 封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒大不超过1.4倍。
o CSP封装又可分为传统导线架形式、硬质内插板型、软质内插板型、晶圆尺寸封装四类。
· MCM多芯片模块
o 为解决单一芯片集成度低和功能不完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成电子模块系统。
常见集成电路封装技术特点
不同的集成电路封装技术具有各自独特的特点:
· DIP双列直插式封装特点
o 适合在PCB上穿孔焊接,操作方便。
o 芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。
o 例如Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存和早期的内存芯片也是这种封装形式。
· QFP/PFP塑料扁平式封装特点
o 适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。
o 适合高频使用。
o 操作方便,可靠性高。
o 芯片面积与封装面积之间的比值较小。
· PGA插针网格阵列封装特点
o 插拔操作更方便,可靠性高。
o 可适应更高的频率。
· BGA球栅阵列封装特点
o I/O引脚数增多,引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。
o 虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。
o 信号传输延迟小,适应频率大大提高。
o 组装可用共面焊接,可靠性大大提高。
o BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段,市场需求增长迅速。
· CSP芯片尺寸封装特点
o 满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。
o 芯片面积与封装面积之间的比值很小。
o 极大地缩短延迟时间。
o CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品,未来将大量应用在新兴产品中。
· MCM多芯片模块特点
o 封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。
o 缩小整机/模块的封装尺寸和重量。
o 系统可靠性大大提高。
不同集成电路封装技术对比
以下是对一些常见集成电路封装技术的优缺点对比分析:
· BGA封装
o 优点:引脚数多,引脚间距大,提高了成品率;改善了电热性能,信号传输延迟小,适应频率高,组装可靠性高。
o 缺点:回流焊后的外观检查方法尚不明确,可能只能通过功能检查处理;封装成本相对较高。
· BQFP封装
o 优点:在封装本体的四个角设置突起,防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。
o 缺点:成本相对较高。
· Cerquad封装
o 优点:散热性比塑料QFP好,在自然空冷条件下可容许较高的功率。
o 缺点:封装成本比塑料QFP高。
最新集成电路封装技术发展
在以人工智能、高性能计算为代表的新需求驱动下,先进封装应运而生,发展趋势是小型化、高集成度,历经直插型封装、表面贴装、面积阵列封装、2.5D/3D封装和异构集成四个发展阶段。典型封装技术包括倒片封装、EMIB嵌入式多芯片互连桥等。 先进封装技术的发展主要朝上游晶圆制程和下游模组两个方向。向上游晶圆制程领域发展的技术即晶圆级封装,特点是可以在更小的封装面积下容纳更多的引脚。向下游模组领域拓展的即发展系统级封装技术,将多种功能芯片和元器件集成为一颗芯片,压缩模块体积、缩短电气连接距离,提升芯片系统整体功能性和灵活性。 受物理极限和成本制约,摩尔定律逐步失效,封装在半导体技术中的重要性逐步提高。先进封装能够在不要求提升芯片制程的情况下,实现芯片的高密度集成、体积的微型化,并降低成本,符合高端芯片的发展趋势。
集成电路封装技术应用案例
以下为您介绍一些集成电路封装技术的应用案例:
· 2.5D封装常用于高端ASIC、FPGA、GPU和内存立方体。例如2008年,赛灵思将其大型FPGA划分为四个良率更高的较小芯片,并将这些芯片连接到硅中介层,开创了2.5D封装的应用。
· 3D封装常用于生产DRAM芯片,如半导体行业一直使用HBM技术生产3D IC封装的DRAM芯片。
· 扇出封装技术在2016年被苹果借助台积电的封装技术,应用于iPhone 7的一个封装中。
· 高带宽内存HBM主要以2.5D封装的形式实现,用于高端服务器和网络芯片。
· 半导体封装清洗剂W3210介绍
· 半导体封装清洗剂W3210是合明自主开发的PH中性配方的电子产品焊后残留水基清洗剂。适用于清洗PCBA等不同类型的电子组装件上的焊剂、锡膏残留,包括 SIP、WLP等封装形式的半导体器件焊剂残留。由于其 PH 中性,对敏感金属和聚合物材料有绝佳的材料兼容性。
· 半导体封装清洗剂W3210的产品特点:
· 1、PH 值呈中性,对铝、铜、镍、塑料、标签等敏感材料上显示出绝佳的材料兼容性。
· 2、用去离子水按一定比例稀释后不易起泡,可适用于喷淋、超声工艺。
· 3、不含卤素,材料环保;气味清淡,使用液无闪点,使用安全,不需要额外的防爆措施。
· 4、由于 PH 中性,减轻污水处理难度。
· 半导体封装清洗剂W3210的适用工艺:
· W3210水基清洗剂适用于在线式或批量式喷淋清洗工艺,也可应用于超声清洗工艺。
· 半导体封装清洗剂W3210产品应用:
· W3210可以应用于不同类型的焊剂残留的水基清洗剂。产品为浓缩液,清洗时可根据残留物的清洗难易程度,用去离子水稀释后再进行使用,安全环保使用方便,是电子精密清洗高端应用的理想之选。
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