封装高手

1现在的世界就是一颗一颗芯片芯片需要封装所以世界正在被一颗一颗的封装请随我走入封装世界成为封装高手Puman2封装在IC制造产业链中之位置WaferManufacturing长晶切片倒角抛光FrontEnd氧化扩散硅片检测光刻沉积刻蚀植入WaferTest探针台测试BackEnd背磨划片封装成品测试CMP3封装作业之一般流程(QFP为例)WaferbackgrindingWafermountWafersaw&cleanDieattachEpoxycurePlasmacleanWirebondMoldingMarkingPostmoldcureDeflash&TrimSolderplatingForming&singulationFVIPacking4封装用原材料以及所需零组件塑胶材料:BT树脂、Epoxy、PTFE、Polyimide、compound、UBM、PSV、APPE、Soldermask、P.R…焊料：95Pb/5Sn、37Pb/63Sn(易熔,183℃)、NoLeadAlly（Sn3.9/Ag0.6/Cu5.5,235℃）、Low-αAlly…金线:Aubond、Allybond…LeadFrame:由冲压模具制成Substrate:柔性基片(tape)、迭层基片、复合基片、陶瓷基片、HiTCETM陶瓷基片、带有BCBTM介质层的玻璃基片…TAPE:BlueTape、UVTape…HeatSink:散热片5封装用机台以及所涉及模具Polishingmachine&CMPUVtapeattachmachineDicingmachineUVirradiationmachineTaperemovermachinePick&PlacemachinePackagemachine锡炉冲切模具(F/T):trim&form塑封模具6封装趋势演进图封装类型全称盛行时期DIPDualin-linepackage80年代以前SOPSmalloutlinepackage80年代QFPQuadFlatPackage1995~1997TABTapeAutomatedbonding1995~1997COBChiponboard1996~1998CSPChipscalepackage1998~2000FcFlip-chip1999-2001MCMMultichipmodel2000~nowWLCSPWaferlevelCSP2000~now7封装类型分类•IC封装的主要功能•保护IC,提供chip和system之间讯息传递的界面.所以IC制程发展、系统产品的功能性都是影响IC封装技术发展的主要原因。比如：近日电子产品的要求是轻薄短小，就要有降低chipsize的技术；IC制程微细化，造成chip内包含的逻辑线路增加，就要使chip引脚数增加等等。•IC封装的主要分类以及各自特点：•一、DIP双列直插式封装•DIP(DualIn－linePackage)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然，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。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。8DIP封装之特点•1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。DIP封装图示•bodythickness：155milPKGthickness:350milLeadwidth:18.1milLeadpitch:100mil•DIP系列封装其他形式•PDIP（PlasticDIP）、CDIP（CeramicDIP）•SPDIP（ShrinkplasticDIP）9二、SOP/SOJ小尺寸封装•1980年代，SMT（SurfaceMountingTechnology）技术发起后，在SMT的生产形态中，SOP（SmallOut-LinePackage）/SOJ（SmallOut-LineJ-Leadpackage）随之出现，引脚在IC两侧。SOP/SOJ封装形态之特点1.SOP/SOJisaleadframebasedpackagewithGullwingformleadsuitableforlowpincountdevices.2.Bodywidthrangesfrom330to496milswithpitch50milsavailable.3.Marketsincludeconsumer(audio/video/entertainment),telecom(pagers/cordlessphones),RF,CATV,telemetry,officeappliances(fax/copiers/printers/PCperipherals)andautomotiveindustries.10SOP(SmallOut-LinePackage)封装形态之图示bodythickness:87~106milPKGthickness:104~118milLeadwidth:16milLeadpitch:50milSOJ(SmallOut-LineJ-Leadpackage)封装形态之图示bodythickness:100milPKGthickness:130~150milLeadwidth:17~20milLeadpitch:50mil11SOP封装系列之其他形式1.SSOP(ShrinkSOP)bodythickness：70~90milPKGthickness:80~110milLeadwidth:10~15milLeadpitch:25mil2.TSOP(ThinSOP)bodythickness：1.0mmPKGthickness:1.2mmLeadwidth:0.38~0.52mmLeadpitch:0.5mm12•3.TSSOP(ThinShrinkSOP)bodythickness：0.90mmPKGthickness:1.0mmLeadwidth:0.1~0.2mmLeadpitch:0.4~0.65mm4.TSOP(Ⅰ):ThinSOPⅠ5.TSOP(Ⅱ):ThinSOPⅡ6.QSOP:QuarterSizeOutlinePackage7.QVSOP:QuarterSizeVerySmallOutlinePackage13三、QFP方型扁平式封装和PFP扁平封装•QFP（PlasticQuadFlatPackage）封装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都采用这种封装形式，其引脚数一般在100–256。用这种形式封装的芯片必须采用SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。•PFP（PlasticFlatPackage）方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。QFP/PFP封装具有以下特点：1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。2.适合高频使用。3.操作方便，可靠性高。4.芯片面积与封装面积之间的比值较小14QFP方型扁平式封装和PFP扁平封装图示bodythickness：2.8mmPKGthickness:3.3mmLeadwidth:0.18~0.35mmLeadpitch:0.40~1.0mmQFP封装系列之其他形式1.LQFP(LowprofileQFP)：bodythickness：1.4mmPKGthickness:1.6mmLeadwidth:0.22~0.37mmLeadpitch:0.40~0.80mm15•2.TQFP(ThinQFP):•bodythickness：1.0mmPKGthickness:1.2mmLeadwidth:0.18~0.37mmLeadpitch:0.40~0.80mm3.DPH-QFP(DiePadHeatSinkQFP)•bodythickness：2.8mmPKGthickness:3.3mmLeadwidth:0.2~0.3mmLeadpitch:0.5mm16•4.DPH-LQFP(Die-padHeatSinkLow-profileQFP)•bodythickness：1.4mmPKGthickness:1.6mmLeadwidth:0.22mmLeadpitch:0.5mm5.DHS-QFP(Drop-inHeatsinkQFP)•bodythickness：1.4mmPKGthickness:1.6mmLeadwidth:0.22mmLeadpitch:0.5mm17•6.EDHS-QFP(ExposedDrop-inHeatsinkQFP)•bodythickness：3.2mmPKGthickness:3.6mmLeadwidth:0.18~0.3mmLeadpitch:0.4~0.65mm•7.E-PadTQFP(Exposed-PadTQFP)•bodythickness：1.0mmPKGthickness:1.2mmLeadwidth:0.22mmLeadpitch:0.50mm18•8.VFPQFP(VeryFinePitchQFP)•9.S2QFP(SpacerStackedQFP)•11.StackedE-PADLQFP19•10.MCM-LQFP(Multi-chipmoduleLow-profileQFP)•12.PLCC(PlasticLeadedChipCarrierPackage)20PGA插针网格阵列封装•PGA(PinGridArrayPackage)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。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸，从486芯片开始，出现一种名为ZIF(ZeroInsertionForceSocket)的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。PGA插针网格阵列封装之特点1.插拔操作更方便，可靠性高。2.可适应更高的频率Intel系列CPU中，80486和Pentium、PentiumPro均采用这种封装形式21•PGA插针网格阵列封装之图示22BGA球栅阵列封装•随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208Pin时，传统的封装方式有其困难度。因此，除使用QFP封装方式外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片与芯片组等）皆转而使用BGA(BallGridArrayPackage)封装技术。BGA封装具有以下特点：1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。2.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。3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。4.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。23BGA封装之基板:Substrate•BGA是IC封装的一种方式，是单一晶片或多晶片以打线接合(WireBonding)、卷带式接合(TapeAutomated)或覆晶式接合(FlipChip)的方式和基板上之导路相連接；而基板本身以AreaArray陣列式分布的锡凸块作为IC元件向外