半導體封裝技術意義講述
發(fā)布時間： 2021-05-31 
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原標題：半導體封裝
半導體封裝技術是用絕緣塑料或陶瓷材料包裝集成電路的技術。封裝對芯片也很重要。封裝也可以說是指用于安裝半導體集成電路芯片的外殼。它不僅起到保護芯片和增強熱傳導性的作用，還起到溝通芯片內外電路橋梁和規(guī)格通用功能的作用。
一、半導體封裝技術主要作用
（1）物理保護。芯片必須與外部隔離，以防止空氣中雜質腐蝕芯片電路，降低電氣性能，保護芯片表面和連接導線。使相當柔軟的芯片在電氣和熱物理等方面不受外力的損傷和外部環(huán)境的影響，同時通過封裝使芯片的熱膨脹系數(shù)與框架和基板的熱膨脹系數(shù)一致，這樣可以緩解熱等外部環(huán)境變化引起的應力和芯片發(fā)熱引起的應力，防止芯片損壞。根據(jù)散熱的要求，包裝越薄越好。當芯片功耗大于2W時，需要在包裝上添加散熱片或熱沉片來增強其散熱和冷卻功能。5~1OW時，必須采用強制冷卻方法。另一方面，包裝芯片也更容易安裝和運輸。
（2）電氣連接。封裝的尺寸調整(間隔變換)功能可以從芯片的極細導線間隔調整到實際基板的尺寸間隔，使實際操作變得容易。例如，以亞微米(現(xiàn)在已經達到0.13μm以下)為特征尺寸的芯片。以10μm為單位的芯片焊點，以100μm為單位的外部引腳，以后劍為單位的印刷基板，都是通過封裝米實現(xiàn)的。封裝在這里起著從小到大，從難到易，從復雜到簡單的轉換作用。這樣可以降低操作成本和材料成本，提高工作效率和可靠性，尤其是通過實現(xiàn)布線長度和阻抗比例，盡可能降低連接電阻，寄生電容和電感，保證正確的信號波形和傳輸速度。
（3）標準規(guī)格化。規(guī)格通用功能是指包裝的尺寸、形狀、引腳數(shù)量、間隔、長度等有標準規(guī)格，加工方便，與印刷電路板合作方便，相關生產線和生產設備具有通用性。這對于封裝用戶、電路板廠家、半導體廠家都很方便，而且便于標準化。相比之下，裸芯片實裝及倒裝目前尚不具備這方面的優(yōu)勢。由組裝技術的好壞直接影響芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的印刷電路板(PCB)的設計和制造，對于很多集成電路產品來說，組裝技術是非常重要的一環(huán)。
二、半導體封裝技術的工藝流程
晶圓貼膜-晶圓切割-芯片粘貼-引線焊接-塑封-高溫固化-電鍍-切筋-測試-分選-激光打標-包裝，等十二道工藝流程。
三、半導體封裝分類
（1）按照不同的分類標準分類，按封裝材料分：金屬封裝，塑料封裝，陶瓷封裝。
a.金屬封裝：用于軍工，航天技術，成本高，無商業(yè)化產品。
b.陶瓷封裝：用于軍工，有少量民品。
c.塑料封裝：成本低，工藝簡單，適用于大批量商業(yè)化生產。
（2）以 PCB板的連接方式分： PHT (通孔型)封裝， SMT (表面貼裝型)封裝。
（3）根據(jù)包裝的形狀來劃分： SOP, SOIC, TSOP, QFN, TQFP, BGA, CSP等等。
三、常用半導體封裝說明
（1）SOP封裝
Sop是英文 Small OutlinePackage的簡稱，即小型封裝。菲利浦公司于1968~1969年研制成功的 SOP封裝技術，后來逐步衍生出 SOJ (J型引腳小外形封裝)、 TSOP (薄型小外形封裝)、 VSOP (極小外形封裝)、 SSOP (縮小型 SOP)、 TSSOP (薄型縮小型 SOP)和 SOT (小型晶體管封裝)、SOIC（小外形集成電路）等。
（2）TSOP封裝
TSOP是英文 ThinSmallOutlinePackage的簡稱，它是一種小型薄型封裝。TSOP存儲器封裝技術的一個典型特點是在封裝芯片周圍加引腳，適用于在 SMT技術(表面安裝技術)的 PCB (印刷電路板)上安裝電線。在 TSOP封裝的外形尺寸上，寄生參數(shù)(電流變化大，引起輸出電壓波動)減小，適用于高頻場合，操作簡單，可靠性高。
（3）BGA封裝
BGA是英文 Ball GridArray Package的簡稱，也就是球柵陣列封裝。隨著上世紀90年代技術的進步，芯片集成度的不斷提高， I/O管腳數(shù)量急劇增加，功耗也隨之增加，集成電路封裝技術要求也越來越嚴格。BGA封裝開始用于生產，以適應其發(fā)展的需要。使用 BGA技術封裝的存儲器，在體積不變的情況下，可將存儲器容量提高兩至三倍， BGA比 TSOP具有更小的體積。良好的散熱性和電氣性。采用 BGA封裝技術，極大地提高了每平方英寸的存儲容量。使用了 BGA封裝技術的存儲器產品，在同等容量下，體積僅為 TSOP封裝的三分之一；此外，與傳統(tǒng) TSOP封裝相比， BGA封裝具有更快、更高效的散熱方式。
BGA封裝具有以下特點
①I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率。
②雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能。
③信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高。
④組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。
（4）TQFP封裝
TQFP是英文 thinquadflatpackage的簡稱，即薄塑料封口，四角平封口。四邊平包(TQFP)工藝可以有效地利用線路板的空間，從而減少了對線路板空間尺寸的要求。這種封裝方法減小了高度和體積，非常適用于 PCMCIA卡和網絡設備等對空間有要求的應用。基本上所有 CPLD/FPGA ALTERA都有 TQFP封裝。
（5）CSP封裝
隨著電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮，封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒（Die）大不超過1.4倍。
CSP封裝具有以下特點
①滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。
②芯片面積與封裝面積之間的比值很小。
③極大地縮短延遲時間。
以上內容主要介紹半導體封裝技術講述。
深圳市順海科技有限公司是一家專業(yè)的保險絲、貼片保險絲、合金電阻、貼片電阻、貼片電感、一體成型電感、TVS、ESD、 PPTC、GDT、TSS、MOS、LDO等保護器件、靜電管代理品牌有華德、薩瑞微、碩凱、天二、國巨、厚聲、旺詮、TDK、大毅、光頡、威世、ELLON、EVER、OHMS、MURATA、TAIYO、SUNLROP、TDK、LRC、ITE、SAMSUNG，專業(yè)的銷售團隊以及海量現(xiàn)貨庫存，為客戶提供更優(yōu)質的服務，歡迎咨詢合作。
標簽：半導體封裝、半導體封裝技術講述
半導體封裝技術是用絕緣塑料或陶瓷材料包裝集成電路的技術。封裝對芯片也很重要。封裝也可以說是指用于安裝半導體集成電路芯片的外殼。它不僅起到保護芯片和增強熱傳導性的作用，還起到溝通芯片內外電路橋梁和規(guī)格通用功能的作用。
一、半導體封裝技術主要作用
（1）物理保護。芯片必須與外部隔離，以防止空氣中雜質腐蝕芯片電路，降低電氣性能，保護芯片表面和連接導線。使相當柔軟的芯片在電氣和熱物理等方面不受外力的損傷和外部環(huán)境的影響，同時通過封裝使芯片的熱膨脹系數(shù)與框架和基板的熱膨脹系數(shù)一致，這樣可以緩解熱等外部環(huán)境變化引起的應力和芯片發(fā)熱引起的應力，防止芯片損壞。根據(jù)散熱的要求，包裝越薄越好。當芯片功耗大于2W時，需要在包裝上添加散熱片或熱沉片來增強其散熱和冷卻功能。5~1OW時，必須采用強制冷卻方法。另一方面，包裝芯片也更容易安裝和運輸。
（2）電氣連接。封裝的尺寸調整(間隔變換)功能可以從芯片的極細導線間隔調整到實際基板的尺寸間隔，使實際操作變得容易。例如，以亞微米(現(xiàn)在已經達到0.13μm以下)為特征尺寸的芯片。以10μm為單位的芯片焊點，以100μm為單位的外部引腳，以后劍為單位的印刷基板，都是通過封裝米實現(xiàn)的。封裝在這里起著從小到大，從難到易，從復雜到簡單的轉換作用。這樣可以降低操作成本和材料成本，提高工作效率和可靠性，尤其是通過實現(xiàn)布線長度和阻抗比例，盡可能降低連接電阻，寄生電容和電感，保證正確的信號波形和傳輸速度。
（3）標準規(guī)格化。規(guī)格通用功能是指包裝的尺寸、形狀、引腳數(shù)量、間隔、長度等有標準規(guī)格，加工方便，與印刷電路板合作方便，相關生產線和生產設備具有通用性。這對于封裝用戶、電路板廠家、半導體廠家都很方便，而且便于標準化。相比之下，裸芯片實裝及倒裝目前尚不具備這方面的優(yōu)勢。由組裝技術的好壞直接影響芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的印刷電路板(PCB)的設計和制造，對于很多集成電路產品來說，組裝技術是非常重要的一環(huán)。
二、半導體封裝技術的工藝流程
晶圓貼膜-晶圓切割-芯片粘貼-引線焊接-塑封-高溫固化-電鍍-切筋-測試-分選-激光打標-包裝，等十二道工藝流程。
三、半導體封裝分類
（1）按照不同的分類標準分類，按封裝材料分：金屬封裝，塑料封裝，陶瓷封裝。
a.金屬封裝：用于軍工，航天技術，成本高，無商業(yè)化產品。
b.陶瓷封裝：用于軍工，有少量民品。
c.塑料封裝：成本低，工藝簡單，適用于大批量商業(yè)化生產。
（2）以 PCB板的連接方式分： PHT (通孔型)封裝， SMT (表面貼裝型)封裝。
（3）根據(jù)包裝的形狀來劃分： SOP, SOIC, TSOP, QFN, TQFP, BGA, CSP等等。
三、常用半導體封裝說明
（1）SOP封裝
Sop是英文 Small OutlinePackage的簡稱，即小型封裝。菲利浦公司于1968~1969年研制成功的 SOP封裝技術，后來逐步衍生出 SOJ (J型引腳小外形封裝)、 TSOP (薄型小外形封裝)、 VSOP (極小外形封裝)、 SSOP (縮小型 SOP)、 TSSOP (薄型縮小型 SOP)和 SOT (小型晶體管封裝)、SOIC（小外形集成電路）等。
（2）TSOP封裝
TSOP是英文 ThinSmallOutlinePackage的簡稱，它是一種小型薄型封裝。TSOP存儲器封裝技術的一個典型特點是在封裝芯片周圍加引腳，適用于在 SMT技術(表面安裝技術)的 PCB (印刷電路板)上安裝電線。在 TSOP封裝的外形尺寸上，寄生參數(shù)(電流變化大，引起輸出電壓波動)減小，適用于高頻場合，操作簡單，可靠性高。
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BGA是英文 Ball GridArray Package的簡稱，也就是球柵陣列封裝。隨著上世紀90年代技術的進步，芯片集成度的不斷提高， I/O管腳數(shù)量急劇增加，功耗也隨之增加，集成電路封裝技術要求也越來越嚴格。BGA封裝開始用于生產，以適應其發(fā)展的需要。使用 BGA技術封裝的存儲器，在體積不變的情況下，可將存儲器容量提高兩至三倍， BGA比 TSOP具有更小的體積。良好的散熱性和電氣性。采用 BGA封裝技術，極大地提高了每平方英寸的存儲容量。使用了 BGA封裝技術的存儲器產品，在同等容量下，體積僅為 TSOP封裝的三分之一；此外，與傳統(tǒng) TSOP封裝相比， BGA封裝具有更快、更高效的散熱方式。
BGA封裝具有以下特點
①I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率。
②雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能。
③信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高。
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（4）TQFP封裝
TQFP是英文 thinquadflatpackage的簡稱，即薄塑料封口，四角平封口。四邊平包(TQFP)工藝可以有效地利用線路板的空間，從而減少了對線路板空間尺寸的要求。這種封裝方法減小了高度和體積，非常適用于 PCMCIA卡和網絡設備等對空間有要求的應用。基本上所有 CPLD/FPGA ALTERA都有 TQFP封裝。
（5）CSP封裝
隨著電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮，封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒（Die）大不超過1.4倍。
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