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集成電路封裝

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集成電路封裝在電子學金字塔中的位置既是金字塔的尖頂又是金字塔的基座。説它同時處在這兩種位置都有很充分的根據。從電子元器件(如晶體管)的密度這個角度上來説,IC代表了電子學的尖端。但是IC又是一個起始點,是一種基本結構單元,是組成我們生活中大多數電子系統的基礎。同樣,IC不僅僅是單塊芯片或者基本電子結構,IC的種類千差萬別(模擬電路數字電路射頻電路傳感器等),因而對於封裝的需求和要求也各不相同。本文對IC封裝技術做了全面的回顧,以粗線條的方式介紹了製造這些不可缺少的封裝結構時用到的各種材料和工藝。
中文名
集成電路封裝
外文名
Integrated circuit package
發展類型
IC 設計、芯片製造和封裝測試
趨    勢
逐年上升的趨勢

集成電路封裝概述

集成電路封裝在電子學金字塔中的位置既是金字塔的尖頂又是金字塔的基座。説它同時處在這兩種位置都有很充分的根據。從電子元器件(如晶體管)的密度這個角度上來説,IC代表了電子學的尖端。但是IC又是一個起始點,是一種基本結構單元,是組成我們生活中大多數電子系統的基礎。同樣,IC不僅僅是單塊芯片或者基本電子結構,IC的種類千差萬別(模擬電路數字電路射頻電路傳感器等),因而對於封裝的需求和要求也各不相同。本文對IC封裝技術做了全面的回顧,以粗線條的方式介紹了製造這些不可缺少的封裝結構時用到的各種材料和工藝。
集成電路封裝還必須充分地適應電子整機的需要和發展。由於各類電子設備、儀器儀表的功能不同,其總體結構和組裝要求也往往不盡相同。因此,集成電路封裝必須多種多樣,才足以滿足各種整機的需要。
集成電路封裝是伴隨集成電路的發展而前進的。隨着宇航、航空、機械、輕工、化工等各個行業的不斷髮展,整機也向着多功能、小型化方向變化。這樣,就要求集成電路的集成度越來越高,功能越來越複雜。相應地要求集成電路封裝密度越來越大,引線數越來越多,而體積越來越小,重量越來越輕,更新換代越來越快,封裝結構的合理性和科學性將直接影響集成電路的質量。因此,對於集成電路的製造者和使用者,除了掌握各類集成電路的性能參數和識別引線排列外,還要對集成電路各種封裝的外形尺寸、公差配合、結構特點和封裝材料等知識有一個系統的認識和了解。以便使集成電路製造者不因選用封裝不當而降低集成電路性能;也使集成電路使用者在採用集成電路進行徵集設計和組裝時,合理進行平面佈局、空間佔用,做到選型恰當、應用合理。 [1] 

集成電路封裝作用

集成電路封裝不僅起到集成電路芯片內鍵合點與外部進行電氣連接的作用,也為集成電路芯片提供了一個穩定可靠的工作環境,對集成電路芯片起到機械或環境保護的作用,從而集成電路芯片能夠發揮正常的功能,並保證其具有高穩定性和可靠性。總之,集成電路封裝質量的好壞,對集成電路總體的性能優劣關係很大。因此,封裝應具有較強的機械性能、良好的電氣性能、散熱性能和化學穩定性。
雖然IC的物理結構、應用領域、I/O數量差異很大,但是IC封裝的作用和功能卻差別不大,封裝的目的也相當的一致。作為“芯片的保護者”,封裝起到了好幾個作用,歸納起來主要有兩個根本的功能:
(1)保護芯片,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。封裝還有其他一些次要的作用,比如提供一種更易於標準化的結構,為芯片提供散熱通路,使芯片避免產生α粒子造成的軟錯誤,以及提供一種更方便於測試和老化試驗的結構。封裝還能用於多個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、多芯片組件(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中使用的互連通路,來間接地進行互連。
隨着微電子機械系統(MEMS)器件和片上實驗室(lab-on-chip)器件的不斷髮展,封裝起到了更多的作用:如限制芯片與外界的接觸、滿足壓差的要求以及滿足化學和大氣環境的要求。人們還日益關注並積極投身於光電子封裝的研究,以滿足這一重要領域不斷髮展的要求。最近幾年人們對IC封裝的重要性和不斷增加的功能的看法發生了很大的轉變,IC封裝已經成為了和IC本身一樣重要的一個領域。這是因為在很多情況下,IC的性能受到IC封裝的制約,因此,人們越來越注重發展IC封裝技術以迎接新的挑戰。

集成電路封裝變革

集成電路封裝封裝形式

集成電路發展初期,其封裝主要是在半導體晶體管的金屬圓形外殼基礎上增加外引線數而形成的。但金屬圓形外殼的引線數受結構的限制不可能無限增多,而且這種封裝引線過多時也不利於集成電路的測試和安裝,從而出現了扁平式封裝。而扁平式封裝不易焊接,隨着波峯焊技術的發展又出現了雙列式封裝。由於軍事技術的發展和整機小型化的需要,集成電路的封裝又有了新的變化,相繼產生了片式載體封裝、四面引線扁平封裝、針柵陣列封裝、載帶自動焊接封裝等。同時,為了適應集成電路發展的需要,還出現了功率型封裝、混合集成電路封裝以及適應某些特定環境和要求的恆温封裝、抗輻照封裝和光電封裝。並且各類封裝逐步形成系列,引線數從幾條直到上千條,已充分滿足集成電路發展的需要。

集成電路封裝封裝材料

如上所述,集成電路封裝的作用之一就是對芯片進行環境保護,避免芯片與外部空氣接觸。因此必須根據不同類別的集成電路的特定要求和使用場所,採取不同的加工方法和選用不同的封裝材料,才能保證封裝結構氣密性達到規定的要求。集成電路早期的封裝材料是採用有機樹脂和蠟的混合體,用充填或灌注的方法來實現封裝的,顯然可靠性很差。也曾應用橡膠來進行密封,由於其耐熱、耐油及電性能都不理想而被淘汰。使用廣泛、性能最為可靠的氣密密封材料是玻璃-金屬封接、陶瓷-金屬封裝和低熔玻璃-陶瓷封接。處於大量生產和降低成本的需要,塑料模型封裝已經大量湧現,它是以熱固性樹脂通過模具進行加熱加壓來完成的,其可靠性取決於有機樹脂及添加劑的特性和成型條件,但由於其耐熱性較差和具有吸濕性,還不能與其他封接材料性能相當,尚屬於半氣密或非氣密的封接材料。
隨着芯片技術的成熟和芯片成品率的迅速提高,後部封接成本佔整個集成電路成本的比重也愈來愈大,封裝技術的變化和發展日新月異,令人目不暇接。

集成電路封裝標準依據

中國集成電路封裝外形尺寸,是根據國際電工委員會(IEC)第191號標準制定的,同時還參考了美國電子器件聯合工程協會(JEDEC)及半導體設備和材料國際組織(SEMI)的有關標準。根據中國集成電路技術和生產情況,已有半導體集成電路的13類封裝外形尺寸及膜集成電路和混合集成電路的14類封裝外形尺寸列入了國家標準。隨着技術的發展和生產的需要,將逐步增加新的內容和項目,以便不斷地補充和完善。

集成電路封裝發展現狀

在產業規模快速增長的同時,IC 設計、芯片製造和封裝測試三業的格局也正不斷優化。2010年,國內IC設計業同比增速達到34.8%,規模達到363.85億元;芯片製造業增速也達到31.1%,規模達到447.12億元;封裝測試業增速相對稍緩,同比增幅為26.3%,規模為629.18億元。
總體來看,IC設計業與芯片製造業所佔比重呈逐年上升的趨勢,2010年已分別達到25.3%和31%;封裝測試業所佔比重則相應下降,2010年為43.7%,但其所佔比重依然是最大的。
目前,中國集成電路產業集羣已初步形成集聚長三角、環渤海和珠三角三大區域的總體產業空間格局,2010年三大區域集成電路產業銷售收入佔全國整體產業規模的近95%。集成電路產業基本分佈在省會城市和沿海的計劃單列市,並呈現“一軸一帶”的分佈特徵,即東起上海、西至成都的沿江發展軸以及北起大連、南至深圳的沿海產業帶,形成了北京、上海、深圳、無錫、蘇州和杭州六大重點城市。
去年年初,國務院發佈了《國務院關於印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》,從財税、投融資、研發、進出口、人才、知識產權等方面給予集成電路產業諸多優惠,政策覆蓋範圍從設計企業與生產企業延伸至封裝、測試、設備、材料等產業鏈上下游企業,產業發展政策環境進一步好轉。根據國家規劃,到2015年國內集成電路產業規模將在2010年的基礎上再翻一番,銷售收入超過3000億元,滿足國內30%的市場需求。芯片設計能力大幅提升,開發出一批具有自主知識產權的核心芯片,而封裝測試業進入國際主流領域。“十二五”期間,中國集成電路產業將步入一個新的黃金發展期。
國內集成電路產業在寬帶提速、家電下鄉等宏觀政策影響下好於全球市場。根據中國半導體行業協會統計,2012年中國集成電路產業銷售額為2158.5億元,同比增長11.6%。
  中國集成電路產業發展逐步形成了集成電路設計、集成電路製造和集成電路封裝測試三業並舉、協調發展的格局。2012年,中國集成電路設計業銷售額佔比為28.8%、製造業銷售額佔比為23.2%,封裝測試業銷售額佔比為48.0%。
  報告數據顯示,2012年國內集成電路產量為823.1億塊,同比增長14.4%。2012年中國集成電路產品進口金額為1920.6億美元,同比增長12.8%;2012年中國集成電路產品出口金額為534.3億美元,同比增長64.1%。

集成電路封裝發展趨勢

在較長一段時期內,集成電路封裝幾乎沒有多大變化,6~64根引線的扁平和雙列式封裝,基本上可以滿足所有集成電路的需要。對於較高功率的集成電路,則普遍採用金屬圓形和菱形封裝。但是隨着集成電路的迅速發展,多於64,甚至多達幾百條引線的集成電路愈來愈多。如日本40億次運算速度的巨型計算機用一塊ECL.複合電路,就採用了462條引線的PGA。過去的封裝形式不僅引線數已逐漸不能滿足需要,而且也因結構上的侷限而往往影響器件的電性能。同時,整機制造也正在努力增加印製線路板的組裝密度、減小整機尺寸來提高整機性能,這也迫使集成電路去研製新的封裝結構,新的封裝材料來適應這一新的形勢。因此,集成電路封裝的發展趨勢大體有以下幾個方面:
1.表面安裝式封裝將成為集成電路封裝主流 集成電路的表面安裝結構是適應整機系統的需要而發展起來的,主要是因為電子設備的小型化和輕量化,要求組裝整機的電子元器件外形結構成為片式,使其能平貼在預先印有焊料膏的印製線路板焊盤上,通過再流焊工藝將其焊接牢固。這種作法不僅能夠縮小電子設備的體積,減輕重量,而且這些元器件的引線很短,可以提高組裝速度和產品性能,並使組裝能夠柔性自動化。
表面安裝式封裝一般指片式載體封裝、小外形雙列封裝和四面引出扁平封裝等形式,這類封裝的出現,無疑是集成電路封裝技術的一大進步。
2.集成電路封裝將具有更多引線、更小體積和更高封裝密度
隨着超大規模和特大規模集成電路的問世,集成電路芯片變得越來越大,其面積可達7mm×7mm,封裝引出端可在數百個以上,並要求高速度、超高頻、低功耗、抗輻照,這就要求封裝必須具有低應力、高純度、高導熱和小的引線電阻、分佈電容和寄生電感,以適應更多引線、更小體積和更高封裝密度的要求。
要想縮小封裝體積,增加引線數量.唯一的辦法就是縮小封裝的引線間距。一個40線的雙列式封裝要比68線的H式載體封裝的表面積大20%,其主要區別就是引線目距由2.54mm改變自1.27mm或1.00cmm。不難想像,如果引線間距進而改變為0.80mm,O.65mm甚至0 50mm,則封裝的表面積還會太大地縮小。但是為了縮小引線間距,這勢必帶來了一系列新的目題,如印線精密製造就必須用光致腐蝕的蝕刻工藝來代替機械模具的衝制加工,並必須解決引線間距縮小所引起的引線間絕緣電阻的降低和分步電容的增大等各個方面研究課題。
集成電路芯片面積增大,通常其相應封裝面積也在加大,這就對熱耗散問題提出了新的挑戰。這個問題是一個綜台性的,它不僅與芯片功率、封裝材料、封裝結構的表面積和最高結温有關,還與環境温度和冷玲方式等有關,這就必須在材料的選擇、結構的設計和冷卻的手段等方面作出新的努力。
3.塑料封裝仍然是集成自路的主要封裝形式
塑料模塑封裝具有成本低、工藝簡單和便於自動化生產等優點,雖然在軍用集成電路標準中明文規定,封裝結構整體不得使用任何有機聚合物材料,但是在集成電路總量中,仍有85%以上採用塑料封裝。
塑料封裝與其他封裝相比,其缺點主要是它屬於非氣密或半氣密封裝,所以抗潮濕性能差,易受離子污染;同時熱穩定性也不好,對電磁波不能屏蔽等,因而對於高可靠的集成電路不宜選用這種封裝形式。但是近幾年來,塑料封裝的模塑材料、引線框架和生產工藝已經不斷完善和改進,可靠性也已大大提高,相信在這個基礎上,所佔封裝比例還會繼續增大。
4.直接粘結式封裝將取得更大發展
集成電路的封裝經過插入式、表面安裝式的變革以後,一種新的封裝結構—直接粘結式已經經過研製、試用達到了具有商品化的價值,並且取得了更大的發展,據國際上預測,直接粘結式封裝在集成電路中所佔比重將從1990年的8%上升至2000年的22%,這一迅速上升的勢頭,説明了直接粘結式封裝的優點和潛力。
所謂直接粘結式封裝就是將集成電路芯片直接粘結在印製線路板或覆有金屬引線的塑料薄膜的條帶上,通過倒裝壓焊等組裝工藝,然後用有機樹脂點滴形加以覆蓋。當前比較典型的封裝結構有芯片板式封裝(COB)、載帶自動焊接封裝(TAB)和倒裝芯片封轉(FLIPCHIP)等樹種,而其中COB封裝和TAB封裝已經大量使用於音樂、語音、鐘錶程控和照相機快門等直接電路。
直接粘結式封裝其所以能夠迅速發展,最重要的因素是它能適用於多引線、小間距、低成本的大規模自動化或半自動化生產,並且簡化了封裝結構和組裝工藝。例如COB封裝不再使用過去的封裝所必需的金屬外引線;TAB封裝採用倒裝壓焊而不再使用組裝工藝必須的內引線鍵合。這樣,一方面減少了鍵合的工作量,另一方面因減少引線的壓焊點數而提高了集成電路的可靠性。
在中國COB封裝已經大量生產,而TAB封裝尚處於開發階段,相信在今後的集成電路中,這類封裝會佔據一定的地位和取得更大的發展。
5. 功率集成電路封裝小型化已成為可能
功率集成電路的封裝結構,受封裝材料的導熱性能影響,造成封裝體積較大而與其他集成電路不相匹配,已成為人們關注的問題之一,而關鍵所在是如何採用新的封裝材料。
功率集成電路所用的封裝材料,不僅要求其導熱性能好,而且也要求線膨脹係數低,並具備良好的電氣性能和機械性能。隨着科學的進步,一些新的材料已經開始應用到集成電路方面來,如導熱性能接近氧化鈹(BeO)線膨脹係數接近硅(Si)的新陶瓷材料—氮化鋁(AlN),將成為功率集成電路封裝結構的主體材料,從而大大地縮小了體積和改善了電路的性能,相信將來還會有更多的新材料參與到這一領域中來,使功率集成電路能進一步縮小體積。
另外,採用氟利昂小型製冷系統對功率集成電路進行強制冷卻,以降低其表面環境温度來解決封裝的功耗,已在一些大型計算機中得到實現。這樣在改變封裝結構的外形設計、使用新的封裝材料的同時,再改善外部冷卻條件,那麼集成電路的熱性能就可取得更大的改善。

集成電路封裝IC封裝

1、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 芯片,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。例如,引腳中心距為1.5mm 的360 引腳 BGA 僅為31mm 見方;而引腳中心距為0.5mm 的304 引腳QFP 為40mm 見方。而且BGA 不 用擔心QFP 那樣的引腳變形問題。 該封裝是美國Motorola 公司開發的,首先在便攜式電話等設備中被採用,今後在美國有可能在個人計算機中普及。最初,BGA 的引腳(凸點)中心距為1.5mm,引腳數為225。現在 也有 一些LSI 廠家正在開發500 引腳的BGA。 BGA 的問題是迴流焊後的外觀檢查。現在尚不清楚是否有效的外觀檢查方法。有的認為,由於焊接的中心距較大,連接可以看作是穩定的,只 能通過功能檢查來處理。 美國Motorola 公司把用模壓樹脂密封的封裝稱為OMPAC,而把灌封方法密封的封裝稱為GPAC(見OMPAC 和GPAC)。
2、BQFP(quad flat package with bumper)
帶緩衝墊的四側引腳扁平封裝。QFP 封裝之一,在封裝本體的四個角設置突起(緩衝墊) 以 防止在運送過程中引腳發生彎曲變形。美國半導體廠家主要在微處理器和ASIC 等電路中 採用 此封裝。引腳中心距0.635mm,引腳數從84 到196 左右(見QFP)。
3、碰焊PGA(butt joint pin grid array) 表面貼裝型PGA 的別稱(見表面貼裝型PGA)。
4、C-(ceramic)
表示陶瓷封裝的記號。例如,CDIP 表示的是陶瓷DIP。是在實際中經常使用的記號。
5、Cerdip
用玻璃密封的陶瓷雙列直插式封裝,用於ECL RAM,DSP(數字信號處理器)等電路。帶有 玻璃窗口的Cerdip 用於紫外線擦除型EPROM 以及內部帶有EPROM 的微機電路等。引腳中 心 距2.54mm,引腳數從8 到42。在日本,此封裝表示為DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。
6、Cerquad
表面貼裝型封裝之一,即用下密封的陶瓷QFP,用於封裝DSP 等的邏輯LSI 電路。帶有窗 口的Cerquad 用於封裝EPROM 電路。散熱性比塑料QFP 好,在自然空冷條件下可容許1. 5~ 2W 的功率。但封裝成本比塑料QFP 高3~5 倍。引腳中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、 0.5mm、 0.4mm 等多種規格。引腳數從32 到368。
7、CLCC(ceramic leaded chip carrier)
帶引腳的陶瓷芯片載體,表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝的四個側面引出,呈丁字形 。 帶有窗口的用於封裝紫外線擦除型EPROM 以及帶有EPROM 的微機電路等。此封裝也稱為 QFJ、QFJ-G(見QFJ)。
8、COB(chip on board)
板上芯片封裝,是裸芯片貼裝技術之一,半導體芯片交接貼裝在印刷線路板上,芯片與 基 板的電氣連接用引線縫合方法實現,芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現,並用 樹脂覆 蓋以確保可靠性。雖然COB 是最簡單的裸芯片貼裝技術,但它的封裝密度遠不如TAB 和 倒片 焊技術。
9、DFP(dual flat package)
雙側引腳扁平封裝。是SOP 的別稱(見SOP)。以前曾有此稱法,現在已基本上不用。
10、DIC(dual in-line ceramic package)
陶瓷DIP(含玻璃密封)的別稱(見DIP).
11、DIL(dual in-line)
DIP 的別稱(見DIP)。歐洲半導體廠家多用此名稱。
12、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,封裝材料有塑料和陶瓷兩種 。 DIP 是最普及的插裝型封裝,應用範圍包括標準邏輯IC,存貯器LSI,微機電路等。 引腳中心距2.54mm,引腳數從6 到64。封裝寬度通常為15.2mm。有的把寬度為7.52mm 和10.16mm 的封裝分別稱為skinny DIP 和slim DIP(窄體型DIP)。但多數情況下並不加 區分, 只簡單地統稱為DIP。另外,用低熔點玻璃密封的陶瓷DIP 也稱為cerdip(見cerdip)。
13、DSO(dual small out-lint)
雙側引腳小外形封裝。SOP 的別稱(見SOP)。部分半導體廠家採用此名稱。
14、DICP(dual tape carrier package)
雙側引腳帶載封裝。TCP(帶載封裝)之一。引腳製作在絕緣帶上並從封裝兩側引出。由於 利 用的是TAB(自動帶載焊接)技術,封裝外形非常薄。常用於液晶顯示驅動LSI,但多數為 定製品。 另外,0.5mm 厚的存儲器LSI 簿形封裝正處於開發階段。在日本,按照EIAJ(日本電子機 械工 業)會標準規定,將DICP 命名為DTP。
15、DIP(dual tape carrier package)
同上。日本電子機械工業會標準對DTCP 的命名(見DTCP)。
16、FP(flat package)
扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。QFP 或SOP(見QFP 和SOP)的別稱。部分半導體廠家採 用此名稱。
17、flip-chip
倒焊芯片。裸芯片封裝技術之一,在LSI 芯片的電極區製作好金屬凸點,然後把金屬凸 點 與印刷基板上的電極區進行壓焊連接。封裝的佔有面積基本上與芯片尺寸相同。是所有 封裝技 術中體積最小、最薄的一種。 但如果基板的熱膨脹係數與LSI 芯片不同,就會在接合處產生反應,從而影響連接的可 靠 性。因此必須用樹脂來加固LSI 芯片,並使用熱膨脹係數基本相同的基板材料。
18、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(見QFP)。部分導導體廠家採 用此名稱。
19、CPAC(globe top pad array carrier)
美國Motorola 公司對BGA 的別稱(見BGA)。
20、CQFP(quad fiat package with guard ring)
帶保護環的四側引腳扁平封裝。塑料QFP 之一,引腳用樹脂保護環掩蔽,以防止彎曲變 形。 在把LSI 組裝在印刷基板上之前,從保護環處切斷引腳並使其成為海鷗翼狀(L 形狀)。 這種封裝 在美國Motorola 公司已批量生產。引腳中心距0.5mm,引腳數最多為208 左右。
21、H-(with heat sink)
表示帶散熱器的標記。例如,HSOP 表示帶散熱器的SOP。
22、pin grid array(surface mount type)
表面貼裝型PGA。通常PGA 為插裝型封裝,引腳長約3.4mm。表面貼裝型PGA 在封裝的 底面有陳列狀的引腳,其長度從1.5mm 到2.0mm。貼裝採用與印刷基板碰焊的方法,因而 也稱 為碰焊PGA。因為引腳中心距只有1.27mm,比插裝型PGA 小一半,所以封裝本體可製作得 不 怎麼大,而引腳數比插裝型多(250~528),是大規模邏輯LSI 用的封裝。封裝的基材有 多層陶 瓷基板和玻璃環氧樹脂印刷基數。以多層陶瓷基材製作封裝已經實用化。
23、JLCC(J-leaded chip carrier)
J 形引腳芯片載體。指帶窗口CLCC 和帶窗口的陶瓷QFJ 的別稱(見CLCC 和QFJ)。部分半 導體廠家採用的名稱。
24、LCC(Leadless chip carrier)
無引腳芯片載體。指陶瓷基板的四個側面只有電極接觸而無引腳的表面貼裝型封裝。是 高 速和高頻IC 用封裝,也稱為陶瓷QFN 或QFN-C(見QFN)。
25、LGA(land grid array)
觸點陳列封裝。即在底面製作有陣列狀態坦電極觸點的封裝。裝配時插入插座即可。現 已 實用的有227 觸點(1.27mm 中心距)和447 觸點(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA,應用於高速 邏輯 LSI 電路。 LGA 與QFP 相比,能夠以比較小的封裝容納更多的輸入輸出引腳。另外,由於引線的阻 抗 小,對於高速LSI 是很適用的。但由於插座製作複雜,成本高,現在基本上不怎麼使用 。預計 今後對其需求會有所增加。
26、LOC(lead on chip)
芯片上引線封裝。LSI 封裝技術之一,引線框架的前端處於芯片上方的一種結構,芯片 的 中心附近製作有凸焊點,用引線縫合進行電氣連接。與原來把引線框架佈置在芯片側面 附近的 結構相比,在相同大小的封裝中容納的芯片達1mm 左右寬度。
27、LQFP(low profile quad flat package)
薄型QFP。指封裝本體厚度為1.4mm 的QFP,是日本電子機械工業會根據制定的新QFP 外形規格所用的名稱。
28、L-QUAD
陶瓷QFP 之一。封裝基板用氮化鋁,基導熱率比氧化鋁高7~8 倍,具有較好的散熱性。 封裝的框架用氧化鋁,芯片用灌封法密封,從而抑制了成本。是為邏輯LSI 開發的一種 封裝, 在自然空冷條件下可容許W3的功率。現已開發出了208 引腳(0.5mm 中心距)和160 引腳 (0.65mm 中心距)的LSI 邏輯用封裝,並於1993 年10 月開始投入批量生產。
29、MCM(multi-chip module)
多芯片組件。將多塊半導體裸芯片組裝在一塊佈線基板上的一種封裝。根據基板材料可 分 為MCM-L,MCM-C 和MCM-D 三大類。 MCM-L 是使用通常的玻璃環氧樹脂多層印刷基板的組件。佈線密度不怎麼高,成本較低 。 MCM-C 是用厚膜技術形成多層佈線,以陶瓷(氧化鋁或玻璃陶瓷)作為基板的組件,與使 用多層陶瓷基板的厚膜混合IC 類似。兩者無明顯差別。佈線密度高於MCM-L。
MCM-D 是用薄膜技術形成多層佈線,以陶瓷(氧化鋁或氮化鋁)或Si、Al 作為基板的組 件。 佈線密謀在三種組件中是最高的,但成本也高。
30、MFP(mini flat package)
小形扁平封裝。塑料SOP 或SSOP 的別稱(見SOP 和SSOP)。部分半導體廠家採用的名稱。
31、MQFP(metric quad flat package)
按照JEDEC(美國聯合電子設備委員會)標準對QFP 進行的一種分類。指引腳中心距為 0.65mm、本體厚度為3.8mm~2.0mm 的標準QFP(見QFP)。
32、MQUAD(metal quad)
美國Olin 公司開發的一種QFP 封裝。基板與封蓋均採用鋁材,用粘合劑密封。在自然空 冷 條件下可容許2.5W~2.8W 的功率。日本新光電氣工業公司於1993 年獲得特許開始生產 。
33、MSP(mini square package)
QFI 的別稱(見QFI),在開發初期多稱為MSP。QFI 是日本電子機械工業會規定的名稱。
34、OPMAC(over molded pad array carrier)
模壓樹脂密封凸點陳列載體。美國Motorola 公司對模壓樹脂密封BGA 採用的名稱(見 BGA)。
35、P-(plastic)
表示塑料封裝的記號。如PDIP 表示塑料DIP。
36、PAC(pad array carrier)
凸點陳列載體,BGA 的別稱(見BGA)。
37、PCLP(printed circuit board leadless package)
印刷電路板無引線封裝。日本富士通公司對塑料QFN(塑料LCC)採用的名稱(見QFN)。引
腳中心距有0.55mm 和0.4mm 兩種規格,正處於開發階段。
38、PFPF(plastic flat package)
塑料扁平封裝。塑料QFP 的別稱(見QFP)。部分LSI 廠家採用的名稱。
39、PGA(pin grid array)
陳列引腳封裝。插裝型封裝之一,其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都 採 用多層陶瓷基板。在未專門表示出材料名稱的情況下,多數為陶瓷PGA,用於高速大規模 邏輯 LSI 電路。成本較高。引腳中心距通常為2.54mm,引腳數從64 到447 左右。 了為降低成本,封裝基材可用玻璃環氧樹脂印刷基板代替。也有64~256 引腳的塑料PG A。 另外,還有一種引腳中心距為1.27mm 的短引腳表面貼裝型PGA(碰焊PGA)。(見表面貼裝 型PGA)。
40、piggy back
馱載封裝。指配有插座的陶瓷封裝,形關與DIP、QFP、QFN 相似。在開發帶有微機的設 備時用於評價程序確認操作。例如,將EPROM 插入插座進行調試。這種封裝基本上都是 定製 品,市場上不怎麼流通。
41、PLCC(plastic leaded chip carrier)
帶引線的塑料芯片載體。表面貼裝型封裝之一。引腳從封裝的四個側面引出,呈丁字形 , 是塑料製品。美國德克薩斯儀器公司首先在64k 位DRAM 和256kDRAM 中採用,現在已經 普 及用於邏輯LSI、DLD(或程邏輯器件)等電路。引腳中心距1.27mm,引腳數從18 到84。 J 形引腳不易變形,比QFP 容易操作,但焊接後的外觀檢查較為困難。 PLCC 與LCC(也稱QFN)相似。以前,兩者的區別僅在於前者用塑料,後者用陶瓷。但現 在已經出現用陶瓷製作的J 形引腳封裝和用塑料製作的無引腳封裝(標記為塑料LCC、PC LP、P -LCC 等),已經無法分辨。為此,日本電子機械工業會於1988 年決定,把從四側引出 J 形引 腳的封裝稱為QFJ,把在四側帶有電極凸點的封裝稱為QFN(見QFJ 和QFN)。
42、P-LCC(plastic teadless chip carrier)(plastic leaded chip currier)
有時候是塑料QFJ 的別稱,有時候是QFN(塑料LCC)的別稱(見QFJ 和QFN)。部分
LSI 廠家用PLCC 表示帶引線封裝,用P-LCC 表示無引線封裝,以示區別。
43、QFH(quad flat high package)
四側引腳厚體扁平封裝。塑料QFP 的一種,為了防止封裝本體斷裂,QFP 本體制作得 較厚(見QFP)。部分半導體廠家採用的名稱。
44、QFI(quad flat I-leaded packgac)
四側I 形引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。引腳從封裝四個側面引出,向下呈I 字 。 也稱為MSP(見MSP)。貼裝與印刷基板進行碰焊連接。由於引腳無突出部分,貼裝佔有面 積小 於QFP。 日立製作所為視頻模擬IC 開發並使用了這種封裝。此外,日本的Motorola 公司的PLL IC 也採用了此種封裝。引腳中心距1.27mm,引腳數從18 於68。
45、QFJ(quad flat J-leaded package)
四側J 形引腳扁平封裝。表面貼裝封裝之一。引腳從封裝四個側面引出,向下呈J 字形 。 是日本電子機械工業會規定的名稱。引腳中心距1.27mm。
材料有塑料和陶瓷兩種。塑料QFJ 多數情況稱為PLCC(見PLCC),用於微機、門陳列、 DRAM、ASSP、OTP 等電路。引腳數從18 至84。
陶瓷QFJ 也稱為CLCC、JLCC(見CLCC)。帶窗口的封裝用於紫外線擦除型EPROM 以及 帶有EPROM 的微機芯片電路。引腳數從32 至84。
46、QFN(quad flat non-leaded package)
四側無引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。現在多稱為LCC。QFN 是日本電子機械工業 會規定的名稱。封裝四側配置有電極觸點,由於無引腳,貼裝佔有面積比QFP 小,高度 比QFP 低。但是,當印刷基板與封裝之間產生應力時,在電極接觸處就不能得到緩解。因此電 極觸點 難於作到QFP 的引腳那樣多,一般從14 到100 左右。 材料有陶瓷和塑料兩種。當有LCC 標記時基本上都是陶瓷QFN。電極觸點中心距1.27mm。
塑料QFN 是以玻璃環氧樹脂印刷基板基材的一種低成本封裝。電極觸點中心距除1.27mm 外, 還有0.65mm 和0.5mm 兩種。這種封裝也稱為塑料LCC、PCLC、P-LCC 等。
47、QFP(quad flat package)
四側引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一,引腳從四個側面引出呈海鷗翼(L)型。基材有 陶 瓷、金屬和塑料三種。從數量上看,塑料封裝佔絕大部分。當沒有特別表示出材料時, 多數情 況為塑料QFP。塑料QFP 是最普及的多引腳LSI 封裝。不僅用於微處理器,門陳列等數字 邏輯LSI 電路,而且也用於VTR 信號處理、音響信號處理等模擬LSI 電路。引腳中心距 有1.0mm、0.8mm、 0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm 等多種規格。0.65mm 中心距規格中最多引腳數為304。 日本將引腳中心距小於0.65mm 的QFP 稱為QFP(FP)。但現在日本電子機械工業會對QFP 的外形規格進行了重新評價。在引腳中心距上不加區別,而是根據封裝本體厚度分為 QFP(2.0mm~3.6mm 厚)、LQFP(1.4mm 厚)和TQFP(1.0mm 厚)三種。
另外,有的LSI 廠家把引腳中心距為0.5mm 的QFP 專門稱為收縮型QFP 或SQFP、VQFP。 但有的廠家把引腳中心距為0.65mm 及0.4mm 的QFP 也稱為SQFP,至使名稱稍有一些混亂 。 QFP 的缺點是,當引腳中心距小於0.65mm 時,引腳容易彎曲。為了防止引腳變形,現已 出現了幾種改進的QFP 品種。如封裝的四個角帶有樹指緩衝墊的BQFP(見BQFP);帶樹脂 保護 環覆蓋引腳前端的GQFP(見GQFP);在封裝本體裏設置測試凸點、放在防止引腳變形的專 用夾 具裏就可進行測試的TPQFP(見TPQFP)。 在邏輯LSI 方面,不少開發品和高可靠品都封裝在多層陶瓷QFP 裏。引腳中心距最小為 0.4mm、引腳數最多為348 的產品也已問世。此外,也有用玻璃密封的陶瓷QFP(見Gerqa d)。
48、QFP(FP)(QFP fine pitch)
小中心距QFP。日本電子機械工業會標準所規定的名稱。指引腳中心距為0.55mm、0.4mm 、 0.3mm 等小於0.65mm 的QFP(見QFP)。
49、QIC(quad in-line ceramic package)
陶瓷QFP 的別稱。部分半導體廠家採用的名稱(見QFP、Cerquad)。
50、QIP(quad in-line plastic package)
塑料QFP 的別稱。部分半導體廠家採用的名稱(見QFP)。
51、QTCP(quad tape carrier package)
四側引腳帶載封裝。TCP 封裝之一,在絕緣帶上形成引腳並從封裝四個側面引出。是利 用 TAB 技術的薄型封裝(見TAB、TCP)。
52、QTP(quad tape carrier package)
四側引腳帶載封裝。日本電子機械工業會於1993 年4 月對QTCP 所制定的外形規格所用 的 名稱(見TCP)。
53、QUIL(quad in-line)
QUIP 的別稱(見QUIP)。
54、QUIP(quad in-line package)
四列引腳直插式封裝。引腳從封裝兩個側面引出,每隔一根交錯向下彎曲成四列。引腳 中 心距1.27mm,當插入印刷基板時,插入中心距就變成2.5mm。因此可用於標準印刷線路板 。是 比標準DIP 更小的一種封裝。日本電氣公司在台式計算機和家電產品等的微機芯片中採 用了些 種封裝。材料有陶瓷和塑料兩種。引腳數64。
55、SDIP (shrink dual in-line package)
收縮型DIP。插裝型封裝之一,形狀與DIP 相同,但引腳中心距(1.778mm)小於DIP(2.54 mm),
因而得此稱呼。引腳數從14 到90。也有稱為SH-DIP 的。材料有陶瓷和塑料兩種。
56、SH-DIP(shrink dual in-line package)
同SDIP。部分半導體廠家採用的名稱。
57、SIL(single in-line)
SIP 的別稱(見SIP)。歐洲半導體廠家多采用SIL 這個名稱。
58、SIMM(single in-line memory module)
單列存貯器組件。只在印刷基板的一個側面附近配有電極的存貯器組件。通常指插入插 座 的組件。標準SIMM 有中心距為2.54mm 的30 電極和中心距為1.27mm 的72 電極兩種規格 。 在印刷基板的單面或雙面裝有用SOJ 封裝的1 兆位及4 兆位DRAM 的SIMM 已經在個人 計算機、工作站等設備中獲得廣泛應用。至少有30~40%的DRAM 都裝配在SIMM 裏。
59、SIP(single in-line package)
單列直插式封裝。引腳從封裝一個側面引出,排列成一條直線。當裝配到印刷基板上時 封 裝呈側立狀。引腳中心距通常為2.54mm,引腳數從2 至23,多數為定製產品。封裝的形 狀各 異。也有的把形狀與ZIP 相同的封裝稱為SIP。
60、SK-DIP(skinny dual in-line package)
DIP 的一種。指寬度為7.62mm、引腳中心距為2.54mm 的窄體DIP。通常統稱為DIP(見 DIP)。
61、SL-DIP(slim dual in-line package)
DIP 的一種。指寬度為10.16mm,引腳中心距為2.54mm 的窄體DIP。通常統稱為DIP。
62、SMD(surface mount devices)
表面貼裝器件。偶爾,有的半導體廠家把SOP 歸為SMD(見SOP)。
63、SO(small out-line)
SOP 的別稱。世界上很多半導體廠家都採用此別稱。(見SOP)。
64、SOI(small out-line I-leaded package)
I 形引腳小外型封裝。表面貼裝型封裝之一。引腳從封裝雙側引出向下呈I 字形,中心 距 1.27mm。貼裝佔有面積小於SOP。日立公司在模擬IC(電機驅動用IC)中採用了此封裝。引 腳數 26。
65、SOIC(small out-line integrated circuit)
SOP 的別稱(見SOP)。國外有許多半導體廠家採用此名稱。
66、SOJ(Small Out-Line J-Leaded Package)
J 形引腳小外型封裝。表面貼裝型封裝之一。引腳從封裝兩側引出向下呈J 字形,故此 得名。 通常為塑料製品,多數用於DRAM 和SRAM 等存儲器LSI 電路,但絕大部分是DRAM。用SO J 封裝的DRAM 器件很多都裝配在SIMM 上。引腳中心距1.27mm,引腳數從20 至40(見SIMM )。
67、SQL(Small Out-Line L-leaded package)
按照JEDEC(美國聯合電子設備工程委員會)標準對SOP 所採用的名稱(見SOP)。
68、SONF(Small Out-Line Non-Fin)
無散熱片的SOP。與通常的SOP 相同。為了在功率IC 封裝中表示無散熱片的區別,有意 增添了NF(non-fin)標記。部分半導體廠家採用的名稱(見SOP)。
69、SOF(small Out-Line package)
小外形封裝。表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出呈海鷗翼狀(L 字形)。材料有 塑料 和陶瓷兩種。另外也叫SOL 和DFP。
SOP 除了用於存儲器LSI 外,也廣泛用於規模不太大的ASSP 等電路。在輸入輸出端子不 超過10~40 的領域,SOP 是普及最廣的表面貼裝封裝。引腳中心距1.27mm,引腳數從8 ~44。
另外,引腳中心距小於1.27mm 的SOP 也稱為SSOP;裝配高度不到1.27mm 的SOP 也稱為 TSOP(見SSOP、TSOP)。還有一種帶有散熱片的SOP。
70、SOW (Small Outline Package(Wide-Jype))
寬體SOP。部分半導體廠家採用的名稱。
71、COB(Chip On Board)
通過bonding 將IC裸片固定於印刷線路板上。也就是是將芯片直接粘在PCB上用引線鍵合達到芯片與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,形成電子元件的製程,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。
72、COG(Chip on Glass)
國際上正日趨實用的COG(Chip on Glass)封裝技術。對液晶顯示(LCD)技術發展大有影響的封裝技術。
參考資料
  • 1.    黃強, 顧明元. 電子封裝材料的研究現狀[J]. 材料導報, 2000, 14(9): 28-32.