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21世纪微电子技术的高速发展,随之带动的是一系列产业的发展。信息、能源、通讯各类新兴产业的发展离不开微电子技术。而微电子封装技术是微电子技术中最关键和核心的技术。! w. ^" Y+ T( s$ ^1 F5 i( \- n
微电子封装体和芯片(Chip或die)通过封装工艺(Packaging)组合成一个微电子器件(Device),通常封装为芯片(或管芯)提供电通路、散热通路、机械支撑、环境防护等,所以微电子封装是微电器件的2个基本组成部分之一,器件的许多可靠性性能都是由封装的性能决定的。
& \6 {7 l" i6 m t$ f: C8 }致力于发展微电子封装技术的人们把目光投在以下4个方面:
' i- ]; N7 C7 i: U% X' ?1、极低的成本。9 v& @1 R( P; j2 }
2、薄、轻、便捷。
( G; Y7 ~% b4 d* @( w, j" Z3、极高的性能。
& y/ T9 w, L0 x K, d4、各种不同的功能包括各类不同的半导体芯片。
0 W( A+ D% d7 q! \微电子封装技术的发展历程 ! Q7 c: L5 r: d4 o) {: W
微电子封装技术的发展经历了3个阶段: 7 ]9 f' U0 L, Z6 v2 g0 i+ ~" l! ^
第一阶段是20世纪70年代中期,由双直列封装技术(DIP)为代表的针脚插入型转变为四边引线扁平封装型(QPF),与DIP相比,QFP的封装尺寸大大减小,具有操作方便、可靠性高、适用于SMT表面安装技术在PCB上安装布线,由于封装外形尺寸小,寄生参数减小,特别适合高频应用。 5 V* i8 A, ~0 x+ \) I: D' V
第二阶段是20世纪90年代中期,以球栅阵列端子BGA型封装为标志,随后又出现了各种封装体积更小的芯片尺寸封装(CSP)。与QPF相比,BGA引线短,散热好、电噪小且其封装面积更小、引脚数量更多、适合大规模生产。 8 I/ u% u* z: C9 W
第三阶段是本世纪初,由于多芯片系统封装SIP出现,将封装引入了一个全新的时代。 ' [! P. c! u) i3 I& d1 r* p5 B! {/ n3 l
BGA\CSP封装球栅阵列封装BGA在GPU、主板芯片组等大规模集成电路封装有广泛应用。它的I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,引线间距大,引线长度短,这样BGA消除了精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题。BGA技术包括很多种类如陶瓷封装BGA(CBGA)、塑料封装BGA(PBGA)以及MicroBGA(μBGA)。
- C* V8 p7 ~4 ^- |: U! [3 }+ \ u* GBGA具有下述优点:
5 V7 _* j+ ~/ l1、I/O引线间距大(如1.0mm,1.27mm),可容纳的I/O数目大,如1.27mm间距的BGA在25mm边长的面积上可容纳350个I/O,而0.5mm间距的QFP在40mm边长的面积上只容纳304个I/O。 * C0 k& q+ {* F7 X3 [! z: ~
2、封装可靠性高,不会损坏引脚,焊点缺陷率低,焊点牢固。
( h! k: w* e; {1 c5 A9 S9 b$ g* w6 H3、管脚水平面同一性较QFP容易保证,因为焊锡球在溶化以后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面误差,而且其引脚牢固运转方便。 r3 _2 ]# n6 [5 Q
4、回流焊时,焊点之间的张力产生良好的自对准效果,允许有50%的贴片精度误差,避免了传统封装引线变形的损失,大大提高了组装成品率。
/ e. ]0 L; B# X% [8 J, C8 P5、有较好的电特性,由于引线短,减小了引脚延迟,并且导线的自感和导线间的互感很低,频率特性好。 # Q; c" W3 F( W# v' M
6、能与原有的SMT贴装工艺和设备兼容,原有的丝印机、贴片机和回流焊设备都可使用,兼容性好,便于统一标准。 + d. W2 S' D* f% m! G" Y# Y
7、焊球引出形式同样适用于多芯片组件和系统封装。
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