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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。
! p3 ]" D/ {# c c4 O( W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。
% @- X% b1 A: t* ?* T/ g) N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:
9 ~8 P' n/ p% U* { Q1、极低的成本。3 V- s- m/ M. i8 J
2、薄、轻、便捷。
6 K' L7 C# X3 ?9 |5 x; a3、极高的性能。
7 ]0 j/ P7 T0 Y) F4、各种不同的功能包括各类不同的半导体芯片。
* ^* D& y- }& `1 f微电子封装技术的发展历程 # t# B, g7 p1 e$ j
微电子封装技术的发展经历了3个阶段:
) Q- i& ]! F5 w+ l4 k8 {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。
( R+ }1 F, ]: Q, L: r( z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。
: ?1 `: z* W4 r3 m; Z3 `6 h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。
9 c$ J6 A- K; o, ]) p1 dBGA\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)。% i: O( v0 z4 N7 t7 L: e" Z! i
BGA具有下述优点: 2 G9 m- V1 o/ a4 i* x, C
1、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。 ) ~# X" _/ p R3 C O
2、封装可靠性高,不会损坏引脚,焊点缺陷率低,焊点牢固。 6 {" a& L( j& r4 i
3、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。
6 M8 G0 U. `* p( I4、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。 4 [) A5 E& A$ ^' ?
5、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。
. c6 S/ F3 |8 y- o6、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。 1 @7 X) G% R( q, k C& R
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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