封装技术助力集成电路产业快速发展
< 返回列表时间: 2009-06-30来源:电气自动化新闻 封装技术现状[慧聪电子网]近年来,国内外集成电路市场需求不断上升,产业规模迅速发展,集成电路产业已成为国民经济发展的关键。旺盛的包装检测市场需求给国内包装检测企业带来了良好的发展机遇。目前,我国包装检测行业正逐步走向良性循环。但从技术水平和生产规模来看,国内包装检测企业尤其是本土企业与国际一流企业还有较大差距。大部分项目属于劳动密集型介质适用包装技术,尚处于以市场换技术的“初级阶段”。面对强大的市场和IC封装产业的发展需求,发展具有自主知识产权的先进封装技术,形成具有自主创新能力和核心竞争力的产业链,而实现本土企业的可持续发展已成为我国集成电路封装行业亟待解决的全局性和战略性问题。国家支持的高密度集成电路封装技术国家工程实验室正好满足了这一需求。封装技术的主要应用是封装,这对于芯片来说是必要和关键的。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质腐蚀芯片电路,造成电性能下降。另一方面,封装芯片更容易安装和运输。因为封装工艺的好坏也直接影响到芯片本身的性能和PCB(印刷电路板)的设计与制造,所以显得非常重要。封装也可以说是指用于安装半导体集成电路芯片的外壳。它不仅起到放置、固定、密封、保护芯片和提高导热系数的作用,而且是芯片内部世界与外部电路之间的桥梁。芯片上的触点通过导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚通过印刷电路板上的导线与其他器件进行通信,从而实现连接。因此,对于许多IC产品来说,封装技术是一个非常关键的部分。目前,CPU封装大多采用绝缘塑料或陶瓷材料封装,可以密封和提高芯片的电热性能。随着处理器芯片的内部频率越来越高,功能越来越强,引脚数量越来越多,封装的形状也在不断变化。CPU封装技术所谓的封装技术是一种用绝缘塑料或陶瓷材料进行集成电路封装的技术。以CPU为例,我们实际看到的体积和外观并不是真正CPU内核的大小和外观,而是CPU内核等组件的封装产品。Dip封装(dual-in-line package)又称双列直插式封装技术,是指以双列直插式封装形式封装的集成电路芯片。大多数中小型集成电路都采用这种封装,引脚数一般不超过100个。dip封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入dip结构的芯片插座中。当然,也可以直接插入具有相同焊孔数和几何排列的电路板中进行焊接。应特别小心地将dip封装中的芯片从芯片插座中插入和取出,以避免损坏引脚。浸包结构形式包括:多层陶瓷浸包、单层陶瓷浸包、引线框架浸包(包括玻璃陶瓷密封、塑料密封结构、陶瓷低熔点玻璃密封)等。适用于PCB(印刷电路板)上的穿孔焊接,操作方便。2芯片面积与封装面积之比大,体积也大。最早的4004、8008、8086、8088等CPU均采用dip封装,其上的两排引脚可插入主板上的插槽或焊接在主板上。QFP包装技术的中文含义称为塑料四平板包装技术。CPU芯片引脚之间的距离很小,引脚很薄。大规模或超大规模集成电路一般采用这种封装形式,引脚数一般在100个以上。该技术在封装CPU时操作简单,可靠性高,且封装尺寸小,寄生参数小,适合高频应用。该技术主要适用于SMT表面贴装技术在PCB上安装布线。QFP包装技术的中文含义称为塑料四平板包装技术。CPU芯片引脚之间的距离很小,引脚很薄。大规模或超大规模集成电路一般采用这种封装形式,引脚数一般在100个以上。该技术在封装CPU时操作简单,可靠性高,且封装尺寸小,寄生参数小,适合高频应用。该技术主要适用于SMT表面贴装技术在PCB上安装布线。PFP包装技术的英文全称是plastic flat package,中文意思是plastic flat package。采用这种技术封装的芯片也必须采用贴片技术与主板焊接。SMD芯片不需要在主板上打孔。一般来说,在主板表面有设计好的带有相应引脚的焊盘。通过将芯片的每个引脚对准相应的焊盘,实现与主板的焊接。用这种方法焊接的芯片没有专用工具很难拆卸。这项技术与上面的QFP技术基本相似,只是封装外形不同。PGA封装技术又称为陶瓷针栅阵列封装技术。采用该技术封装的芯片内外有多个方阵管脚。每个方形阵列引脚沿芯片外围一定距离排列。根据针数,可以围成2-5圈。安装时,将芯片插入专用PGA插座。为了使CPU的安装和拆卸更加方便,486芯片上出现了一种zifcpu插座,专门用于满足PGA封装CPU的安装和拆卸要求。这种技术一般用于频繁操作的情况。BGA封装BGA技术是球栅阵列封装技术。这一技术的出现成为高密度、高性能、多引脚封装的CPU、主板南桥和北桥芯片的最佳选择。但是BGA封装占用了很大的衬底面积。虽然I/O管脚的数量增加了,但是管脚之间的距离远大于QFP,这提高了装配成品率。此外,该工艺采用可控折叠片焊接方法,可提高其电热性能。另外,共面焊接技术可以应用于装配中,可以大大提高封装的可靠性;而且该技术实现的CPU信号传输延迟小,自适应频率可以大大提高。BGA封装具有以下特点:1。虽然I/O管脚数量增加,但管脚间距远大于QFP封装,提高了成品率。2虽然BGA的功耗增加了,但可控折叠芯片焊接方法可以提高BGA的电热性能。三。信号传输时延小,自适应频率大大提高。4共面焊可用于装配,可靠性大大提高,是一种常见的封装形式:OPGA(organicpingridarray)。包装的基材是玻璃纤维,类似于印刷电路板上使用的材料。这种封装方法可以降低阻抗和封装成本。OPGA封装缩短了外部电容与处理器内核之间的距离,可以更好地提高内核的供电能力,滤除电流杂波。大多数AMD的Athlon XP系列CPU都使用这种封装。MPGA封装MPGA、micro-PGA封装,目前仅使用AMD的Athlon 64和Intel的Xeon系列CPU,且多为高端产品,是一种先进的封装形式。CPGA封装CPGA又称陶瓷封装,称为ceramicpga。主要用于Thunderbird core和Palomino core的Athlon处理器上。FC-PGA封装FC-PGA封装是倒装芯片引脚网格阵列的缩写,引脚插入插座。这些芯片被反转,使得计算机芯片的芯片或处理器部分暴露在处理器的上部。通过暴露芯片,热溶液可直接应用于芯片,从而实现更有效的芯片冷却。为了通过隔离电源和接地信号来提高封装性能,FC-PGA处理器在处理器底部的电容器放置区域(处理器中心)有离散的电容器和电阻。芯片底部的针脚呈之字形。此外,插脚的排列方式使处理器只能以一种方式插入插座。FC-PGA软件包用于奔腾III和英特尔赛扬处理器,这两种处理器都使用370个引脚。Fc-pga2封装Fc-pga2封装为s