从厂电子产品、薄、短、小及高功能发展(图)

时间：2022-03-17

晶圆从工厂获得减薄和中测后，即可进入后端封装。封装对集成电路起到机械支撑和机械保护、信号传输和配电、散热、环保等作用。

芯片的封装技术经历了几代的变化，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM，技术指标一代代先进，包括芯片面积比到包装区。越接近1，适用频率越高，耐温性越好，管脚越多，管脚间距越小，重量越轻，可靠性越高，使用越方便。

近年来，电子产品向轻、薄、短、小、高功能方向发展，封装市场也随着信息通信产品的高频化、高I/O数和小型化趋势而演进。

从1980年代以前的通孔(PTH)型，主流产品为DIP(Dual In-Line)，到1980年代发展为由SMT(Mount)技术衍生的SOP(Small Out-Line)、SOJ(Small) . Out-Line J-Lead）、PLCC（Leaded Chip）、QFP（Quad Flat）封装，在IC功能和I/O管脚数量逐渐增加后，1997年Intel率先从QFP封装更新到BGA（球栅阵列）。,ball pin array matrix)封装方式，此外，较近主流的封装方式有CSP(Chip Scale芯片级封装)和Flip Chip(倒装芯片)。

一。BGA

BGA（Ball Grid Array）封装方法是一种先进的封装技术，在封装的底部或上表面焊接有许多球凸块，通过这些焊块实现封装体与基板之间的互连。

BGA封装经过十多年的发展，已进入实用阶段。1987年，日本西铁城()公司开始研制塑封球栅面阵封装的芯片（即BGA）。随后，摩托罗拉、康柏等公司也立即加入了开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于手机。同年，康柏也将其应用在工作站和个人电脑上。直到五六年前，我们才开始在计算机CPU（即 II、 III、 IV等）和芯片组（如i850），扩大了BGA的应用领域）起到了推波助澜的作用。目前，BGA已成为一种较为流行的IC封装技术，2000年其**市场规模为12亿。

BGA封装比QFP更先进，比PGA更好，但其芯片面积/封装面积比仍然很低。该公司在BGA的基础上进行了改进，开发了另一种封装技术，称为μBGA。根据0.5mm焊盘的中心距，芯片面积/封装面积之比为1:4。BGA向前迈出了一大步。

随着**对电子产品个性化、轻量化的需求，对集成电路封装的要求也越来越严格。

1994年9月，日本三菱电机研制出芯片area/ area=1:1.1的封装结构，其封装尺寸仅比裸露的芯片大一点。也就是说，单个IC的尺寸芯片与封装尺寸一样大，因此诞生了一种新的封装形式芯片封装，命名为芯片尺寸封装，简称CSP（Chip Size or芯片规模）。CSP 是一种小型封装，其封装尺寸较接近种子内核（die）的尺寸。它减小了芯片封装外形的尺寸，因此封装尺寸可以与裸芯片尺寸一样大。即封装IC的边长不大于1.2倍芯片，IC面积仅1.4倍于裸片（Die）。

二。CSP

有两种基本类型的 CSP：封装在固定标准焊盘占位面积内的 CSP，以及封装外壳尺寸随内核尺寸而变化的 CSP。常见的CSP分类方法根据封装外壳本身的结构来划分，分为柔性CSP、刚性CSP、引线框架CSP和晶圆级封装（WLP）。柔性 CSP 封装和晶圆级封装的外形尺寸随种子内核的大小而变化；刚性 CSP 和引线框架 CSP 封装受标准压力点位置和尺寸的限制。

CSP封装适用于引脚数较少的IC，如记忆棒和便携式电子产品。未来将广泛应用于信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络WLAN/、ADSL/手机芯片、蓝牙（）和其他新兴产品。

倒装芯片技术起源于 1960 年代，是为 IBM 开发的。Flip Chip 技术是将锡铅球沉积在 I/O 焊盘上，然后芯片flip good heat 将熔化的锡铅球与陶瓷机板结合起来。这种技术取代了传统的引线键合，逐渐成为主流未来的包装。目前主要应用于高主频CPU、GPU（Unit）等产品。

三。LGA

LGA（Land Grid Array）：LGA（Land Grid Array）是一种重要的无焊球封装形式，可以直接安装在印刷电路板上（pcb），相比其他BGA封装要方便很多与基板或基板互连，广泛用于微处理器和其他高端芯片封装。

四。CGA

CGA（Column Grid Array）圆柱网格阵列，又称柱栅阵列封装。

1999年*三季度，公司工程师开始研究插座形式以外的其他解决方案。他们首先尝试直接在 pcb 板上进行球栅阵列焊接。这种方法解决了组装??和屏蔽问题，因为球环降低了 EMI。但球型偏大，导致整体尺寸相应扩大。

较终，这个问题在 1999 年底得到了解决。当时的工程师发现，由 2 微米长和 0.4 微米宽的微小金属柱组成的网格可以提供电气连接，控制电磁干扰，并有效节省整体体积的一部分。柱栅阵列封装方式采用特殊设计的塑料框架，其中放置了200多个微电网芯片封装，较终解决了电磁屏蔽和电路连接问题，同时使用方便。

五号。职业高尔夫球协会

PGA芯片封装在芯片内外有多个方形管脚，每个方形管脚沿芯片的圆周间隔一定距离排列。根据引脚的数量，可以形成2-5个圆圈。安装时，将芯片插入** PGA 插座。为了让CPU安装和拆卸更方便，从486芯片开始，出现了一个叫ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装CPU的安装和拆卸要求。

六。ZIF

ZIF（Zero Force Socket）是指插入力为零的插座。只需轻轻抬起此插座上的扳手，即可轻松轻松地将 CPU 插入插座。然后将扳手按回原位，利用插座本身特殊结构产生的挤压力，使CPU的引脚与插座牢固接触，**没有接触不良的问题。拆卸CPU芯片只需轻轻抬起插座的扳手，压力就会释放，CPU芯片就可以轻松拆卸了。

七。QFP

QFP封装的芯片管脚间距很小，管脚很细。一般大型或**大型集成电路采用这种封装形式，管脚数量一般在100个以上。芯片这种形式封装的必须是SMD（ Mount Device ）焊接到主板上< @芯片。芯片使用贴片安装不需要在主板上打孔。一般在主板表面设计有对应引脚的焊点。将芯片的脚对准对应的焊点，实现与主板的焊接。以这种方式焊接的芯片没有特殊工具很难去除。

八。PFQ

PFP（Flat）方式封装的芯片与QFP方式基本相同。一的区别是 QFP 通常是正方形的，而 PFP 可以是正方形或矩形。

九。DCA(COB)

芯片Direct Chip Attach（简称DCA），也称为芯片技术（Chip-on-Board for COB）一种将裸集成电路芯片直接贴在电路板采用焊接、倒装焊接等方法。Flip-chip芯片是COB的一种（另外两种是引线键合和载带自动键合），它面向芯片@ > 基板的有源区域，并呈现一系列焊料凸块，用于芯片与基板的互连。

它提供了许多优点；消除了对引线键合连接的需要；增加输入/输出 (I/O) 连接密度；并且在打印电路板上使用很少的空间。与引线键合相比，它实现了更多的 I/O 并加快了操作速度。

十。标准作业程序

SOP 也是一种非常常见的包装形式，始于 1970 年代后期。SOP封装应用范围广泛，逐渐衍生出SOJ（J-pin小外形封装）、TSOP（薄型小外形封装）、VSOP（较小外形封装）、SSOP（收缩SOP）、TSSOP（薄型小外形封装） ) 缩减的SOP)、SOT(Small )、SOIC(Small )等在集成电路中发挥了举足轻重的作用。和主板的频率发生器一样，采用的是SOP封装。

十一。蘸

DIP（Dual-In-Line）：双列直插式封装，指以双列直插形式封装的集成电路芯片，大部分中小型集成电路（IC）采用这种封装形式，引脚数一般不**过100个。在70年代很流行。这种封装形式的引脚从封装的两侧引出，封装材料为塑料和陶瓷。DIP封装的特点是适合pcb通孔贴装，易于pcb接线。它的应用范围很广，包括标准逻辑IC电路、微机电路等。虽然DIP封装有点过时了，但是很多主板的BIOS芯片还是采用了这个封装

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