淺談封裝

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封裝的作用 

封裝(Package)關于芯片來說是必需的，也是至關重要的。封裝也能夠說是指裝置半導體集成電路芯片用的外殼，它不只起著維護芯片和加強導熱性能的作用，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁和規格通用功用的作用。封裝的主要作用有： 

(1)物理維護 

由于芯片必需與外界隔離，以避免空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而形成電氣性能降落，維護芯片外表以及銜接引線等，使相當嬌嫩的芯片在電氣或熱物理等方面免受外力損傷及外部環境的影響；同時經過封裝使芯片的熱收縮系數與框架或基板的熱收縮系數相匹配，這樣就能緩解由于熱等外部環境的變化而產生的應力以及由于芯片發熱而產生的應力，從而可避免芯片損壞失效。基于散熱的請求，封裝越薄越好，當芯片功耗大于2W時，在封裝上需求增加散熱片或熱沉片，以加強其散熱冷卻功用；5～1OW時必需采取強迫冷卻手腕。另一方面，封裝后的芯片也更便于裝置和運輸。 

(2)電氣銜接 

封裝的尺寸調整(間距變換)功用可由芯片的極細引線間距，調整到實裝基板的尺寸間距，從而便于實裝操作。例如從以亞微米(目前已到達0．1 3μm以下)為特征尺寸的芯片，到以10μm為單位的芯片焊點，再到以100μm為單位的外部引腳，最后劍以毫米為單位的印刷電路板，都是經過封裝米完成的。封裝在這里起著由小到大、由難到易、由復雜到簡單的變換作用，從而可使操作費用及資料費用降低，而且能進步工作效率和牢靠性，特別是經過完成布線長度和阻抗配比盡可能地降低銜接電阻，寄生電容和電感來保證正確的信號波形和傳輸速度。 

(3)規范規格化 

規格通用功用是指封裝的尺寸、外形、引腳數量、間距、長度等有規范規格，既便于加工，又便于與印刷電路板相配合，相關的消費線及消費設備都具有通用性。這關于封裝用戶、電路板廠家、半導體廠家都很便當，而且便于規范化。相比之下，裸芯片實裝及倒裝目前尚不具備這方面的優勢。由于組裝技術的好壞還直接影響到芯片本身性能的發揮和與之銜接的印刷電路板(PCB)的設計和制造，關于很多集成電路產品而言，組裝技術都是十分關鍵的一環。 

封裝的分類 

半導體(包括集成電路和分立器件)其芯片的封裝曾經歷了好幾代的變化，從DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到MCP再到SIP，技術指標一代比一代先進，包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1，適用頻率越來越高，耐溫性能越來越好，引腳數增加，引腳間距減小，重量減小，牢靠性進步，運用愈加便當等等。封裝(Package)可謂品種繁多，而且每一種封裝都有其共同的中央，即它的優點和缺乏之處，當然其所用的封裝資料、封裝設備、封裝技術依據其需求而有所不同。合芯半導體封裝外形有TO-252,TO-251,TO-220,TO-263,TO-220F,TO-126,TO-92,SOT-23,SOT-89。 

（一）依據資料分類 

1、金屬封裝 

金屬封裝始于三極管封裝，后漸漸地應用于直插式扁平式封裝，根本上乃是金屬-玻璃組裝工藝。由于該種封裝尺寸嚴厲、精度高、金屬零件便于大量消費，故其價錢低、性能優秀、封裝工藝容易靈敏，被普遍應用于晶體管和混合集成電路如振蕩器、放大器、鑒頻器、交直流轉換器、濾頗器、繼電器等等產品上，如今及未來許多微型封裝及多芯片模塊(MCM)也采用此金屬封裝。金屬封裝的品種有光電器件封裝包括帶光窗型、帶透鏡型和帶光纖型；分妒器件封裝包括A型、B型和C型；混合電路封裝包括雙列直插型和扁平型；特殊器件封裝包括矩正型、多層多窗型和無磁資料型。 

2、陶瓷封裝 

早期的半導體封裝多以陶瓷封裝為主，隨同著半導體器件的高度集成化和高速化的開展，電子設備的小型化和價錢的降低，陶瓷封裝局部地被塑料封裝替代，但陶瓷封裝的許多用處仍具有不可替代的功用，特別是集成電路組件工作頻率的進步，信號傳送速度的加快和芯片功耗的增加，需求選擇低電阻率的布線導體資料，低介電常數，高導電率的絕緣資料等。陶瓷封裝的品種有DIP和SIP；對大范圍集成電路封裝包括PGA，PLCC，QFP和BGA。 

3、金屬一陶瓷封裝 

它是以傳統多層陶瓷工藝為根底，以金屬和陶瓷資料為框架而開展起來的。最大特征是高頻特性好而噪音低而被用于微波功率器件，如微波毫米波二極管、微波低噪聲三極管、微波毫米波功率三極管。正因如此，它對封裝體積大的電參數如有線電感、引線電阻、輸出電容、特性阻抗等請求苛刻，故其廢品率比擬低；同時它必需很好地處理多層陶瓷和金屬資料的不同收縮系數問題，這樣才干保證其牢靠性。金屬一陶瓷封裝的品種有分立器件封裝包括同軸型和帶線型；單片微波集成電路(MMIC)封裝包括載體型、多層陶瓷型和金屬框架一陶瓷絕緣型。 

4、塑料封裝 

塑料封裝由于其本錢低廉、工藝簡單，并適于大批量消費，因此具有極強的生命力，自降生起開展得越來越快，在封裝中所占的份額越來越大。目前塑料封裝在全世界范圍內占集成電路市場的95％以上。在消費類電路和器件根本上是塑料封裝的天下；在工業類電路中所占的比例也很大，其封裝方式品種也是最多。塑料封裝的品種有分立器件封裝，包括A型和F型；集成電路封裝包括SOP、DIP、QFP和BGA等。 

（二）依據密封性分類 

按封裝密封性方式可分為氣密性封裝和樹脂封裝兩類。他們的目的都是將晶體與外部溫度、濕度、空氣等環境隔絕，起維護和電氣絕緣作用；同時還可完成向外散熱及緩和應力。其中氣密性封裝牢靠性較高，但價錢也高，目前由于封裝技術及資料的改良，樹脂封占絕對優勢，只是在有些特殊范疇，特別是國度級用戶中，氣密性封裝是必不可少的。氣密性封裝所用到的外殼能夠是金屬、陶瓷玻璃，而其中氣體能夠是真空、氮氣及惰性氣體。 

（三） 依據外形、尺寸、構造分類 

按封裝的外形、尺寸、構造分類可分為引腳插入型、外表貼裝型和高級封裝。 

1、插入式封裝 

引腳插入式封裝(Through-Hole Mount)。此封裝方式有引腳出來，并將引腳直接插入印刷電路板(PWB)中，再由浸錫法停止波峰焊接，以完成電路銜接和機械固定。由于引腳直徑和間距都不能太細，故印刷電路板上的通孔直徑，間距乃至布線都不能太細，而且它只用到印刷電路板的一面，從而難以完成高密度封裝。它又可分為引腳在一端的封裝(Single ended)，引腳在兩端的封裝(Double ended)禾口弓I勝9矩正封裝(Pin Grid Array)。 

2、尺寸貼片封裝(SOP) 

外表貼片封裝(Surface Mount)。它是從引腳直插式封裝開展而來的，主要優點是降低了PCB電路板設計的難度，同時它也大大降低了其自身的尺寸。我們需求將引腳插片封裝的集成電路插入PCB中，故需求在PCB中依據集成電路的引腳尺寸(FootPrint)做出專對應的小孔，這樣就可將集成電路主體局部放置在．PCB板的一面，同時在PCB的另一面將集成電路的引腳焊接到PCB上以構成電路的銜接，所以這就耗費了PCB板兩面的空間，而對多層的PCB板而言，需求在設計時在每一層將需求專孔的中央騰出。而外表貼片封裝的集成電路只須將它放置在PCB板的一面，并在它的同一面停止焊接，不需求專孔，這樣就降低了PCB電路板設計的難度。外表貼片封裝的主要優點是降低其自身的尺寸，從而加大了：PCB上IC的密集度。用這種辦法焊上去的芯片，假如不用專用工具是很難拆卸下來的。外表貼片封裝依據引腳所處的位置可分為：Single-ended(引腳在一面)、Dual(引腳在兩邊)、Quad(引腳在四邊)、Bottom(引腳在下面)、BGA(引腳排成矩正構造)及其它。 

3、外表貼片QFP封裝 

四邊引腳扁平封裝 (QFP：Plastic Quad Flat Pockage)。QFP是由SOP開展而來，其外形呈扁平狀，引腳從四個側面引出呈海鷗翼(L)型，如圖4所示。鳥翼形引腳端子的一端由封裝本體引出，而另一端沿四邊布置在同一平面上。它在印刷電路板(PWB)上不是靠引腳插入PWB的通孔中，所以不用在主板上打孔，而是采用SMT方式即經過焊料等貼附在PWB上，普通在主板外表上有設計好的相應管腳的焊點，將封裝各腳對準相應的焊點，即可完成與主板的焊接。因而，PWB兩面能夠構成不同的電路，采用整體回流焊等方式可使兩面上搭載的全部元器件一次鍵合完成，便于自動化操作，實裝的牢靠性也有保證。這是目前最普遍采用的封裝構成。用這種辦法焊上去的芯片，假如不用專用工具是很難拆卸下來的。 

4、外表貼片BGA封裝 

球型矩正封裝(BGA：Ball Grid Array)，見圖5。日本西鐵城(CitiZell)公司于1987年著手研制塑料球型矩正封裝，然后摩托羅拉、康柏等公司也隨即參加到開發BGA的行列。其后摩托羅拉率先將球型矩正封裝應用于挪動電話，同年康柏公司也在工作站、個人計算機上加以應用，接著Intel公司在計算機CPU中開端運用BGA。固然日本公司首先研發球型矩正封裝，但當時日本的一些半導體公司想依托其高超的操作技藝固守QFP不放而對BGA的興味不大，而美國公司對：BGA應用范疇的擴展，對BGA的開展起到了火上澆油的作用。BGA封裝經過十幾年的開展曾經進入適用化階段，目前BGA已成為最搶手封裝。 

5、高級封裝 

晶片級封裝CSP(Chip Scale Package)。幾年之前以上一切的封裝其封裝本面子積與芯片面積之比通常都是幾倍到幾十倍，但近幾年來有些公司在BGA、TSOP的根底上加以改良而使得封裝本面子積與芯片面積之比減小到接近1的程度，所以就在原來的封裝稱號下冠以芯片級封裝以用來和以前封裝的區別。就目前來看，人們對芯片級封裝還沒有一個統一的定義，有些公司將封裝本面子積與芯片面積之比小于2的定為CSP，而有些公司將封裝本面子積與芯片面積之比小于1．4或1．2的定為CSP。目前開發應用最為普遍的是FBGA和QFN等，主要用于內存件和邏輯器件。就目前來看CSP的引腳數還不可能太多，從幾十到一百以上。這種高密度、小巧、扁薄的封裝十分適用于設計小巧的掌上型消費類電子安裝，如個人信息工具、手機、攝錄一體機、以及數碼相機等。 
目前國內近二十年的發展半導體封裝測試已經處在國際領先位置，半導體封裝廠也有不少，合芯半導體就是其中之一，合芯半導體主要封裝銷售MOS管，可控硅，三極管等，是你質優價優的好選擇。歡迎芯片加工。