淺析半導體封裝技術的發展

浏覽: 作者: 時間:2023-02-20 分類:行業動态
20世紀80年代中期,表面貼裝封裝的主要特點是引線代替針腳,引線爲翼形或丁形,兩邊或四邊引出,節距爲1.27到0.4mm,适合于3-300條引線,表面貼裝技術改變了傳統的PTH插裝形式,通過細微的引線将集成電路貼裝到PCB闆上

淺析半導體封裝技術的發展

 

封裝最初的目的就爲了保護電路芯片免受周圍環境的影響。

 

半導體芯片封裝是利用膜技術及微細加工技術,将芯片及其他要素在框架或基闆上布置、粘貼固定及連接,引出接線端子并通過可塑性絕緣介質灌封固定,構成整體結構的工藝。

 

半導體行業對芯片封裝技術水平的劃分存在不同的标準,目前國内比較通行的标準是采取封裝芯片與基闆的連接方式來劃分,總體來講,集成電路封裝封裝技術的發展可分爲四個階段:

 

階段1:插孔原件時代;

 

80年代以前,封裝的主要技術是針腳插裝(PTH),其特點是插孔安裝到PCB上,主要形式有SIPDIPPGA,它們的不足之處是密度、頻率難以提高,難以滿足高效自動化生産的要求。

 

階段2: 表面貼裝時代;

 

20世紀80年代中期,表面貼裝封裝的主要特點是引線代替針腳,引線爲翼形或丁形,兩邊或四邊引出,節距爲1.270.4mm,适合于3-300條引線,表面貼裝技術改變了傳統的PTH插裝形式,通過細微的引線将集成電路貼裝到PCB闆上。主要形式爲SOP(小外型封裝)、 PLC C(塑料有引線片式載體)、PQFP(塑料四邊引線扁平封裝)、J型引線QFJSOJLCCC(無引線陶瓷芯片載體)等。它們的主要優點是引線細、短,間距小,封裝密度提高;電氣性能提高;體積小,重量輕;易于自動化生産。它們所存在的不足之處是在封裝密度、I/O數以及電路頻率方面還是難以滿足 ASIC 、微處理器發展的需要。

 

階段3: 面積陣列封裝時代;

 

20世紀90年代出現了第二次飛躍,進入了面積陣列封裝時代。該階段主要的封裝形式有焊球陣列封裝(BGA)、芯片尺寸封裝(CSP)、無引線四邊扁平封裝(PQFN)、多芯片組件(MCM)。BGA技術使得在封裝中占有較大體積和重量的管腳被焊球所替代,芯片與系統之間的連接距離大大縮短,BGA技術的成功開發,使得一直滞後于芯片發展的封裝終于跟上芯片發展的步伐。CSP技術解決了長期存在的芯片小而封裝大的根本矛盾,引發了一場集成電路封裝技術的革命。

 

階段4:微電子封裝技術堆疊式封裝時代;

 

進入21世紀,迎來了微電子封裝技術堆疊式封裝時代,它在封裝觀念上發生了革命性的變化,從原來的封裝元件概念演變成封裝系統。目前,以全球半導體封裝的主流正處在第三階段的成熟期,PQFNBGA等主要封裝技術進行大規模生産,部分産品已開始在向第四階段發展。