【導讀】集成電路封裝技術的演進主要為了符合終端系統產品的需求,為配合系統產品多任務、小體積的發展趨勢,集成電路封裝技術的演進方向即為高密度、高腳位、薄型化、小型化。那么目前集成電路封裝行業的技術水平在哪個點上呢？又有哪些特點呢？
集成電路封裝技術的演進主要為了符合終端系統產品的需求,為配合系統產品多任務、小體積的發展趨勢,集成電路封裝技術的演進方向即為高密度、高腳位、薄型化、小型化。半導體行業對芯片封裝技術水平的劃分存在不同的標準,目前國內比較通行的標準是采取封裝芯片與基板的連接方式來劃分,總體來講,集成電路封裝封裝技術的發展可分為四個階段:
第一階段:20 世紀 80 年代以前(插孔原件時代)。
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 SIP、DIP、PGA,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產的要求。
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 SIP、DIP、PGA,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產的要求。
第二階段:20 世紀 80 年代中期(表面貼裝時代).
表面貼裝封裝的主要特點是引線代替針腳,引線為翼形或丁形,兩邊或四邊引出,節距為 1.27 到 0.4 mm,適合于 3-300 條引線,表面貼裝技術改變了傳統的 PTH 插裝形式,通過細微的引線將集成電路貼裝到 PCB 板上。主要形式為 SOP(小外型封裝)、PLCC(塑料有引線片式載體)、PQFP(塑料四邊引線扁平封裝)、J 型引線 QFJ 和 SOJ、LCCC(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;易于自動化生產。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。
表面貼裝封裝的主要特點是引線代替針腳,引線為翼形或丁形,兩邊或四邊引出,節距為 1.27 到 0.4 mm,適合于 3-300 條引線,表面貼裝技術改變了傳統的 PTH 插裝形式,通過細微的引線將集成電路貼裝到 PCB 板上。主要形式為 SOP(小外型封裝)、PLCC(塑料有引線片式載體)、PQFP(塑料四邊引線扁平封裝)、J 型引線 QFJ 和 SOJ、LCCC(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;易于自動化生產。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。
第三階段: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,使得一直滯后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。
第四階段: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, PQFN 和 BGA等主要封裝技術進行大規模生產,部分產品已開始在向第四階段發展。發行人所掌握的 WLCSP 封裝技術可以進行堆疊式封裝,發行人封裝的微機電系統(MEMS)芯片就是采用堆疊式的三維封裝。
