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微电子封装技术的发展趋势

作者:admin  更新时间:2020-05-21

  21世纪微电子技术的高速发展,随之带动的是一系列产业的发展。信息、能源、通讯各类新兴产业的发展离不开微电子技术。而微电子封装技术是微电子技术中最关键和核心的技术。微电子封装体(Package)和芯片(Chipdie)通过封装工艺(Packaging)组合成一个微电子器件(Device),通常封装为芯片(或管芯)提供电通路、散热通路、机械支撑、环境防护等,所以微电子封装是微电器件的2个基本组成部分之一,器件的许多可靠性性能都是由封装的性能决定的。致力于发展微电子封装技术的人们把目光投在以下4个方面:极低的成本。薄、轻、便捷。极高的性能。各种不同的功能包括各类不同的半导体芯片。

 

微电子封装技术的发展趋势

  1 微电子封装技术的发展历程

  微电子封装技术的发展经历了3个阶段:

  第一阶段是20世纪70年代中期,由双直列封装技术(DIP)为代表的针脚插入型转变为四边引线扁平封装型(QPF),与DIP相比,QFP的封装尺寸大大减小,具有操作方便、可靠性高、适用于SMT表面安装技术在PCB上安装布线,由于封装外形尺寸小,寄生参数减小,特别适合高频应用。

  第二阶段是20世纪90年代中期,以球栅阵列端子BGA型封装为标志,随后又出现了各种封装体积更小的芯片尺寸封装(CSP)。与QPF相比,BGA引线短,散热好、电噪小且其封装面积更小、引脚数量更多、适合大规模生产。

  第三阶段是本世纪初,由于多芯片系统封装SIP出现,将封装引入了一个全新的时代。

  2 微电子封装的主流技术

  目前的主流技术集中在BGACSP以及小节距的QPF等封装技术上,并向埋置型三维封装、有源基板型三维封装、叠层型三维封装即三维封装和系统封装的方向发展。

  2.1 BGA\CSP封装

  球栅阵列封装BGAGPU、主板芯片组等大规模集成电路封装有广泛应用。它的I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,引线间距大,引线长度短,这样BGA消除了精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题。BGA技术包括很多种类如陶瓷封装BGA(CBGA)、塑料封装BGA(PBGA)以及MicroBGA(μBGA)BGA具有下述优

  点:

  ①I/O引线间距大(1.0mm1.27mm),可容纳的I/O数目大,如1.27mm间距的BGA25mm边长的面积上可容纳350I/O,而0.5mm间距的QFP40mm边长的面积上只容纳304I/O

  封装可靠性高,不会损坏引脚,焊点缺陷率低,焊点牢固。

  管脚水平面同一性较QFP容易保证,因为焊锡球在溶化以后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面误差,而且其引脚牢固运转方便。

  回流焊时,焊点之间的张力产生良好的自对准效果,允许有50%的贴片精度误差,避免了传统封装引线变形的损失,大大提高了组装成品率。

  有较好的电特性,由于引线短,减小了引脚延迟,并且导线的自感和导线间的互感很低,频率特性好。

  能与原有的SMT贴装工艺和设备兼容,原有的丝印机、贴片机和回流焊设备都可使用,兼容性好,便于统一标准。

  焊球引出形式同样适用于多芯片组件和系统封装。