1、Foxconn Technology Group,SMT Technology Development Committee,SMT Technology Center SMT 技術(shù)中心,IC封裝技術(shù),目 錄,IC封裝的定義 IC封裝的作用 IC封裝的分類 IC封裝的流程 IC封裝的內(nèi)容,無所不在的半導(dǎo)體,是連續(xù)性發(fā)展的技術(shù) 電子產(chǎn)業(yè)的“原油” 、 “稻米” 是電子產(chǎn)品的 “神經(jīng)系統(tǒng)”,IC封裝的定義,集成電路封裝 采用一定的材料以一定的形式將集成電路芯片封裝起來 。,IC封裝的定義,通過一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件，按照一定的電路互連，“集成”在一塊半

2、導(dǎo)體單晶片（如硅或砷化鎵）上，封裝在一個外殼內(nèi)，執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能。,集成電路（Integrated Circuit，IC ）：,集成電路芯片的顯微照片,IC封裝的定義,50m,100 m 頭發(fā)絲粗細(xì),30m,1m 1m (晶體管的大小),3050m (皮膚細(xì)胞的大小),90年代生產(chǎn)的集成電路中晶體管大小與人類頭發(fā)絲粗細(xì)、皮膚細(xì)胞大小的比較,IC封裝的定義,集成電路發(fā)展史上的幾個里程碑,1962年Wanlass、C. T. SahCMOS技術(shù) 現(xiàn)在集成電路產(chǎn)業(yè)中占95%以上 1967年Kahng、S. Sze 非揮發(fā)存儲器 1968年Dennard單晶體管DRAM 1971年Intel公司

3、微處理器計算機(jī)的心臟 目前全世界微機(jī)總量約6億臺，在美國每年由計算機(jī)完成的工作量超過4000億人年工作量。美國歐特泰克公司認(rèn)為：微處理器、寬頻道連接和智能軟件將是21世紀(jì)改變?nèi)祟惿鐣徒?jīng)濟(jì)的三大技術(shù)創(chuàng)新,IC封裝的定義,小型化 價格急劇下降 功耗降低 故障率降低,IC封裝的作用,集成電路的作用,集成電路封裝對集成電路有著極其重要的作用，主要有以下四個方面：,IC封裝的作用,(1)對集成電路起機(jī)械支撐和機(jī)械保護(hù)作用。,(2)對集成電路起著傳輸信號和分配電源的作用。 (3)對集成電路起著熱耗散的作用。 (4)對集成電路起著環(huán)境保護(hù)的作用。,IC封裝的作用,集成電路的分類可按： 器件結(jié)構(gòu)類型 集成電

4、路規(guī)模 使用的基片材料 電路形式 應(yīng)用領(lǐng)域（芯片功能）,IC封裝的分類,按器件結(jié)構(gòu)類型分類,雙極集成電路：主要由雙極晶體管構(gòu)成 NPN型雙極集成電路 PNP型雙極集成電路 金屬-氧化物-半導(dǎo)體(MOS)集成電路：主要由MOS晶體管(單極晶體管)構(gòu)成 NMOS PMOS CMOS(互補(bǔ)MOS),優(yōu)點(diǎn)是速度高、驅(qū)動能力強(qiáng)， 缺點(diǎn)是功耗較大、集成度較低,功耗低、集成度高，隨著特征 尺寸的縮小，速度也可以很高,IC封裝的分類,雙極-MOS(BiMOS)集成電路：同時包括雙極和MOS晶體管的集成電路為BiMOS集成電路，綜合了雙極和MOS器件兩者的優(yōu)點(diǎn)，但制作工藝復(fù)雜,IC封裝的分類,按器件結(jié)構(gòu)類型分類

5、,按集成電路規(guī)模分類,集成度：每塊集成電路芯片中包含的元器件數(shù)目 小規(guī)模集成電路(Small Scale IC，SSI) 中規(guī)模集成電路(Medium Scale IC，MSI) 大規(guī)模集成電路(Large Scale IC，LSI) 超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale IC，VLSI) 特大規(guī)模集成電路(Ultra Large Scale IC，ULSI) 巨大規(guī)模集成電路(Gigantic Scale IC，GSI）,IC封裝的分類,按結(jié)構(gòu)形式的分類,單片集成電路： 它是指電路中所有的元器件都制作在同一塊半導(dǎo)體基片上的集成電路 在半導(dǎo)體集成電路中最常用的半導(dǎo)體材料是硅，除此

6、之外還有GaAs等 混合集成電路： 厚膜集成電路 薄膜集成電路,IC封裝的分類,按芯片功能分類,數(shù)字集成電路(Digital IC)：它是指處理數(shù)字信號的集成電路，即采用二進(jìn)制方式進(jìn)行數(shù)字計算和邏輯函數(shù)運(yùn)算的一類集成電路,IC封裝的分類,按芯片功能分類,模擬集成電路(Analog IC)：它是指處理模擬信號(連續(xù)變化的信號)的集成電路 線性集成電路：又叫做放大集成電路，如運(yùn)算放大器、電壓比較器、跟隨器等 非線性集成電路：如振蕩器、定時器等電路 數(shù)?；旌霞呻娐?Digital - Analog IC) ：例如數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器等,IC封裝的分類,集成電路封裝工藝流程,I

7、C封裝的流程,集成電路封裝的內(nèi)容,通過一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計、電設(shè)計、熱設(shè)計和可靠性設(shè)計制造出合格的外殼或引線框架等主要零部件； (2) 改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)、確定外形尺寸，使之達(dá)到通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，并向多層次、窄節(jié)距、多引線、小外形和高密度方向發(fā)展；,IC封裝的內(nèi)容,(3) 保證自硅晶圓的減薄、劃片和分片開始，直到芯片粘接、引線鍵合和封蓋等一系列封裝所需工藝的正確實(shí)施，達(dá)到一定的 規(guī)?；妥詣踊?； (4) 在原有的材料基礎(chǔ)上，提供低介電系數(shù)、高導(dǎo)熱、高機(jī)械強(qiáng)度等性能優(yōu)越的新型有機(jī)、無機(jī)和金屬材料； (5) 提供準(zhǔn)確的檢驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，為提高集成電路封裝的性能和可靠性提供有力的保證。,IC封裝的內(nèi)容,集成

8、電路封裝的內(nèi)容,常用集成電路封裝形式 ,（1）DIP (Dual In-line Package)雙列直插式封裝,P型8引線封裝,正視圖,頂視圖,IC封裝的內(nèi)容,（2）SOP(Small Outline Package)小外形封裝,SOP實(shí)際上是DIP的變形，即將DIP的直插式引腳向 外彎曲成90度，就成了適于表面貼裝SMT（Surface Mount Technology）的封裝了， 只是外形尺寸和重量 比DIP小得多。,SOP封裝外形圖,IC封裝的內(nèi)容,常用集成電路封裝形式 ,（3）QFP(Quad Flat Package) 四邊引腳扁平封裝,QFP封裝結(jié)構(gòu),QFP的分類：,塑（Plas

9、tic）封 QFP(PQFP),薄型QFP(TQFP),窄（Fine）節(jié)距 QFP(FQFP),IC封裝的內(nèi)容,常用集成電路封裝形式 ,集成電路多芯片組件（MCM）封裝技術(shù),多芯片封裝是由原來厚模電路的概念發(fā)展而來。厚模電路是將已封裝的小型電子元器件進(jìn)行二次小型焊接并封裝在一個較大的外殼內(nèi)，形成一個功能模塊。而多芯片封裝是將兩個以上未封裝的裸片通過基板進(jìn)行微互連，將外引線引致輸出，并按標(biāo)準(zhǔn)集成電路的封裝形式進(jìn)行封裝，形成單封裝體集成電路。,IC封裝的內(nèi)容,MCM基本概念,多芯片封裝 是將2片以上的集成電路封裝在一個腔體內(nèi)的一種 新技術(shù)，稱之為 MCM(Multi Chip Module) 。,

10、一種六芯片MCM,IC封裝的內(nèi)容,多芯片封裝的好處,多芯片封裝的好處是可將不同工藝的芯片組合在一起在單片集成電路上實(shí)現(xiàn)較為完整的系統(tǒng)功能。還在于可以利用現(xiàn)有成熟而較為復(fù)雜的芯片附加自己設(shè)計的較簡單的ASIC組成應(yīng)用系統(tǒng)，降低產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險，提高芯片性能和經(jīng)濟(jì)效益。多芯片封裝提高系統(tǒng)的保密性和可靠性也是很顯然的。多芯片封裝是21世紀(jì)新型封裝的一個重要方向。,IC封裝的內(nèi)容,MCM應(yīng)用領(lǐng)域,作為一個完整的電子系統(tǒng)，常常由許多功能塊組成，如復(fù)雜 的運(yùn)算單元像MCU和DSP、小信號放大、射頻電路、低頻功 放和光電器件等。這些功能電路往往用不同的工藝實(shí)現(xiàn)，如 要用同一工藝制在一片芯片上是十分困難的，有時甚至是不