導讀

集成電路封裝是一種保護半導體元件免受外部物理損壞或腐蝕的方法，通過將它們包裹在陶瓷或塑料制成的封裝材料中。有許多不同類型的集成電路，遵循不同的電路設計和外殼需求。這轉化為不同類型的IC封裝設計和不同的分類方式。現代IC封裝設計是實現功能密度、異構集成和硅縮放的良好途徑。此外，它們是減少許多電子應用的一般封裝尺寸的理想選擇，這些應用具有增強的設備功能和硅產量彈性。

1、什么是集成電路封裝？

IC封裝是集成電路封裝的簡稱。它是包含半導體器件的元件或材料。這意味著封裝封裝或包圍電路設備，并在這樣做，保護它免受物理損壞或腐蝕。

塑料或陶瓷是集成電路封裝常用的材料，因為它們具有更好的導電性。這個特性是至關重要的，因為IC封裝也有助于安裝連接到電子設備的印刷電路板(PCB)的電觸點。IC上的連接組織以及如何使用標準IC封裝進行布局必須與特定IC的用例和應用相一致。

集成電路封裝是半導體器件制造的最后一個階段，之后集成電路被送去測試，以確定它是否符合行業標準。［1］

2、IC封裝為什么重要?

集成電路通常很脆弱，沒有連接器或引腳連接到電路板上。通過引入電路封裝，芯片載體將用于保護集成電路的精致結構，并提供引腳連接器。上述保護是可能的，因為包裝可以由塑料，玻璃，金屬或陶瓷材料制成，提供物理屏障，防止外部沖擊和腐蝕。集成電路封裝還具有用于器件的熱調節的附加好處。

此外，封裝由單獨的部件組成，這些部件促進集成電路的總體性能并確保可靠性。引線通常由銅和薄鍍錫制成，并與更細的電線連接到封裝上。這些對于在引線和集成電路之間建立牢固的連接是有用的。在此之后，引線與半導體芯片上的導電墊粘合，然后通過焊接連接到封裝外部的PCB上。即使是分立的部件，如電容器、晶體管或二極管，也有廣泛的小引腳計數封裝。[2]

3、IC封裝類型

有許多IC封裝和不同的分類方法。關于IC封裝，通常會遇到DIP、SIP、SOP、SOP、TSOP、 MSOP、QSOP、SOIC、QFP、TQFP、BGA等技術縮寫術語。這些都是不同IC封裝的名稱，它們可以以不同的方式分類。

IC封裝類型可以通過其安裝方式來區分，因為它們分為兩大類，即通孔和表面貼裝技術(SMT)。通孔封裝的引線通過PCB上的孔插入，然后焊接，而表面安裝封裝的組件直接安裝在電路板的外部。表面貼裝封裝元件稱為表面貼裝器件(SMD)。

另一種對IC封裝進行分類的方法是根據它們的引腳布局。集成電路通常是線性的、方形的或矩形的，因此引腳的布局可以是線性的，在兩個平行的方向上，在四面，或在矩陣形式。進一步的分類可以通過引腳或端子形狀來完成。形狀可以是線形、l形、j形、針形、相互折疊、膠帶/薄膜等。最后，IC封裝可以通過終端或引腳數來區分。有兩個端子、三個端子、四個端子、五個端子、六個端子和六個以上端子的包裝。端子尺寸也可以作為類似封裝類型的區分因素。［3］

4、芯片載體

芯片載體是集成電路的一種SMT封裝。芯片載體也被稱為芯片容器或芯片封裝，它允許將半導體芯片插入或焊接到印刷電路板(PCB)上，同時保護易碎的組件。芯片載體可以通過插入、焊接或用彈簧固定的方式連接到電路板上，這取決于它的設計。

帶插頭的載體，也稱為插座安裝，有j形金屬引腳，或引線，可用于通過焊接或插座在電路板上連接。當載體直接焊接到電路板上時，它被稱為表面安裝。

在焊接或銷釘的力會損壞脆弱部件的情況下，介紹了彈簧安裝方法。它通常是通過在組件將連接的區域安裝一個彈簧機構來完成的，然后將彈簧小心地推到足夠的側面以鎖定部件。芯片載體也可以是無鉛的，用金屬襯墊連接。當引線延伸到封裝之外時，它被稱為扁平封裝。

有幾種不同類型的芯片載體，由各種各樣的材料制成，如陶瓷、硅樹脂、金屬和塑料。芯片載體通常是方形或矩形的，并且在封裝的四面都進行連接。它們也有不同的尺寸和厚度。[4]

晶片載波封裝的類型通常用首字母縮寫表示，它們包括：

• BCC：Bump芯片載體
• CLCC：陶瓷無鉛芯片載體
• LCC：導聯芯片載體
• LCCC：含鉛陶瓷芯片載體
• DLCC：雙無鉛芯片載體
• PLCC：塑料導向的芯片載體
• POP：疊層封裝技術

5 、通孔封裝通孔封裝組件的引腳穿過電路板的一側，并焊接到電路板另一側的焊盤上，以機械和電氣方式將它們連接到PCB上。這些包裝有陶瓷和塑料兩種，分為以下幾類:單線插針封裝(SIP或SIPP):它有一排連接引腳，沿著封裝的邊界線垂直排列。它不像DIP(雙插線封裝)那樣廣泛使用，但它在網絡電阻和RAM芯片的封裝中派上了用場。常見的單列封裝包括SIP (single in-line Package)、SSIP (Shrink single in-line Package)和HSIP (single in-line Package with Heat Sink)。雙直插式封裝(DIP):雙直插式封裝或雙直插式引腳封裝(DIPP)在矩形塑料外殼中有兩排平行的電氣連接引腳。它可以是通孔安裝到PCB或插入插座。此外，由于不同封裝中引腳數量的不同，尺寸也有所不同，通常從4到64不等。常見的雙列直插式封裝包括DIP(雙列直插式封裝)、SDIP(收縮雙列直插式封裝)、CDIP(陶瓷雙列直插式封裝)、CER-DIP(玻璃密封陶瓷直插式封裝)、PDIP(塑料直插式封裝)、SKDIP(緊身直插式封裝)、WDIP(雙列直插式窗口封裝)和MDIP(模制直插式封裝)。Z形直列封裝(ZIP)-這種PTH封裝類似于SIP，其引腳排列在封裝的邊界線上，但它具有Z形折疊。常見的Z形直列包包括ZIP (z形直列包)和SZIP(收縮Z形直列包)。［5］6、表面安裝

表面貼裝封裝技術是通過將電子元件直接安裝或放置在印刷電路板的表面來完成的。表面貼裝元件通常比通孔元件小，因為它們要么有更小的引線，要么根本沒有引線。它可以有各種風格的短針或引線，也可以使用陶瓷或塑料成型。

表面貼裝集成電路有五種主要封裝類型：

• 小輪廓集成電路(SOIC)
• 小大綱包(SOP)
• 四組扁平包裝(QFP)
• 塑料導聯芯片載體(PLCC)

球柵陣列(BGA)［6］

7、引腳網格陣列

引腳網格陣列(PGA) IC封裝將其引腳排列在包含行和列的方形或矩形網格中，引腳在封裝的底面上以規則陣列排列。他們使用微小的引腳來建立連接，這些引腳排列在封裝底部的規則數組中。PGA有許多變體，這取決于陣列的排列和連接的數量。它們可以通過通孔方法安裝在pcb上，也可以插入插座中，主要用于制造處理器。［7］

引腳網格陣列的變體包括：

• 陶瓷針柵陣列(CPGA)
• 塑料針柵陣列(PPGA)
• 交錯引腳網格陣列(SPGA)
• 倒裝芯片引腳網格陣列(FCPGA)
• 有機引腳網格陣列

8、扁平封裝平面IC封裝有沿集成電路邊緣排列的兩排或四排端子。用于這些封裝的安裝方式通常是表面貼裝，引線呈l形，j形，或完全沒有，在這種情況下，它們被稱為無引線端子。常見的平面封裝IC封裝有:QFP (Quad flat Package)、TQFP (Thin Quad flat Package)、STQFP (Small Thin Quad Plastic flat Package)、FQFP (Fine-pitch Quad flat Package)、(Low - profile Quad flat Package)、VQFP(非常小的Quad flat Package)、ETQFP (Exposed Thin Quad flat Package)、PQFN (Power Quad flat Package)、PQFP (Plastic Quad flat Package)、QFJ (Quad flat j -lead封裝)、QFN (Quad flat non -lead封裝)等。9、小引出線封裝

小輪廓封裝，稱為“小輪廓集成電路”，或SOIC，是一個小矩形表面貼裝封裝與鷗翼引線和塑料或陶瓷成型。引腳從機身兩側繪制成L形，引線從封裝的較長邊緣延伸。［9］

小輪廓封裝有一些IC封裝變體，其中包括：

• SOJ(J 形引腳小外型封裝)
• TSOP(薄小外形封裝)
• SSOP(窄間距小外形封裝)
• TSSOP(薄小外形封裝)
• QSOP(四分之一尺寸小外形封裝)

VSOP(極小輪廓封裝)

10、芯片尺寸封裝

CSP (Chip Scale Package)是一種表面貼裝集成電路(IC)封裝，其面積不超過原芯片面積的1.2倍。最初，CSP是芯片尺寸封裝的首字母縮略詞，但由于芯片尺寸的封裝并不多，因此它適用于芯片尺寸封裝。

IPC(互連和封裝電子電路協會)標準J-STD-012用于實現倒裝芯片和芯片規模技術，該標準規定芯片必須是單芯片，并且球距不超過1mm，才能符合芯片規模封裝的資格。[10]

芯片級封裝分為：

• 基于引線框架的定制CSP (LFCSP)
• 柔性基板CSP
• 倒裝CSP (FCCSP)
• 剛性基板封裝CSP

晶圓級芯片尺寸封裝CSP (WL-CSP)

11、球柵陣列球柵陣列或BGA封裝是一種表面貼裝封裝，它采用稱為焊接球的金屬球體陣列進行電氣互連。封裝的底面用于連接，其中焊料球以網格模式附著在層壓基板上。該基板內部有導電跡線，使用線鍵合或倒裝芯片技術將模基板鍵合與基板鍵合連接到基板鍵合與球陣列鍵合。[11]

球柵陣列的變體包括：

• MAPBGA-鑄造陣列處理球柵陣列
• PBGA-塑料球柵格陣列封裝
• TEPBGA-耐熱增強塑料球柵陣列
• TBGA-載帶型焊球陣列
• PoP-堆疊裝配技術
• Micro BGA

12、關鍵要點

集成電路封裝是半導體制造的重要組成部分。它具有良好的保護作用、熱調節作用和廣泛的應用，在現代電子產品生產中已成為必不可少的器件，在集成電路設計和PCB設計中都具有重要意義。

本文來源：CEIA電子智造