微電子封裝技術(shù)中的各項應(yīng)用方式和管理政策是電子技術(shù)運用中一個十分重要的方面，微電子科技的模式與科技方向大家也都要熟知。  

　　 摘要：隨著封裝技術(shù)的發(fā)展及進(jìn)步，我國科研院所從事電子封裝技術(shù)研究是與電子元器件的研制同時起步的，隨著電子元器件技術(shù)的發(fā)展，電子封裝技術(shù)同步發(fā)展。特別是集成電路技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了電子封裝技術(shù)日新月異的變化。

　　關(guān)鍵詞：微電子封裝,微電子技術(shù),微電子應(yīng)用,微電子類論文

　　 一 封裝技術(shù)的發(fā)展過程      

　　 近四十年中，封裝技術(shù)日新月異，先后經(jīng)歷了3次重大技術(shù)發(fā)展。  

　　  IC封裝的引線和安裝類型有很多種，按封裝安裝到電路板上的方式可分為通孔插入式TH和表面安裝式SM，或按引線在封裝上的具體排列分為成列四邊引出或面陣排列。微電子封裝的發(fā)展歷程可分為3個階段： 

　　推薦期刊：《微電子學(xué)》是技術(shù)類期刊。傳播、普及、推廣 微電子科學(xué)技術(shù)知識，介紹國內(nèi)微電子行業(yè)的最新研究成果和國外微電子業(yè)界的發(fā)展動態(tài)。有關(guān)微電子學(xué)基礎(chǔ)理論，微電子器件與電路, 集成電路，半導(dǎo)體工藝和制造技術(shù)，集成電路封裝技術(shù)，多芯片組件技術(shù)，集成電路可靠性技術(shù)，片上系統(tǒng)，集成系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究論文、技術(shù)報告、綜合評述、產(chǎn)品應(yīng)用等內(nèi)容。該刊重點檢索刊物、數(shù)據(jù)庫、期刊網(wǎng)站所收錄，是中國核心期刊之一。

　　   第1階段，上世紀(jì)70年代以插裝型封裝為主。70年代末期發(fā)展起來的雙列直插封裝技術(shù)DIP，可應(yīng)用于模塑料，模壓陶瓷和層壓陶瓷封裝技術(shù)中，可以用于IO數(shù)從8~64的器件。這類封裝所使用的印刷線路板PWB成本很高，與DIP相比，面陣列封裝，如針柵陣列PGA，可以增加TH類封裝的引線數(shù)，同時顯著減小PWB的面積。PGA系列可以應(yīng)用于層壓的塑料和陶瓷兩類技術(shù)，其引線可超過1000。值得注意的是DIP和PGA等TH封裝由于引線節(jié)距的限制無法實現(xiàn)高密度封裝。      

　　 第2階段，上世紀(jì)80年代早期引入了表面安裝焊接技術(shù)，SM封裝，比較成熟的類型有模塑封裝的小外形，SO和PLCC型封裝，模壓陶瓷中的CERQUAD層壓陶瓷中的無引線式載體LLCC和有引線片式載體LDCC，PLCC，CERQUAD，LLCC和LDCC都是四周排列類封裝。其引線排列在封裝的所有四邊，由于保持所有引線共面性難度的限制PLCC的最大等效引腳數(shù)為124。為滿足更多引出端數(shù)和更高密度的需求，出現(xiàn)了一種新的封裝系列，即封裝四邊都帶翼型引線的四邊引線扁平封裝 QFP 與DIP，相比QFP的封裝尺寸大大減小且QFP具有操作方便，可靠性高，適合用SMT表面安 裝技術(shù)在PCB上安裝布線，封裝外形尺寸小，寄生參數(shù)減小適合高頻應(yīng)用。Intel公司的CPU，如Intel80386就采用的PQFP。        

　　   第3階段，上世紀(jì)90年代，隨著集成技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備的改進(jìn)和深亞微米技術(shù)的使用，LSI，VLSI，ULSI相繼出現(xiàn)，對集成電路封裝要求更加嚴(yán)格，IO引腳數(shù)急劇增加，功耗也隨之增大。因此，集成電路封裝從四邊引線型向平面陣列型發(fā)展，出現(xiàn)了球柵陣列封裝BGA，并很快成為主流產(chǎn)品。90年代后期，新的封裝形式不斷涌現(xiàn)并獲得應(yīng)用，相繼又開發(fā)出了各種封裝體積更小的芯片尺寸封裝CSP。與時，多芯片組件MCM發(fā)展迅速，MCM是將多個半導(dǎo)體集成電路元件以裸芯片的狀態(tài)搭載在不同類型的布線基板上，經(jīng)過整體封裝而構(gòu)成的具有多芯片的電子組件。封裝技術(shù)的發(fā)展越來越趨向于小型化，低功耗，高密度，典型的主流技術(shù)就是BGA技術(shù)和CSP技術(shù)。BGA技術(shù)有很多種形式如陶瓷封裝BGA，CBGA塑料封裝，BGA PBGA以及Micro BGA。BGA與PQFP相比，BGA引線短，因此熱噪聲和熱阻抗很小，散熱好。耦合的電噪聲小，同時BGA封裝面積更小，引腳數(shù)量更多，且BGA封裝更適于大規(guī)模組裝生產(chǎn)，組裝生產(chǎn)合格率大大提高。隨著對高IO引出端數(shù)和高性能封裝需求的增長，工業(yè)上已經(jīng)轉(zhuǎn)向用BGA球柵陣列封裝代替QFP。 

　　   目前，全國從事封裝技術(shù)研究的科研院所有33家，其中信息產(chǎn)業(yè)部系統(tǒng)16家，其他系統(tǒng)17家。從事封裝研究的從業(yè)人員1890余人，其中技術(shù)人員900余人，主要從事：陶瓷外殼封裝、塑料外殼封裝、金屬外殼封裝、金屬- 陶瓷外殼封裝以及外殼研制、封裝設(shè)備研制、封裝材料研制、測試技術(shù)研究、封裝技術(shù)培訓(xùn)及咨詢服務(wù)。封裝形式從DIP、SOP、OFP、LCC到BGA、CSP、FC、WLP等，引腳數(shù)從8發(fā)展到目前的391，標(biāo)志著封裝技術(shù)達(dá)到了新的水平。  

　　二 封裝技術(shù)概述        

　　 微電芯片封裝在滿足器件的電、熱、光機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，主要應(yīng)實現(xiàn)芯片與外電路 和互聯(lián)，并對器件和系統(tǒng)的小型化、高可靠性、高性價比也起到關(guān)鍵作用。  封裝，就是指把硅片上的電路管腳，用導(dǎo)線接引到外部接頭處，以便與其他器件連接，封裝形式是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片和外殼。它不僅起著安裝、固定、密封、保護(hù)芯片及增強(qiáng)電熱性能等方面作用，而且還通過芯片上的接點用導(dǎo)線連接到封裝外殼引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件相連接，從而實現(xiàn)內(nèi)部芯片與外部電路連接。因為芯片必須與外界隔離，以防空氣中的雜質(zhì)對芯片電路的腐蝕而造成的電氣性能的下降，另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝技術(shù)的好壞直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與它連接的PCB和設(shè)計和制造，因此它是至關(guān)重要的。 

　　衡量一個芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否和重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積比，這個比值越接近1越好。封裝時主要考慮的因素： 

　　1、 芯片面積與封裝面積比為提高封裝效率，盡量接近1：1; 

　　2、 引腳要盡量短以減少延遲，引腳間的距離盡量遠(yuǎn)，以保證互不干擾，提高性能;

　　 3、 基于散熱要求，封裝越薄越好。  封裝主要分為DIP雙列直插和SDM貼片封裝兩種從結(jié)構(gòu)方面，封裝經(jīng)歷了最早期的晶體管TO封裝發(fā)展到了雙列直插封裝，隨后由PHILIP公司開發(fā)出了SOP小外型封裝，以后逐漸派生出SOJ、TSSOP、SOT、SSOP、TSOP、VSOP、SOIC等。從材質(zhì)方面方面，包括金屬、陶瓷、塑料，目前很多高強(qiáng)度工作條件需求的電路如軍工和宇航級別仍有大量的金屬封裝。   

　　三  封裝的作用  

　　  集成電路封裝在電子學(xué)金字塔中的位置既是尖頂又是基座。說它同時處于這兩種位置都 有很充分的根據(jù)。從電子元器件(如晶體管)的密度這個腳度上來說，IC代表了電子學(xué)的尖端。但是IC又是一個起始點，是一種基本結(jié)構(gòu)單元，是組成我們生活中大多數(shù)電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)。同樣，IC不僅僅是單片芯片或者基本電子結(jié)構(gòu)，IC的種類千差萬別(模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路、傳感器等)，因而對于封裝的需求和要求也各不相同。   

　　 雖然IC的物理結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域、I/O數(shù)量差異很大，但是IC封裝的作用和功能卻差別不大封裝的目的也相當(dāng)?shù)囊恢隆Ｗ鳛?ldquo;芯片的保護(hù)者”，封裝起到了好幾個作用，歸納起來主要有兩個根本的功能：

　　1)保護(hù)芯片，免其受物理損傷;

　　2)重新分布，獲得更易于在裝配中處理的引腳節(jié)距。封裝還有其他一些次要的作用，比如提供一種更易于標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)，為芯片提供散熱通路，使芯片避免產(chǎn)生α粒子造成的軟錯誤，以及提供一種更方便于測試和老化試驗的結(jié)構(gòu)。封裝還能用于多個IC的互連。可以使用引線鍵合技術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)的互連技術(shù)來直接進(jìn)行互連。或者也可用封裝提供的互連通路，如混合封裝技術(shù)、多芯片組件(MCM)、系統(tǒng)級封裝(SiP)以及更廣泛的系統(tǒng)體積小型化和互連(VSMI)概念所包含的其他方法中使用的互連通路，來間接地進(jìn)行互連。