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ICMAX深度分析芯片封装的分类与作用

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发表于 2019-8-5 15:24:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

芯片封装是芯片成品至关重要的一步,封装最初定义是保护电路芯片免受周围环境的影响,包括来自物理、化学方面的影响。而现在,伴随着芯片的速度越来越快,功率越来越大,使得芯片散热问题日趋严重,由于芯片钝化层质量的提高,封装用以保护电路功能的作用的重要性正在下降。

宏旺半导体ICMAX在芯片封装有多年的经验,采用全新自动化机台测试,不断优化测试程式,能针对产品不同的应用领域,进行有针对化的测试,做到具体问题具体分析,从而能有效把控芯片良品率。

封装的分类

芯片按照不同的种类有不同的划分方式,如下总结了几种不同的分类方式,仅供参考。

按照包装材料封装可以分为:金属封装、陶瓷封装和塑料封装,其中,金属封装主要用于军工或航天技术,无商业化产品;陶瓷封装与金属封装的作用相类似,也主要用于军事产品,有少部分商业化的产品;塑料封装用于消费电子,因为其成本低,工艺简单,可靠性高而占有绝大部分的市场份额。从气密性角度分类,可将封装分为气密性封装和非气密性封装,其中,金属封装和陶瓷封装属于气密性封装,塑料属于非气密性封装。

按照与PCB板的连接方式封装可分为PTH和SMT,PTH是英文pin-through-hole的缩写,中文翻译为插孔式或通孔式,这种在市面上越来越少见;SMT是英文surface-mount-technology的缩写,翻译过来就是常说的表面贴装式,目前市场上大部分IC均采用SMT。

PTH

SMT

按照封装外形可分类为:SOT、QFN、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP,这个是按照封装形式和工艺越来越高级和复杂来排序,其中CSP由于采用了Flip Chip技术和裸片封装,达到了芯片面积/封装面积=1:1,为目前最高级的技术。

封装的作用

封装是存储芯片成品的重要一步,对芯片的良品率与使用寿命都有着重要的作用,ICMAX有自己的封测中心,能保障产品品质。一般芯片封装的作用主要有四个方面:固定引脚系统、物理性保护、环境性保护和增强散热。

什么是固定引脚系统?芯片有外部引脚和内部引脚之分,内部引脚很细,小于1.5微米,多数情况下为1微米,内部引脚与外部引脚之间用铜焊接在一起,外部引脚接地,与电路板连接起到数据交换的作用。外部引脚系统通常使用两种不同的合金:铁镍合金及铜合金,前者用于高强度以及高稳定性的场合,而后者具有导电性和导热性较好的优势,具体选用哪种引脚,根据实际情况来定。

物理性保护,是指芯片通过封装以后可以免受微粒等物质的污染和外界对它的损害,对于芯片封装等级的要求也不尽相同,消费类产品要求最低。

环境性保护,可以让芯片免受湿气等其他可能干扰芯片正常功能的气体对它的正常工作产生的影响。

增强散热,是考虑到所有半导体产品在工作的时候都会产生热量,而当热量达到一定限度的时候便会影响芯片的正常工作。事实上,封装体的各种材料本身就可以带走一部分热量,当然,对于大多数发热量大的芯片,除了通过封装材料进行降温外,还需要考虑在芯片上额外安装一个金属散热片或风扇以达到更好的散热效果。

底部增强型SOP封装倒置

宏旺半导体认为,决定封装形式的两个关键因素是封装效率和引脚数。首先封装效率是指芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,原则是二者尽量接近1:1,封装效果最好;其次,引脚数越多,越高级,封装时工艺难度也相应增加,原则上引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能;当然,基于散热的要求,封装越薄越好


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