淺談封裝

合芯半導(dǎo)體下屬遂寧合芯半導(dǎo)體有限公司和佛山市合芯半導(dǎo)體有限公司，合芯半導(dǎo)體專業(yè)研發(fā)封裝銷售功率半導(dǎo)體器件。合芯半導(dǎo)體本著誠信務(wù)實(shí)和服務(wù)至上的理念嚴(yán)格要求自己為客戶創(chuàng)造價(jià)值。合芯半導(dǎo)體封裝外形有TO-252/TO-251/TO-220/TO-220F/TO-263/TO-126/TO-92/SOT-23/SOT-89，歡迎客戶芯片代加工。

封裝的作用 

封裝(Package)關(guān)于芯片來說是必需的，也是至關(guān)重要的。封裝也能夠說是指裝置半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不只起著維護(hù)芯片和加強(qiáng)導(dǎo)熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁和規(guī)格通用功用的作用。封裝的主要作用有： 

(1)物理維護(hù) 

由于芯片必需與外界隔離，以避免空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路的腐蝕而形成電氣性能降落，維護(hù)芯片外表以及銜接引線等，使相當(dāng)嬌嫩的芯片在電氣或熱物理等方面免受外力損傷及外部環(huán)境的影響；同時(shí)經(jīng)過封裝使芯片的熱收縮系數(shù)與框架或基板的熱收縮系數(shù)相匹配，這樣就能緩解由于熱等外部環(huán)境的變化而產(chǎn)生的應(yīng)力以及由于芯片發(fā)熱而產(chǎn)生的應(yīng)力，從而可避免芯片損壞失效。基于散熱的請(qǐng)求，封裝越薄越好，當(dāng)芯片功耗大于2W時(shí)，在封裝上需求增加散熱片或熱沉片，以加強(qiáng)其散熱冷卻功用；5～1OW時(shí)必需采取強(qiáng)迫冷卻手腕。另一方面，封裝后的芯片也更便于裝置和運(yùn)輸。 

(2)電氣銜接 

封裝的尺寸調(diào)整(間距變換)功用可由芯片的極細(xì)引線間距，調(diào)整到實(shí)裝基板的尺寸間距，從而便于實(shí)裝操作。例如從以亞微米(目前已到達(dá)0．1 3μm以下)為特征尺寸的芯片，到以10μm為單位的芯片焊點(diǎn)，再到以100μm為單位的外部引腳，最后劍以毫米為單位的印刷電路板，都是經(jīng)過封裝米完成的。封裝在這里起著由小到大、由難到易、由復(fù)雜到簡(jiǎn)單的變換作用，從而可使操作費(fèi)用及資料費(fèi)用降低，而且能進(jìn)步工作效率和牢靠性，特別是經(jīng)過完成布線長(zhǎng)度和阻抗配比盡可能地降低銜接電阻，寄生電容和電感來保證正確的信號(hào)波形和傳輸速度。 

(3)規(guī)范規(guī)格化 

規(guī)格通用功用是指封裝的尺寸、外形、引腳數(shù)量、間距、長(zhǎng)度等有規(guī)范規(guī)格，既便于加工，又便于與印刷電路板相配合，相關(guān)的消費(fèi)線及消費(fèi)設(shè)備都具有通用性。這關(guān)于封裝用戶、電路板廠家、半導(dǎo)體廠家都很便當(dāng)，而且便于規(guī)范化。相比之下，裸芯片實(shí)裝及倒裝目前尚不具備這方面的優(yōu)勢(shì)。由于組裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片本身性能的發(fā)揮和與之銜接的印刷電路板(PCB)的設(shè)計(jì)和制造，關(guān)于很多集成電路產(chǎn)品而言，組裝技術(shù)都是十分關(guān)鍵的一環(huán)。 

封裝的分類 

半導(dǎo)體(包括集成電路和分立器件)其芯片的封裝曾經(jīng)歷了好幾代的變化，從DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到MCP再到SIP，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進(jìn)，包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1，適用頻率越來越高，耐溫性能越來越好，引腳數(shù)增加，引腳間距減小，重量減小，牢靠性進(jìn)步，運(yùn)用愈加便當(dāng)?shù)鹊取７庋b(Package)可謂品種繁多，而且每一種封裝都有其共同的中央，即它的優(yōu)點(diǎn)和缺乏之處，當(dāng)然其所用的封裝資料、封裝設(shè)備、封裝技術(shù)依據(jù)其需求而有所不同。合芯半導(dǎo)體封裝外形有TO-252,TO-251,TO-220,TO-263,TO-220F,TO-126,TO-92,SOT-23,SOT-89。 

（一）依據(jù)資料分類 

1、金屬封裝 

金屬封裝始于三極管封裝，后漸漸地應(yīng)用于直插式扁平式封裝，根本上乃是金屬-玻璃組裝工藝。由于該種封裝尺寸嚴(yán)厲、精度高、金屬零件便于大量消費(fèi)，故其價(jià)錢低、性能優(yōu)秀、封裝工藝容易靈敏，被普遍應(yīng)用于晶體管和混合集成電路如振蕩器、放大器、鑒頻器、交直流轉(zhuǎn)換器、濾頗器、繼電器等等產(chǎn)品上，如今及未來許多微型封裝及多芯片模塊(MCM)也采用此金屬封裝。金屬封裝的品種有光電器件封裝包括帶光窗型、帶透鏡型和帶光纖型；分妒器件封裝包括A型、B型和C型；混合電路封裝包括雙列直插型和扁平型；特殊器件封裝包括矩正型、多層多窗型和無磁資料型。 

2、陶瓷封裝 

早期的半導(dǎo)體封裝多以陶瓷封裝為主，隨同著半導(dǎo)體器件的高度集成化和高速化的開展，電子設(shè)備的小型化和價(jià)錢的降低，陶瓷封裝局部地被塑料封裝替代，但陶瓷封裝的許多用處仍具有不可替代的功用，特別是集成電路組件工作頻率的進(jìn)步，信號(hào)傳送速度的加快和芯片功耗的增加，需求選擇低電阻率的布線導(dǎo)體資料，低介電常數(shù)，高導(dǎo)電率的絕緣資料等。陶瓷封裝的品種有DIP和SIP；對(duì)大范圍集成電路封裝包括PGA，PLCC，QFP和BGA。 

3、金屬一陶瓷封裝 

它是以傳統(tǒng)多層陶瓷工藝為根底，以金屬和陶瓷資料為框架而開展起來的。最大特征是高頻特性好而噪音低而被用于微波功率器件，如微波毫米波二極管、微波低噪聲三極管、微波毫米波功率三極管。正因如此，它對(duì)封裝體積大的電參數(shù)如有線電感、引線電阻、輸出電容、特性阻抗等請(qǐng)求苛刻，故其廢品率比擬低；同時(shí)它必需很好地處理多層陶瓷和金屬資料的不同收縮系數(shù)問題，這樣才干保證其牢靠性。金屬一陶瓷封裝的品種有分立器件封裝包括同軸型和帶線型；單片微波集成電路(MMIC)封裝包括載體型、多層陶瓷型和金屬框架一陶瓷絕緣型。 

4、塑料封裝 

塑料封裝由于其本錢低廉、工藝簡(jiǎn)單，并適于大批量消費(fèi)，因此具有極強(qiáng)的生命力，自降生起開展得越來越快，在封裝中所占的份額越來越大。目前塑料封裝在全世界范圍內(nèi)占集成電路市場(chǎng)的95％以上。在消費(fèi)類電路和器件根本上是塑料封裝的天下；在工業(yè)類電路中所占的比例也很大，其封裝方式品種也是最多。塑料封裝的品種有分立器件封裝，包括A型和F型；集成電路封裝包括SOP、DIP、QFP和BGA等。 

（二）依據(jù)密封性分類 

按封裝密封性方式可分為氣密性封裝和樹脂封裝兩類。他們的目的都是將晶體與外部溫度、濕度、空氣等環(huán)境隔絕，起維護(hù)和電氣絕緣作用；同時(shí)還可完成向外散熱及緩和應(yīng)力。其中氣密性封裝牢靠性較高，但價(jià)錢也高，目前由于封裝技術(shù)及資料的改良，樹脂封占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，只是在有些特殊范疇，特別是國度級(jí)用戶中，氣密性封裝是必不可少的。氣密性封裝所用到的外殼能夠是金屬、陶瓷玻璃，而其中氣體能夠是真空、氮?dú)饧岸栊詺怏w。 

（三） 依據(jù)外形、尺寸、構(gòu)造分類 

按封裝的外形、尺寸、構(gòu)造分類可分為引腳插入型、外表貼裝型和高級(jí)封裝。 

1、插入式封裝 

引腳插入式封裝(Through-Hole Mount)。此封裝方式有引腳出來，并將引腳直接插入印刷電路板(PWB)中，再由浸錫法停止波峰焊接，以完成電路銜接和機(jī)械固定。由于引腳直徑和間距都不能太細(xì)，故印刷電路板上的通孔直徑，間距乃至布線都不能太細(xì)，而且它只用到印刷電路板的一面，從而難以完成高密度封裝。它又可分為引腳在一端的封裝(Single ended)，引腳在兩端的封裝(Double ended)禾口弓I勝9矩正封裝(Pin Grid Array)。 

2、尺寸貼片封裝(SOP) 

外表貼片封裝(Surface Mount)。它是從引腳直插式封裝開展而來的，主要優(yōu)點(diǎn)是降低了PCB電路板設(shè)計(jì)的難度，同時(shí)它也大大降低了其自身的尺寸。我們需求將引腳插片封裝的集成電路插入PCB中，故需求在PCB中依據(jù)集成電路的引腳尺寸(FootPrint)做出專對(duì)應(yīng)的小孔，這樣就可將集成電路主體局部放置在．PCB板的一面，同時(shí)在PCB的另一面將集成電路的引腳焊接到PCB上以構(gòu)成電路的銜接，所以這就耗費(fèi)了PCB板兩面的空間，而對(duì)多層的PCB板而言，需求在設(shè)計(jì)時(shí)在每一層將需求專孔的中央騰出。而外表貼片封裝的集成電路只須將它放置在PCB板的一面，并在它的同一面停止焊接，不需求?？?，這樣就降低了PCB電路板設(shè)計(jì)的難度。外表貼片封裝的主要優(yōu)點(diǎn)是降低其自身的尺寸，從而加大了：PCB上IC的密集度。用這種辦法焊上去的芯片，假如不用專用工具是很難拆卸下來的。外表貼片封裝依據(jù)引腳所處的位置可分為：Single-ended(引腳在一面)、Dual(引腳在兩邊)、Quad(引腳在四邊)、Bottom(引腳在下面)、BGA(引腳排成矩正構(gòu)造)及其它。 

3、外表貼片QFP封裝 

四邊引腳扁平封裝 (QFP：Plastic Quad Flat Pockage)。QFP是由SOP開展而來，其外形呈扁平狀，引腳從四個(gè)側(cè)面引出呈海鷗翼(L)型，如圖4所示。鳥翼形引腳端子的一端由封裝本體引出，而另一端沿四邊布置在同一平面上。它在印刷電路板(PWB)上不是靠引腳插入PWB的通孔中，所以不用在主板上打孔，而是采用SMT方式即經(jīng)過焊料等貼附在PWB上，普通在主板外表上有設(shè)計(jì)好的相應(yīng)管腳的焊點(diǎn)，將封裝各腳對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的焊點(diǎn)，即可完成與主板的焊接。因而，PWB兩面能夠構(gòu)成不同的電路，采用整體回流焊等方式可使兩面上搭載的全部元器件一次鍵合完成，便于自動(dòng)化操作，實(shí)裝的牢靠性也有保證。這是目前最普遍采用的封裝構(gòu)成。用這種辦法焊上去的芯片，假如不用專用工具是很難拆卸下來的。 

4、外表貼片BGA封裝 

球型矩正封裝(BGA：Ball Grid Array)，見圖5。日本西鐵城(CitiZell)公司于1987年著手研制塑料球型矩正封裝，然后摩托羅拉、康柏等公司也隨即參加到開發(fā)BGA的行列。其后摩托羅拉率先將球型矩正封裝應(yīng)用于挪動(dòng)電話，同年康柏公司也在工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)上加以應(yīng)用，接著Intel公司在計(jì)算機(jī)CPU中開端運(yùn)用BGA。固然日本公司首先研發(fā)球型矩正封裝，但當(dāng)時(shí)日本的一些半導(dǎo)體公司想依托其高超的操作技藝固守QFP不放而對(duì)BGA的興味不大，而美國公司對(duì)：BGA應(yīng)用范疇的擴(kuò)展，對(duì)BGA的開展起到了火上澆油的作用。BGA封裝經(jīng)過十幾年的開展曾經(jīng)進(jìn)入適用化階段，目前BGA已成為最搶手封裝。 

5、高級(jí)封裝 

晶片級(jí)封裝CSP(Chip Scale Package)。幾年之前以上一切的封裝其封裝本面子積與芯片面積之比通常都是幾倍到幾十倍，但近幾年來有些公司在BGA、TSOP的根底上加以改良而使得封裝本面子積與芯片面積之比減小到接近1的程度，所以就在原來的封裝稱號(hào)下冠以芯片級(jí)封裝以用來和以前封裝的區(qū)別。就目前來看，人們對(duì)芯片級(jí)封裝還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，有些公司將封裝本面子積與芯片面積之比小于2的定為CSP，而有些公司將封裝本面子積與芯片面積之比小于1．4或1．2的定為CSP。目前開發(fā)應(yīng)用最為普遍的是FBGA和QFN等，主要用于內(nèi)存件和邏輯器件。就目前來看CSP的引腳數(shù)還不可能太多，從幾十到一百以上。這種高密度、小巧、扁薄的封裝十分適用于設(shè)計(jì)小巧的掌上型消費(fèi)類電子安裝，如個(gè)人信息工具、手機(jī)、攝錄一體機(jī)、以及數(shù)碼相機(jī)等。 
目前國內(nèi)近二十年的發(fā)展半導(dǎo)體封裝測(cè)試已經(jīng)處在國際領(lǐng)先位置，半導(dǎo)體封裝廠也有不少，合芯半導(dǎo)體就是其中之一，合芯半導(dǎo)體主要封裝銷售MOS管，可控硅，三極管等，是你質(zhì)優(yōu)價(jià)優(yōu)的好選擇。歡迎芯片加工。