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集成电路芯片封装技术浅谈 自从美国Intel公司1971年设计制造出4位微处a理器芯片以来，在20多年时间内，CPU从Intel4004、80286、80386、80486发展到Pentium和PentiumⅡ，数位从4位、8位、16位、32位发展到64位；主频从几兆到今天的400MHz以上，接近GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到500万个以上；半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI达到 ULSI。
封装的输入/输出（I/O）引脚从几十根，逐渐增加到几百根，下世纪初可能达2千根。这一切真是一个翻天覆地的变化。
对于CPU，读者已经很熟悉了，286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装，知道的人未必很多。
所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此，封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。
新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等。
下面将对具体的封装形式作详细说明。 一、DIP封装 70年代流行的是双列直插封装，简称DIP(Dual In-line Package)。
DIP封装结构具有以下特点： 1.适合PCB的穿孔安装； 2.比TO型封装（图1）易于对PCB布线； 3.操作方便。 DIP封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式），如图2所示。
衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近1越好。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装（PDIP）的CPU为例，其芯片面积/封装面积=3*3/15.24*50=1:86，离1相差很远。
不难看出，这种封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了很多有效安装面积。 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。
二、芯片载体封装 80年代出现了芯片载体封装，其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package)，封装结构形式如图3、图4和图5所示。 以0.5mm焊区中心距，208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例，外形尺寸28*28mm，芯片尺寸10*10mm，则芯片面积/封装面积=10*10/28*28=1:7.8，由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。
QFP的特点是： 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线； 2.封装外形尺寸小，寄生参数减小，适合高频应用； 3.操作方便； 4.可靠性高。 在这期间，Intel公司的CPU，如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。
三、BGA封装 90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，LSI、VLSI、ULSI相继出现，硅单芯片集成度不断提高，对集成电路封装要求更加严格，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大。为满足发展的需要，在原有封装品种基础上，又增添了新的品种--球栅阵列封装，简称BGA(Ball Grid Array Package)。
如图6所示。 BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。
其特点有： 1.I/O引脚数虽然增多，但引脚间距远大于QFP，从而提高了组装成品率； 2.虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，简称C4焊接，从而可以改善它的电热性能： 3.厚度比QFP减少1/2以上，重量减轻3/4以上； 4.寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高； 5.组装可用共面焊接，可靠性高； 6.BGA封装仍与QFP、PGA一样，占用基板面积过大； Intel公司对这种集成度很高（单芯片里达300万只以上晶体管），功耗很大的CPU芯片，如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA，并在外壳上安装微型排风扇散热，从而达到电路的稳定可靠工作。 四、面向未来的新的封装技术 BGA封装比QFP先进，更比PGA好，但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。
Tessera公司在BGA基础上做了改进，研制出另一种称为μBGA的封装技术，按0.5mm焊区中心距，芯片面积/封装面积的比为1:4，比BGA前进了一大步。 1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:1.1的封装结构，其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。
也就是说，单个IC芯片有多大，封装尺寸就有多大，从而诞生了一种新的封装形式，命名为芯片尺寸封装，简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封装具有以下特点： 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要； 。
2.电子封装的电子封装发展
随着电子技术的飞速发展，封装的小型化和组装的高密度化以及各种新型封装技术的不断涌现，对电子组装质量的要求也越来越高。
所以电子封装的新型产业也出现了，叫电子封装测试行业。可对不可见焊点进行检测。
还可对检测结果进行定性分析，及早发现故障。现今在电子封装测试行业中一般常用的有人工目检，在线测试，功能测试，自动光学检测等，其人工目检相对来说有局限性，因为是用肉眼检查的方法，但是也是最简单的。
只能检察器件有无漏装、型号正误、桥连以及部分虚焊。自动光学检测是近几年兴起一种检测方法。
它是经过计算机的处理分析比较来判断缺陷和故障的，优点是检测速度快，编程时间短，可以放到生产线中的不同位置，便于及时发现故障和缺陷，使生产、检测合二为一。可缩短发现故障和缺陷时间，及时找出故障和缺陷的成因。
所以它是普遍采用的一种检测手段。
3.跪求（集成电路芯片封装技术的发展前景）
先进的芯片尺寸封装（CSP）技术及其发展前景 2007/4/20/19:53 来源：微电子封装技术 汽车电子装置和其他消费类电子产品的飞速发展，微电子封装技术面临着电子产品“高性价比、高可靠性、多功能、小型化及低成本”发展趋势带来的挑战和机遇。
QFP（四边引脚扁平封装）、TQFP（塑料四边引脚扁平封装）作为表面安装技术（SMT）的主流封装形式一直受到业界的青睐，但当它们在0.3mm引脚间距极限下进行封装、贴装、焊接更多的I/O引脚的VLSI时遇到了难以克服的困难，尤其是在批量生产的情况下，成品率将大幅下降。因此以面阵列、球形凸点为I/O的BGA（球栅阵列）应运而生，以它为基础继而又发展为芯片尺寸封装（ChipScalePackage，简称CSP）技术。
采用新型的CSP技术可以确保VLSI在高性能、高可靠性的前提下实现芯片的最小尺寸封装（接近裸芯片的尺寸），而相对成本却更低，因此符合电子产品小型化的发展潮流，是极具市场竞争力的高密度封装形式。 CSP技术的出现为以裸芯片安装为基础的先进封装技术的发展，如多芯片组件（MCM）、芯片直接安装（DCA），注入了新的活力，拓宽了高性能、高密度封装的研发思路。
在MCM技术面临裸芯片难以储运、测试、老化筛选等问题时，CSP技术使这种高密度封装设计柳暗花明。 2CSP技术的特点及分类 2.1CSP之特点 根据J-STD-012标准的定义，CSP是指封装尺寸不超过裸芯片1.2倍的一种先进的封装形式[1]。
CSP实际上是在原有芯片封装技术尤其是BGA小型化过程中形成的，有人称之为μBGA（微型球栅阵列，现在仅将它划为CSP的一种形式），因此它自然地具有BGA封装技术的许多优点。 （1）封装尺寸小，可满足高密封装CSP是目前体积最小的VLSI封装之一，引脚数（I/O数）相同的CSP封装与QFP、BGA尺寸比较情况见表1[2]。
由表1可见，封装引脚数越多的CSP尺寸远比传统封装形式小，易于实现高密度封装，在IC规模不断扩大的情况下，竞争优势十分明显，因而已经引起了IC制造业界的关注。 一般地，CSP封装面积不到0.5mm节距QFP的1/10，只有BGA的1/3~1/10[3]。
在各种相同尺寸的芯片封装中，CSP可容纳的引脚数最多，适宜进行多引脚数封装，甚至可以应用在I/O数超过2000的高性能芯片上。例如，引脚节距为0.5mm，封装尺寸为40*40的QFP，引脚数最多为304根，若要增加引脚数，只能减小引脚节距，但在传统工艺条件下，QFP难以突破0.3mm的技术极限；与CSP相提并论的是BGA封装，它的引脚数可达600~1000根，但值得重视的是，在引脚数相同的情况下，CSP的组装远比BGA容易。
（2）电学性能优良CSP的内部布线长度（仅为0.8~1.0mm）比QFP或BGA的布线长度短得多[4]，寄生引线电容（ （3）测试、筛选、老化容易MCM技术是当今最高效、最先进的高密度封装之一，其技术核心是采用裸芯片安装，优点是无内部芯片封装延迟及大幅度提高了组件封装密度，因此未来市场令人乐观。但它的裸芯片测试、筛选、老化问题至今尚未解决，合格裸芯片的获得比较困难，导致成品率相当低，制造成本很高[4]；而CSP则可进行全面老化、筛选、测试，并且操作、修整方便，能获得真正的KGD芯片，在目前情况下用CSP替代裸芯片安装势在必行。
（4）散热性能优良CSP封装通过焊球与PCB连接，由于接触面积大，所以芯片在运行时所产生的热量可以很容易地传导到PCB上并散发出去；而传统的TSOP（薄型小外形封装）方式中，芯片是通过引脚焊在PCB上的，焊点和pcb板的接触面积小，使芯片向PCB板散热就相对困难。测试结果表明，通过传导方式的散热量可占到80%以上。
同时，CSP芯片正面向下安装，可以从背面散热，且散热效果良好，10mm*10mmCSP的热阻为35℃/W，而TSOP、QFP的热阻则可达40℃/W。若通过散热片强制冷却，CSP的热阻可降低到4.2，而QFP的则为11.8[3]。
(5)封装内无需填料大多数CSP封装中凸点和热塑性粘合剂的弹性很好，不会因晶片与基底热膨胀系数不同而造成应力，因此也就不必在底部填料（underfill），省去了填料时间和填料费用[5]，这在传统的SMT封装中是不可能的。 （6）制造工艺、设备的兼容性好CSP与现有的SMT工艺和基础设备的兼容性好，而且它的引脚间距完全符合当前使用的SMT标准（0.5~1mm），无需对PCB进行专门设计，而且组装容易，因此完全可以利用现有的半导体工艺设备、组装技术组织生产。
2.2CSP的基本结构及分类 CSP的结构主要有4部分：IC芯片，互连层，焊球（或凸点、焊柱），保护层。互连层是通过载带自动焊接（TAB）、引线键合（WB）、倒装芯片（FC）等方法来实现芯片与焊球（或凸点、焊柱）之间内部连接的，是CSP封装的关键组成部分。
CSP的典型结构如图1所示[6]。 目前全球有50多家IC厂商生产各种结构的CSP产品。
根据目前各厂商的开发情况，可将CSP封装分为下列5种主要类别[7、3]: (1)柔性基板封装（FlexCircuitInterposer）由美国Tessera公司开发的这类CSP封装的基本结构如图2所示。主要由IC芯片、载带（柔性体）、粘接层、凸点（铜/镍）等构成。
载带。
4.电子封装技术
电子封装技术专业于2007年获得教育部批准建立，于2008年正式列入国家普通高等学校招生目录[专业代码：080214S]，将同时于哈尔滨本部校区和威海校区招生。
电子封装是将微元件组合及再加工构成微系统及工作环境的制造技术。如机械制造业将齿轮、轴承、电动机等零部件组装制造成机床、机器人等机械产品，建筑业由水泥、砖头、钢筋建造成楼房和桥梁，电子封装用晶片、阻容、MEMS等微元件制造电子器件、手机、计算机等电子产品。
电子封装是基础制造技术，各类工业产品（家用电器、计算机、通讯、医疗、航空航天、汽车等）的心脏部分无不是由微电子元件、光电子元件、射频与无线元件及MEMS等通过电子封装与存储、电源及显示器件相结合进行制造。
电子封装是一门新兴的交叉学科，涉及到设计、环境、测试、材料、制造和可靠性等多学科领域。电子工业的飞速发展，从原子、纳米、微米到宏观尺度的微加工对最尖端科学技术的渴望都使这门学科的研究与教育充满挑战。
2000年世界制造业出现了革命性的转折，全世界IT及微系统制造业的产值首次超过了传统工业的总产值，人类开始进入信息化社会。党的十七大确立的我国社会建设的模式，首次在工业化、城镇化、市场化、国际化的方针上加入了信息化，大部制改革中建立了工业与信息化部。中国也开始跨入信息化社会。
我国正在成为世界电子制造的大国，要成为电子制造的强国，需要更多创新型、国际化的专业人才。电子封装技术专业期望为我国电子信息产业的发展作出重要的贡献。
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