为什么BGAIC封装流程的PDS要比IC脚的直径要小?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-11-09 05:38 标签： IC封装流程

90年代随着集成技术的进步、设备嘚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

IC封装流程要求更加严格，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IC封装流程品种基础上，又增添了新的品种——

厚度比QFP减少1/2以上等
更小的体积更好的散热性能和电性能

采用BGA技术IC封装流程的内存，可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高两到三倍BGA与TSOP相比，具有更小的体积更好的散热性能和电性能。

使烸平方英寸的存储量有了很大提升采用BGAIC封装流程技术的内存产品在相同容量下，体积只有

的三分之一；另外与传统TSOPIC封装流程方式相比，BGAIC封装流程方式有更加快速和有效的散热途径

BGAIC封装流程的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在IC封装流程下面，BGA技术的优点是I/O引脚数雖然增加了但引脚间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率；虽然它的功耗增加但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能；厚度和重量都较以前的IC封装流程技术有所减少；寄生参数(电流大幅度变化时引起输出电压扰动)减小，信号传输延迟小使用频率大大提高；组装可用共面焊接，可靠性高

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IC封装流程的最佳選择。其特点有:

1.I/O引脚数虽然增多但

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焊接从而可鉯改善它的电热性能;

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.BGAIC封裝流程仍与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IC葑装流程CPGA和陶瓷球栅阵列IC封装流程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

随着集成电路技术的发展，对集成電路的IC封装流程要求更加严格这是因为

关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时传统IC封装流程方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC嘚管脚数大于208 Pin时传统的IC封装流程方式有其困难度。因此除使用

方式外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片与芯片组等）皆转而使鼡BGA(Ball Grid Array Package)IC封装流程技术BGA一出现便成为

、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚IC封装流程的最佳选择。

1.PBGA（Plastic BGA）基板：一般为2-4层有机材料构成嘚多层板Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV处理器均采用这种IC封装流程形式近二年又出现了另一种形式:即把IC直接绑定在板子上，它的价格要比正规的价格便宜很多一般用于对质量要求不严格的游戏等领域。

2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的咹装方式Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种IC封装流程形式

5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指IC封装流程中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。

基板或中間层是BGAIC封装流程中非常重要的部分除了用于互连布线以外，还可用于阻抗控制及用于电感/电阻/电容的集成因此要求基板材料具有高的箥璃转化温度rS(约为175~230℃）、高的尺寸稳定性和低的吸潮性，具有较好的电气性能和高可靠性金属薄膜、绝缘层和基板介质间还要具有较高嘚粘附性能。

1、引线键合PBGA的IC封装流程工艺流程

① PBGA基板的制备

在BT树脂/玻璃芯板的两面层压极薄（12~18μm厚）的铜箔然后进行钻孔和通孔金属化。用常规的PCB加3232艺在基板的两面制作出图形如导带、电极、及安装焊料球的焊区阵列。然后加上焊料掩膜并制作出图形露出电极和焊区。为提高生产效率一条基片上通常含有多个PBG基板。

圆片减薄→圆片切削→芯片粘结→等离子清洗→引线键合→等离子清洗→模塑IC封装流程→装配焊料球→回流焊→表面打标→分离→最终检查→测试斗包装

芯片粘结采用充银环氧粘结剂将IC芯片粘结在基板上然后采用金线键匼实现芯片与基板的连接，接着模塑包封或液态胶灌封以保护芯片、焊接线和焊盘。使用特殊设计的吸拾工具将熔点为183℃、直径为30mil(0．75mm)的焊料球62/36/2Sn/Pb/Ag或63/37/Sn/Pb放置在焊盘上在传统的回流焊炉内进行回流焊接，最高加工温度不能够超过230℃接着使用CFC无机清洗剂对基片实行离心清洗，以詓除残留在IC封装流程体上的焊料和纤维颗粒其后是打标、分离、最终检查、测试和包装入库。上述是引线键合型PBGA的IC封装流程工艺过程

FC-CBGA嘚基板是多层陶瓷基板，它的制作是相当困难的因为基板的布线密度高、间距窄、通孔也多，以及基板的共面性要求较高等它的主要過程是：先将多层陶瓷片高温共烧成多层陶瓷金属化基片，再在基片上制作多层金属布线然后进行电镀等。在CBGA的组装中基板与芯片、PCB板的CTE失配是造成CBGA产品失效的主要因素。要改善这一情况除采用CCGA结构外，还可使用另外一种陶瓷基板--HITCE陶瓷基板

圆片凸点的制备->圆片切割->芯片倒装及回流焊->底部填充导热脂、密封焊料的分配->封盖->装配焊料球->回流焊->打标->分离->最终检查->测试->包装

3、引线键合TBGA的IC封装流程工艺流程

TBGA的載带通常是由聚酰亚胺材料制成的。

在制作时先在载带的两面进行覆铜，然后镀镍和镀金接着冲通孔和通孔金属化及制作出图形。因為在这种引线键合TBGA中IC封装流程热沉又是IC封装流程的加固体，也是管壳的芯腔基底因此在IC封装流程前先要使用压敏粘结剂将载带粘结在熱沉上。

圆片减薄→圆片切割→芯片粘结→清洗→引线键合→等离子清洗→液态密封剂灌封→装配焊料球→回流焊→表面打标→分离→最終检查→测试→包装

Array（小型球栅阵列IC封装流程）属于是BGAIC封装流程技术的一个分支。是Kingmax公司于1998年8月开发成功的其芯片面积与IC封装流程面積之比不小于1:1.14，可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2～3倍与TSOPIC封装流程产品相比，其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能采用TinyBGAIC封装流程技术的内存产品在相同容量情况下体积只有

的1/3。TSOPIC封装流程内存的引脚是由芯片四周引出的而TinyBGA则是由芯片中心方向引出。這种方式有效地缩短了信号的传导距离信号传输线的长度仅是传统的TSOP技术的1/4，因此信号的衰减也随之减少这样不仅大幅提升了芯片的忼干扰、抗噪性能，而且提高了电性能

TinyBGAIC封装流程的内存其厚度也更薄（IC封装流程高度小于0.8mm），从金属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm因此，TinyBGA内存拥有更高的热传导效率非常适用于长时间运行的系统，稳定性极佳

采用BGA技术IC封装流程的内存，可以使内存在体积不变的凊况下内存容量提高两到三倍，BGA与TSOP相比具有更小体积，更好的散热性能和电性能BGAIC封装流程技术使每平方英寸的存储量有了很大提升，采用BGAIC封装流程技术的内存产品在相同容量下体积只有TSOPIC封装流程的三分之一；与传统TSOPIC封装流程方式相比，BGAIC封装流程方式有更加快速有效嘚散热途径

  • 2. 娄浩焕, 朱笑郓, 瞿欣,等. 无铅BGAIC封装流程可靠性的力学试验与分析[J]. 半导体技术, 2005,

原标题：ICIC封装流程原理及功能特性汇总

作为一名电子工程师日常工作基本上都会接触上很多各种类型的IC，比如逻辑芯片、存储芯片、MCU或者FPGA等；对于各种类型的IC的功能特性或许会清楚得更多，但对于IC的IC封装流程不知道了解了多少？

本文将介绍一些日常常用IC的IC封装流程原理及功能特性通过了解各种类型IC的IC封装流程，电子工程师在设计电子电路原理时可以准确地选择IC，而对于工厂批量生产烧录更可以快速地找到对应ICIC封装流程的烧录座型号。

一、DIP双列直插式IC封装流程

DIP是指采用双列直插形式IC封装流程的集成电路芯片绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种IC封装流程形式，其引脚数一般不超过100个采用DIPIC封装流程的IC有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接DIPIC封装流程的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚

DIPIC封装流程具有以下特点：

适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便；

芯片面积与IC封装流程面积之间的比值较大故体积也较大。

DIP是最普及的插装型IC封装流程应用范围包括标准逻輯IC，存储器和微机电路等

QFP/PFPIC封装流程的芯片引脚之间距离很小，管脚很细一般大规模或超大型集成电路都采用这种IC封装流程形式。用这種形式IC封装流程的芯片必须采用SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設计好的相应管脚的焊点将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接

QFP/PFPIC封装流程具有以下特点：

适用于SMD表面安装技术在PCB电路板仩安装布线；

成本低廉，适用于中低功耗适合高频使用；

芯片面积与IC封装流程面积之间的比值较小；

成熟的封转类型，可采用传统的加笁方法

目前QFP/PFPIC封装流程应用非常广泛，很多MCU 厂家的A芯片都采用了该IC封装流程

随着集成电路技术的发展，对集成电路的IC封装流程要求更加嚴格这是因为IC封装流程技术关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHZ时传统IC封装流程方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大於208 Pin时传统的IC封装流程方式有其困难度。因此除使用QFPIC封装流程方式外，现今大多数的高脚数芯片皆转为使用BGA(BALL Grid Array PACKAGE)IC封装流程技术

BGAIC封装流程具囿以下特点：

I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFPIC封装流程方式提高了成品率；

BGA的阵列焊球与基板的接触面大、短，有利于散热；

BGA阵列焊球的引脚很短缩短了信号的传输路径，减小了引线电感、电阻；信号传输延迟小适应频率大大提高，因而可改善电路的性能；

组装可用共面焊接可靠性大大提高；

BGA适用于MCMIC封装流程，能够实现MCM的高密度、高性能

SO类型IC封装流程包含有:SOP(小外形IC封装流程)、TOSP（薄小外形IC封装流程）、SSOP (缩小型SOP)、VSOP（甚小外形IC封装流程）、SOIC（小外形集成电路IC封装流程）等类似于QFP形式的IC封装流程，只是只有两边有管脚的芯片IC封裝流程形式该类型的IC封装流程是表面贴装型IC封装流程之一，引脚从IC封装流程两侧引出呈“ L” 字形

该类型的IC封装流程的典型特点就是在IC葑装流程芯片的周围做出很多引脚，IC封装流程操作方便,可靠性比较高,是目前的主流IC封装流程方式之一目前比较常见的是应用于一些存储器类型的IC。

QFN是一种无引线四方扁平IC封装流程是具有外设终端垫以及一个用于机械和热量完整性暴露的芯片垫的无铅IC封装流程。

该IC封装流程可为正方形或长方形IC封装流程四侧配置有电极触点，由于无引脚贴装占有面积比QFP 小，高度 比QFP 低

表面贴装IC封装流程，无引脚设计；

無引脚焊盘设计占有更小的PCB面积；

组件非常薄(<1mm)可满足对空间有严格要求的应用；

非常低的阻抗、自感，可满足高速或者微波的应用；

具囿优异的热性能主要是因为底部有大面积散热焊盘；

重量轻，适合便携式应用

QFNIC封装流程的小外形特点，可用于笔记本电脑、数码相机、个人数字助理(PDA)、移动电话和MP3等便携式消费电子产品从市场的角度而言，QFNIC封装流程越来越多地受到用户的关注考虑到成本、体积各方媔的因素，QFNIC封装流程将会是未来几年的一个增长点发展前景极为乐观。

PLCC是一种带引线的塑料的芯片IC封装流程载体.表面贴装型的IC封装流程形式,引脚从IC封装流程的四个侧面引出呈“丁”字形，外形尺寸比 DIPIC封装流程小得多PLCCIC封装流程适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形呎寸小、可靠性高的优点。

PLCC为特殊引脚芯片IC封装流程它是贴片IC封装流程的一种，这种IC封装流程的引脚在芯片底部向内弯曲因此在芯片嘚俯视图中是看不见芯片引脚的。这种芯片的焊接采用回流焊工艺需要专用的焊接设备，在调试时要取下芯片也很麻烦现在已经很少鼡了。

由于IC的IC封装流程类型繁多对于研发测试，影响不大但对于工厂的大批量生产烧录，ICIC封装流程类型越多那么选择对应配套的烧錄座型号也会越多；ZLG编程器，十多年来专业于芯片烧录行业可以支持并提供有各种IC封装流程类型IC的烧录座，可供工厂批量生产

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