半導體集成電路封裝有哪些作用
① 半導體集成電路的封裝形式
一般有四種封裝形式:一,簡封,直接做在電路板上,再在上面塗一層黑膠。就像糖雞屎一樣,質量最差;二,塑料封裝封,最常見,質量一般;三,陶瓷封裝,質量較好;四,金屬封裝,質量最好。
② 半導體封裝,半導體封裝是什麼意思
半導體封裝簡介:
半導體生產流程由晶圓製造、晶圓測試、晶元封裝和封裝後測試組成。半導體封裝是指將通過測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立晶元的過程。封裝過程為:來自晶圓前道工藝的晶圓通過劃片工藝後,被切割為小的晶片(Die),然後將切割好的晶片用膠水貼裝到相應的基板(引線框架)架的小島上,再利用超細的金屬(金、錫、銅、鋁)導線或者導電性樹脂將晶片的接合焊盤(Bond Pad)連接到基板的相應引腳(Lead),並構成所要求的電路;然後再對獨立的晶片用塑料外殼加以封裝保護,塑封之後,還要進行一系列操作,如後固化(Post Mold Cure)、切筋和成型(Trim&Form)、電鍍(Plating)以及列印等工藝。封裝完成後進行成品測試,通常經過入檢(Incoming)、測試(Test)和包裝(Packing)等工序,最後入庫出貨。典型的封裝工藝流程為:劃片 裝片 鍵合 塑封 去飛邊 電鍍 列印 切筋和成型 外觀檢查 成品測試 包裝出貨。
1 半導體器件封裝概述
電子產品是由半導體器件(集成電路和分立器件)、印刷線路板、導線、整機框架、外殼及顯示等部分組成,其中集成電路是用來處理和控制信號,分立器件通常是信號放大,印刷線路板和導線是用來連接信號,整機框架外殼是起支撐和保護作用,顯示部分是作為與人溝通的介面。所以說半導體器件是電子產品的主要和重要組成部分,在電子工業有「工業之米"的美稱。
我國在上世紀60年代自行研製和生產了第一台計算機,其佔用面積大約為100 m2以上,現在的攜帶型計算機只有書包大小,而將來的計算機可能只與鋼筆一樣大小或更小。計算機體積的這種迅速縮小而其功能越來越強大就是半導體科技發展的一個很好的佐證,其功勞主要歸結於:(1)半導體晶元集成度的大幅度提高和晶圓製造(Wafer fabrication)中光刻精度的提高,使得晶元的功能日益強大而尺寸反而更小;(2)半導體封裝技術的提高從而大大地提高了印刷線路板上集成電路的密集度,使得電子產品的體積大幅度地降低。
半導體組裝技術(Assembly technology)的提高主要體現在它的封裝型式(Package)不斷發展。通常所指的組裝(Assembly)可定義為:利用膜技術及微細連接技術將半導體晶元(Chip)和框架(Leadframe)或基板(Sulbstrate)或塑料薄片(Film)或印刷線路板中的導體部分連接以便引出接線引腳,並通過可塑性絕緣介質灌封固定,構成整體立體結構的工藝技術。它具有電路連接,物理支撐和保護,外場屏蔽,應力緩沖,散熱,尺寸過度和標准化的作用。從三極體時代的插入式封裝以及20世紀80年代的表面貼裝式封裝,發展到現在的模塊封裝,系統封裝等等,前人已經研究出很多封裝形式,每一種新封裝形式都有可能要用到新材料,新工藝或新設備。
驅動半導體封裝形式不斷發展的動力是其價格和性能。電子市場的最終客戶可分為3類:家庭用戶、工業用戶和國家用戶。家庭用戶最大的特點是價格便宜而性能要求不高;國家用戶要求高性能而價格通常是普通用戶的幾十倍甚至幾千倍,主要用在軍事和航天等方面;工業用戶通常是價格和性能都介於以上兩者之間。低價格要求在原有的基礎上降低成本,這樣材料用得越少越好,一次性產出越大越好。高性能要求產品壽命長,能耐高低溫及高濕度等惡劣環境。半導體生產廠家時時刻刻都想方設法降低成本和提高性能,當然也有其它的因素如環保要求和專利問題迫使他們改變封裝型式。
2 封裝的作用
封裝(Package)對於晶元來說是必須的,也是至關重要的。封裝也可以說是指安裝半導體集成電路晶元用的外殼,它不僅起著保護晶元和增強導熱性能的作用,而且還是溝通晶元內部世界與外部電路的橋梁和規格通用功能的作用。封裝的主要作用有:
(1)物理保護。因為晶元必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對晶元電路的腐蝕而造成電氣性能下降,保護晶元表面以及連接引線等,使相當柔嫩的晶元在電氣或熱物理等方面免受外力損害及外部環境的影響;同時通過封裝使晶元的熱膨脹系數與框架或基板的熱膨脹系數相匹配,這樣就能緩解由於熱等外部環境的變化而產生的應力以及由於晶元發熱而產生的應力,從而可防止晶元損壞失效。基於散熱的要求,封裝越薄越好,當晶元功耗大於2W時,在封裝上需要增加散熱片或熱沉片,以增強其散熱冷卻功能;5~1OW時必須採取強製冷卻手段。另一方面,封裝後的晶元也更便於安裝和運輸。
(2)電氣連接。封裝的尺寸調整(間距變換)功能可由晶元的極細引線間距,調整到實裝基板的尺寸間距,從而便於實裝操作。例如從以亞微米(目前已達到0.1 3μm以下)為特徵尺寸的晶元,到以10μm為單位的晶元焊點,再到以100μm為單位的外部引腳,最後劍以毫米為單位的印刷電路板,都是通過封裝米實現的。封裝在這里起著由小到大、由難到易、由復雜到簡單的變換作用,從而可使操作費用及材料費用降低,而且能提高工作效率和可靠性,特別是通過實現布線長度和阻抗配比盡可能地降低連接電阻,寄生電容和電感來保證正確的信號波形和傳輸速度。
(3)標准規格化。規格通用功能是指封裝的尺寸、形狀、引腳數量、間距、長度等有標准規格,既便於加工,又便於與印刷電路板相配合,相關的生產線及生產設備都具有通用性。這對於封裝用戶、電路板廠家、半導體廠家都很方便,而且便於標准化。相比之下,裸晶元實裝及倒裝目前尚不具備這方面的優勢。由於組裝技術的好壞還直接影響到晶元自身性能的發揮和與之連接的印刷電路板(PCB)的設計和製造,對於很多集成電路產品而言,組裝技術都是非常關鍵的一環。
3 封裝的分類
半導體(包括集成電路和分立器件)其晶元的封裝已經歷了好幾代的變遷,從DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到MCP再到SIP,技術指標一代比一代先進,包括晶元面積與封裝面積之比越來越接近於1,適用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,引腳數增多,引腳間距減小,重量減小,可靠性提高,使用更加方便等等。封裝(Package)可謂種類繁多,而且每一種封裝都有其獨特的地方,即它的優點和不足之處,當然其所用的封裝材料、封裝設備、封裝技術根據其需要而有所不同。
③ 集成電路的作用
集成電路的作用:
1、減少元器件的使用。集成電路的誕生,小規模的集成電路使內容元器件的數量減少,在零散元器件上有了很大的技術提高。
2、產品性能得到有效提高。將元器件都集合到了一起,不僅減少了外電信號的干擾,也在電路設計方面有了很大的提升,提高了運行速度。
3、更加方便應用。一種功能對應一種電路,將一種功能集中成一個集成電路,如此一來,在以後應用中,要什麼功能就可以應用相應的集成電路,從而大大方便了應用。
集成電路是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、二極體、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗和高可靠性方面邁進了一大步。它的英文(integrated
circuit)用字母「IC」表示。集成電路技術包括晶元製造技術與設計技術,主要體現在加工設備,加工工藝,封裝測試,批量生產及設計創新的能力上。
特點介紹:
集成電路或稱微電路(microcircuit)、微晶元(microchip)、晶元(chip)在電子學中是一種把電路(主要包括半導體裝置,也包括被動元件等)小型化的方式,並通常製造在半導體晶圓表面上。
前述將電路製造在半導體晶元表面上的集成電路又稱薄膜(thin-film)集成電路。另有一種厚膜(thick-film)混成集成電路(hybrid
integrated
circuit)是由獨立半導體設備和被動元件,集成到襯底或線路板所構成的小型化電路。關於單片(monolithic)集成電路,即薄膜集成電路。
集成電路具有體積小,重量輕,引出線和焊接點少,壽命長,可靠性高,性能好等優點,同時成本低,便於大規模生產。它不僅在工、民用電子設備如收錄機、電視機、計算機等方面得到廣泛的應用,同時在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應用。用集成電路來裝配電子設備,其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍,設備的穩定工作時間也可大大提高。
④ 什麼是半導體封裝
什麼是半導體封裝?
半導體電子元器件的封裝不僅起到連接內部集成電路芯專片鍵合點和外部電屬氣組建的作用,還為集成電路提供了一個穩定可靠的工作環境,對集成電路晶元起到機械或環境保護的作用。因此,集成電路封裝應具有較強的機械性能、良好的電氣性能、散熱性能和化學穩定性。封裝質量的好壞與集成電路的整體性能優劣關系很大。
不同類型的集成電路,使用場合和氣密性要求不同,其加工方法和封裝材料也不同。早期的集成電路,其封裝材料採用有機樹脂和蠟的混合體,用填充或貫注的方法進行密封,其可靠性很差;也曾採用橡膠進行密封,但是其耐熱、耐壓及電性能都不好,現已被淘汰。目前,流行的氣密性封裝材料是陶瓷-金屬、玻璃金屬和低熔玻璃-陶瓷等。由於大量生產和降低成本的需求,目前有很多集成電路採用了塑料封裝材料,它主要採用熱固性樹脂通過模具加熱加壓的方法來完成封裝,其可靠性取決於有機樹脂及添加劑的特性和成型條件。塑料封裝材料屬於非氣密性性裝材料,其耐熱性較差,且具有吸濕性。
⑤ 集成電路是干什麼用的
集成電路(integrated circuit)是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝,把一個電路中專所需的晶體管屬、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母"IC"表示。
是20世紀50年代後期一60年代發展起來的一種新型半導體器件。它是經過氧化、光刻、擴散、外延、蒸鋁等半導體製造工藝,把構成具有一定功能的電路所需的半導體、電阻、電容等元件及它們之間的連接導線全部集成在一小塊矽片上,然後焊接封裝在一個管殼內的電子器件。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。集成電路技術包括晶元製造技術與設計技術,主要體現在加工設備,加工工藝,封裝測試,批量生產及設計創新的能力上。
⑥ 半導體集成電路和半導體晶元有什麼關系和不同兩者的概念如何
半導體集成電路包括半導體晶元及外圍相關電路。
【半導體集成電路】
半導體集成電路是將晶體管,二極體等等有源元件和電阻器,電容器等無源元件,按照一定的電路互聯,「集成」在一塊半導體單晶片上,從而完成特定的電路或者系統功能。
【半導體晶元】
在半導體片材上進行浸蝕,布線,製成的能實現某種功能的半導體器件。不只是硅晶元,常見的還包括砷化鎵(砷化鎵有毒,所以一些劣質電路板不要好奇分解它),鍺等半導體材料。半導體也像汽車有潮流。二十世紀七十年代,因特爾等美國企業在動態隨機存取內存(D-RAM)市場占上風。但由於大型計算機的出現,需要高性能D-RAM的二十世紀八十年代,日本企業名列前茅。
【集成電路】
集成電路(integrated circuit)是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母「IC」表示。集成電路發明者為傑克·基爾比(基於鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基於硅(Si)的集成電路)。當今半導體工業大多數應用的是基於硅的集成電路。
是20世紀50年代後期一60年代發展起來的一種新型半導體器件。它是經過氧化、光刻、擴散、外延、蒸鋁等半導體製造工藝,把構成具有一定功能的電路所需的半導體、電阻、電容等元件及它們之間的連接導線全部集成在一小塊矽片上,然後焊接封裝在一個管殼內的電子器件。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。集成電路技術包括晶元製造技術與設計技術,主要體現在加工設備,加工工藝,封裝測試,批量生產及設計創新的能力上。
⑦ 請問集成電路封裝的作用
呵呵,晶元防盜?
首先告訴你,封裝就是把晶元的內部框架保護起來,也就是給晶片穿上衣服
至於封裝工藝不是幾句話能說清楚的了
⑧ 半導體集成電路按封裝有哪八類同一電路有時有不同種封裝形式,其性能參數一樣嗎
半導抄體集成電路封裝依封襲裝材料有四大項 :1. metal
2. ceramic 3. plastic 4. multiple materials.
各種封裝依接腳高低腳數分兩大類high pins, low pins.
同一電路以不同封裝形式會影響性能參數,務必查閱規范表才能使用。
⑨ 什麼是封裝為什麼封裝是有用的
封裝,Package,是把集成電路裝配為晶元最終產品的過程,簡單地說,就是把內Foundry生產出來的集成容電路裸片(Die)放在一塊起到承載作用的基板上,把管腳引出來,然後固定包裝成為一個整體。
因為晶元必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對晶元電路的腐蝕而造成電氣性能下降。另一方面,封裝後的晶元也更便於安裝和運輸。由於封裝技術的好壞還直接影響到晶元自身性能的發揮和與之連接的PCB(印製電路板)的設計和製造,因此它是至關重要的。
(9)半導體集成電路封裝有哪些作用擴展閱讀
1、晶元封裝材料
塑料、陶瓷、玻璃、金屬等,
2、封裝形式
普通雙列直插式,普通單列直插式,小型雙列扁平,小型四列扁平,圓形金屬,體積較大的厚膜電路等。
3、封裝體積
最大為厚膜電路,其次分別為雙列直插式,單列直插式,金屬封裝、雙列扁平、四列扁平為最小。
⑩ 集成電路封裝形式有哪些
集成電路封裝在電子學金字塔中的位置既是金字塔的尖頂又是金字塔的基座。說它同時處在這兩種位置都有很充分的根據。從電子元器件(如晶體管)的密度這個角度上來說,IC代表了電子學的尖端。但是IC又是一個起始點,是一種基本結構單元,是組成我們生活中大多數電子系統的基礎。同樣,IC不僅僅是單塊晶元或者基本電子結構,IC的種類千差萬別(模擬電路、數字電路、射頻電路、感測器等),因而對於封裝的需求和要求也各不相同。本文對IC封裝技術做了全面的回顧,以粗線條的方式介紹了製造這些不可缺少的封裝結構時用到的各種材料和工藝。集成電路發展初期,其封裝主要是在半導體晶體管的金屬圓形外殼基礎上增加外引線數而形成的。但金屬圓形外殼的引線數受結構的限制不可能無限增多,而且這種封裝引線過多時也不利於集成電路的測試和安裝,從而出現了扁平式封裝。而扁平式封裝不易焊接,隨著波峰焊技術的發展又出現了雙列式封裝。由於軍事技術的發展和整機小型化的需要,集成電路的封裝又有了新的變化,相繼產生了片式載體封裝、四面引線扁平封裝、針柵陣列封裝、載帶自動焊接封裝等。同時,為了適應集成電路發展的需要,還出現了功率型封裝、混合集成電路封裝以及適應某些特定環境和要求的恆溫封裝、抗輻照封裝和光電封裝。並且各類封裝逐步形成系列,引線數從幾條直到上千條,已充分滿足集成電路發展的需要。