IC封装基本知识介绍

FoxconnTechnologyGroup SMTTechnologyDevelopmentCommittee SMTTechnologyCenterSMT技術中心 IC封裝基本知識介紹 一 半導體材料發展二 半導體應用分類三 封裝方法優缺點四 集成電路封裝內容五 集成電路設計考慮六 集成電路測試方法 目錄 半導體材料發展 元素半導體 IV族Si Ge化合物半導體 III V族 GaAs InP GaN AlP II VI族 ZnO ZnS CdS IV IV族 SiCIV VI族 PbS PbSe合金半導體 二元素 SiGe三元素 AlGaAs GaMnTe HgCdTe四元素 AlGaAsSb GaInAsP 半導體元件的發展要素 產出良率效能 價格比市場需求 半導體材質 單一元素 Monolithic 化合物半導體 Hybrid 半導體材料發展 半導體材料發展 矽半導體元件 半導體材料發展 半導體應用分類 半導體產業結構 半導體元件分類 二極體雙載子電晶體 PNP NPN場效電晶體 接面場效電晶體 JFET 接面場效電晶體 MESFET 接面場效電晶體 MOSFET 光電元件 半導體應用分類 半導體應用分類 半導體應用分類 半導體家族和分類 半導體應用分類 微元件IC家族成員 半導體應用分類 記憶體IC家族成員 半導體應用分類 邏輯IC家族成員 半導體應用分類 類比IC家族成員 半導體應用分類 DIP基本材料與製造工程 DIP雙列直差式封裝 DIP製造方式 a 積層陶瓷型 b 玻璃陶瓷型 c 塑膠模 封裝方法優缺點 各種DIP封裝法的優缺點 積層陶瓷 優點 缺點 步驟繁複 成本高 1 完全遮擋外氣 水蒸汽 2 機械應力極少 變形造成 塑膠封裝 優點 步驟簡單 成本低 缺點 2 水蒸汽易侵入 造成晶片腐蝕 1 表面易變形 而造成應力集中 封裝方法優缺點 配線連接法 IC的配線之連接方式可分 a 內導線接合 Chipleadframe b 外導線接合 leadframePCB 1 內導線接合 Die到leadframe的內導線接合方式可分 c FlipChip 覆晶接合 a Wirebond 金屬線接合 b TAB 捲帶式接合 2 各接合方式的特點 a Wirebond 成本低 b TAB 適合細微腳間距 c FlipChip 適合多腳數 封裝方法優缺點 3 各接合方式的優缺點 Wirebond TAB FlipChip 優點 不需整合晶片與封裝內焊點 成本低 優點 可得細微腳間隙 並可一次加壓完成 優點 IC封裝面積可大大降低 缺點 平行度調整困難 缺點 程序繁多 缺點 需調整晶體與封裝基板接合 程序複雜 封裝方法優缺點 4 外部引線接合方式 5 外部引線的應力界限 依腳的形狀又可分為I形腳 J形腳 翼形腳 等 IC與PCB基板的連接方式 a 插入式b 表面黏度 外部引線的應力為 外部引線的應力 依EIAJ建議QFP最好邊長不大於40mm a IC重量造成應力 b 焊接殘留應力 c 熱循環應力 封裝方法優缺點 集成电路封装的内容 通过一定的结构设计 工艺设计 电设计 热设计和可靠性设计制造出合格的外壳或引线框架等主要零部件 2 改进封装结构 确定外形尺寸 使之达到通用化 标准化 并向多层次 窄节距 多引线 小外形和高密度方向发展 集成電路封裝內容 3 保证自硅晶圆的减薄 划片和分片开始 直到芯片粘接 引线键合和封盖等一系列封装所需工艺的正确实施 达到一定的规模化和自动化 4 在原有的材料基础上 提供低介电系数 高导热 高机械强度等性能优越的新型有机 无机和金属材料 5 提供准确的检验测试数据 为提高集成电路封装的性能和可靠性提供有力的保证 集成電路封裝內容 集成电路封装的内容 集成电路设计中的封装考虑 1 划片槽与焊盘 在一个晶圆上分布着许多块集成电路 在封装时要将各块集成电路切开 这个切口就叫划片槽 划片槽示意图 集成電路設計考慮 集成电路设计中的封装考虑 2 芯片散热问题 集成电路芯片工作时会发热 在选择封装时要考虑芯片的散热问题 对于发热较小的芯片在封装时不作特别考虑 而对有一些发热量的芯片可考虑采用热传导性能较好的封装材料 选用外形大一点的封装形式 发热量较大的芯片要考虑带散热装置 如金属散热器等 的封装 集成電路設計考慮 数字集成电路测试的基本概念 数字集成电路测试的意义在于可以直观地检查设计的集成电路是否能像设计者要求的那样正确地工作 另一目的是希望通过测试 确定电路失效的原因以及失效所发生的具体部位 以便改进设计和修正错误 集成電路測試方法 数字集成电路测试方法概述 集成电路测试按集成电路信号类型可以分为模拟集成电路测试和数字集成电路测试两大类 对模拟电路 较多关心电路的性能指标 测试的难度主要在微弱信号 高频信号和高压大电流信号 对数字电路 除了关心主要的电气指标外 重点在于电路的逻辑功能和内部各逻辑元件的完好性 集成電路測試方法 集成电路测试信号联接方法 集成电路测试所要做的工作 一是要将芯片与测试系统的各种联接线正确联接 二是要对芯片施加各种信号 通过分析芯片的输出信号 来得到芯片的功能和性能指标 芯片与测试系统的联接分为两种 1 芯片在晶圆测试的联接方法 2 芯片成品测试的联接方法 集成電路測試方法 集成电路测试信号联接方法 芯片在晶圆测试的联接方