微电子封装的主要功能如下:
(1)为芯片提供电流通道。
(2)用导体作引脚将各种输入输出信号发送到电子系统中实现电路的集成。
(3)良好的散热性,微电子封装具有散热通道,以便于散去芯片工作时产生的热量。
(4)保护芯片不受周围恶劣环境的污染,给芯片提供支撑。
图1。1 典型微电子封装的示意图
回顾电子封装的发展历史,大致可分为如下三个阶段。
阶段一:在1970年以前,当时的电子封装形式主要是插装型为主,插装型的封装用着良好的使用性能,成本低而且可以批量生产,缺点是难以提高生产效率,致使无法成为电子封装的主流产品而渐渐被取代。插装型封装金属圆形封装,陶瓷双列直插封装(CDIP),陶瓷-玻璃双列直插封装(CerDIP)和塑料双列直插封装(PDIP)等
阶段二:在1980年以后,电子封装形式主要是以表面安装类型的四边引线封装类型为主。这种类型的电子封装成本低廉,拥有密度高、引线之间距离小等优点,成为当时的主流产品,广泛应用与表面安装。主要包括塑料有引线片式载体封装(PLCC),塑料小外形封装(PSOP),塑料四边引线扁平封装(PQFP)。
阶段三:在1990年以后,电子封装主要形式是以面阵列封装为主,伴随着半导体技术的突破,集成电路迅速发展,使得集成电路封装向更高的方向发展,因而出现了球栅阵列封装(BGA),由于其体积小,拥有更大的储存量,更好的电性能,能满足电子产业的需求而成为这一阶段的主流产品,并广泛运用至今。
1。2。2微电子封装技术的现状和发展趋势
近几年,伴随着电子产品在农业、工业、军用以及日常生活中的普及,电子科学技术蓬勃发展,电子封装也受到了前所未有的重视,国际上很多发达国家甚至把电子封装业作为国家优先发展的产业之一。例如新加坡、台湾等地区将电子封装作为他们国家的工业巨头,可见电子封装的地位之高。相比较之下。我国的电子封装技术落后很多,早年,整个国内的半导体产业薄弱,不管是财力、技术、设备等都不如国外。随着电子封装产业得到重视,国家意识到了电子封装对工业发展的重要性,从而加大了对电子封装的投入和研究,使得国内封装取得了一些发展。例如一九九六年成立电子学会电子封装专业委员会、建立北京微电子技术研究所,设立专门的研究机构等来促进我国电子封装业的发展。
总的来说,国内外电子封装的发展趋势是:单芯片向多芯片发展、向高密度小型化发展、向表面安装发展、陶瓷封装向塑料封装发展。
(1)高密度:由于电子产品趋于小型化,使得器件的集成度越来越高,伴
随的封装也发展成为了微电子封装,则芯片上的引脚之间的距离要越来越小,封装的难度大大的提升。
(2)表面安装(SMT):表面安装是目前的主流封装技术,球栅阵列封装
(BGA)就是表面安装型封装的一种。
(3)多芯片(MCM):多芯片模式是指多个半导体裸芯片表面安装在同一
块布线基板上,其高性能、高密度的特点使得其收到世界各国的关注和投入。
(4)塑料封装:塑料封装成本低廉,电性能更好,具有高密度,提高生产
效等特点。目前塑料封装中最广泛应用的则是PBGA为主,占领着大比例的市场份额,取代了传统的陶瓷封装。
1。3微电子封装的可靠性问题
微电子封装的可靠性问题一直是微电子封装业的重要研究课题。所谓可靠性是指产品在规定的条件下和时间内完成规定功能的能力。微电子封装的可靠性也就是意味着微电子封装的使用寿命。由于电子器件各材料在服役过程中的的热膨胀系数不同,使封装的结构内持续产生热应力/应变,焊点收到应力/应变而失效,导致输入输出信号无法传递而变成电子器件的失效。电子封装的失效有机械失效、电失效、热失效等。 ANSYS+PBGA器件无铅焊点优化设计(5):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_89259.html