IC 기판 - 반도체 패키징 형식 소개

요약: 반도체 부품의 패키징 유형은 DIP, SOP, QFP, PGA, BGA에서 CSP, SIP에 이르기까지 다양하다.기술 지표가 대대로 진보하다.이것들은 모두 선인들이 당시의 조립 기술과 시장 수요에 근거하여 개발한 것이다.일반적으로 그것은 세 가지 혁신이 있다: 첫 번째는 1980년대에 핀 삽입식 패키지에서 표면 설치식 패키지로 인쇄회로기판의 조립 밀도를 크게 향상시켰다;두 번째는 1990년대에 구모멘트 정봉장의 출현은 높은 도입부에 대한 시장의 수요를 만족시켰을 뿐만 아니라 반도체 부품의 성능도 크게 향상시켰다;웨이퍼급 패키지, 시스템 패키지, 칩급 패키지는 현재 세 번째로 큰 혁신 제품으로 패키지를 최대한 줄이기 위한 것이다.각 유형의 포장은 고유한 측면, 즉 장점과 단점을 가지고 있으며 사용하는 포장재, 포장 설비와 포장 기술은 그 수요에 따라 다르다.반도체 패키지의 끊임없는 발전을 추진하는 동력은 그 가격과 성능이다.

1 반도체 부품 패키지 개요

전자제품은 반도체 부품 (집적회로 및 분리부품), 인쇄회로기판, 전선, 전체 기계 프레임, 케이스 및 모니터로 구성된다.집적 회로는 신호를 처리하고 제어하는 데 쓰인다.개별 장치는 일반적으로 신호 증폭 및 인쇄입니다.PCB 회로 기판과 전선은 신호를 연결하는 데 사용되며, 전체 기기의 프레임 케이스는 지지와 보호를 위해 사용되며, 표시 부분은 사람과 통신하는 인터페이스로 사용된다.그러므로 반도체부품은 전자제품의 주요구성부분으로서 전자업종에서"공업쌀"이라는 아름다운 명성을 갖고있다.

우리 나라는 1960년대에 첫 번째 컴퓨터를 개발하여 생산하였다.그 부지 면적은 약 100평방미터 이상이다.오늘날의 노트북 컴퓨터는 책가방 크기에 불과하지만 미래의 컴퓨터는 만년필 크기나 더 작을 수도 있다.컴퓨터 크기의 급속한 축소와 그 기능의 날로 강력해지는 것은 반도체 기술의 발전에 좋은 증거이다.이것은 주로 (1) 반도체 칩 통합과 웨이퍼 제조 (웨이퍼 제조) 의 광각 정밀도를 대폭 증가시켜 칩을 더욱 강력하고 크기를 작게 한 덕분이다;(2) 반도체 패키징 기술의 개선으로 PCB 인쇄회로기판의 집적회로의 밀도가 크게 향상되었고, 전자제품의 부피도 크게 증가하였다.낮추다.

반도체 조립 기술 (assembly technology) 의 진보는 주로 패키지 유형 (package) 의 끊임없는 발전에서 나타난다.일반적으로 조립(assembly)이라고 하는 것은 박막 기술과 마이크로 연결 기술을 사용하여 반도체 칩(chip)을 프레임(Leadframe) 또는 기판(Sulbstrate) 또는 플라스틱 필름(film) 또는 인쇄 회로 기판의 도체 부분과 연결하여 접선 핀을 끌어내고 플라스틱 절연 매체로 주입하고 밀봉하여 고정하는 것으로 정의할 수 있습니다.전체적인 3차원 구조를 형성하는 공예 기술.회로 연결, 물리적 지원 및 보호, 외부 차폐, 응력 완충, 발열, 초대형 크기 및 표준화 등의 기능을 제공합니다.삼극관 시대의 삽입식 패키지, 1980년대의 표면 패치 패키지, 현재의 모듈 패키지, 시스템 패키지 등에 이르기까지 선인들은 이미 많은 패키지 형식을 개발했으며, 모든 새로운 패키지 형식은 새로운 재료, 새로운 공정 또는 새로운 장비를 사용해야 할 수도 있다.

반도체 패키지의 끊임없는 발전을 추진하는 동력은 그 가격과 성능이다.전자 시장의 최종 고객은 세 가지 유형으로 나눌 수 있다: 가정 사용자, 업계 사용자와 전국 사용자.가정 사용자의 가장 큰 특징은 가격이 싸고 성능 요구가 높지 않다는 것입니다.국가 사용자는 성능에 대한 요구가 비교적 높으며, 가격은 보통 일반 사용자의 수십 배 심지어 수천 배로 주로 군사, 항공 우주 등 분야에 사용된다;산업 사용자는 일반적으로 가격과 성능이 둘 다입니다.저가격은 원래의 기초에서 원가를 낮추어 재료사용량이 적을수록 좋고 일회용생산량이 클수록 좋다.고성능은 제품의 수명이 길고 고온, 저온, 고습도 등 열악한 환경을 견딜 수 있어야 한다.반도체 제조업체들은 비용을 절감하고 성능을 향상시키기 위해 노력해 왔다.물론 환경 보호 요구 사항과 특허 문제와 같은 다른 요소들이 포장 유형을 바꾸도록 강요합니다.

2 패키지의 역할

패키지(Package)는 칩에 필요하며 매우 중요합니다.패키징은 반도체 집적회로 칩을 장착하기 위한 케이스를 가리키기도 한다.이는 칩을 보호하고 열전도성을 증강시켰을뿐만아니라 칩의 내부세계와 외부회로를 련결하고 통용기능을 규범화하는 교량이다.패키지의 주요 기능은 다음과 같습니다.

(1) 물리적 보호칩은 공기 중의 불순물이 칩 회로를 부식시키고 전기 성능을 저하시키는 것을 방지하기 위해 외부와 격리되어야 하며, 칩 표면과 연결 지시선 등을 보호함으로써 전기학 또는 열학 각도에서 상당히 부드러운 칩을 외력 손상과 외부 손상으로부터 보호해야 하기 때문이다.환경 영향또한 패키지를 통해 칩의 열팽창 계수를 프레임이나 기판의 열팽창률과 일치시켜 열과 칩의 열로 인한 응력 등 외부 환경 변화로 인한 응력을 완화시켜 칩의 손상과 실효를 방지할 수 있다.발열 요구 사항에 따라 얇은 패키지로 제공됩니다.칩의 전력 소비량이 2W보다 크면 히트싱크나 히트싱크를 패키지에 추가하여 히트싱크 및 냉각 기능을 강화해야 합니다.5 ~ 1OW에서는 강제 냉각을 사용해야 합니다.다른 한편으로 봉인된 칩도 더욱 쉽게 설치하고 운송할수 있다.

(2) 전기 연결.패키지된 크기 조절 (간격 변환) 기능은 칩의 극세 지시선 간격에서 설치 기판의 크기와 간격으로 조절할 수 있어 설치 조작이 편리하다.예를 들어 마이크로미터(현재 0.13μm 미만)를 특징 크기로 하는 칩부터 10μm 단위의 칩 용접점, 100μm 단위의 외부 핀까지 밀리미터 단위로 인쇄한다.회로 기판은 모두 봉인 계기를 통해 실현된다.이 패키지는 작은 것에서 큰 것으로, 어려운 것에서 쉬운 것으로, 복잡한 것에서 간단한 것으로 전환하여 운영 비용과 재료 비용을 절감하고 생산성과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 특히 배선 길이와 임피던스를 실현합니다. 비율을 최소화하여 연결 저항을 낮추고,정확한 신호 파형과 전송 속도를 보장하기 위해 기생 용량과 전감.

(3) 표준화.규범의 통용 기능은 포장된 사이즈, 모양, 핀 수량, 간격, 길이 등이 모두 표준 규범이 있어 가공하기 쉽고 인쇄회로기판과 일치하기 쉽다는 것을 말한다.관련 생산 라인과 생산 설비는 통용된다.이는 패키징 사용자, 보드 제조업체 및 반도체 제조업체에게 매우 편리하며 표준화가 쉽습니다.이에 비해 나체 칩 설치와 역장착 칩 설치는 현재 이런 장점이 없다.조립 기술의 품질도 칩 자체의 성능과 그와 연결된 인쇄회로기판 (PCB) 의 설계와 제조에 직접적인 영향을 미치기 때문에 많은 집적회로 제품에 있어서 조립 기술은 매우 중요한 부분이다.

3 포장 분류

반도체 (집적회로와 분리부품 포함) 의 패키지는 DIP, SOP, QFP, PGA, BGA에서 MCP, SIP로 여러 세대의 변화를 거쳤다.기술 지표는 칩 면적과 패키징 면적을 포함하여 한 세대 또 한 세대 선진적이다.비율이 1에 점점 가까워지고, 적용 빈도가 점점 높아지고, 내온성이 점점 좋아지고, 인발 수량이 증가하며, 인발 간격이 줄어들고, 무게가 줄어들고, 신뢰성이 향상되며, 사용이 더욱 편리하다.포장에는 여러 가지 유형이 있는데 각 유형의 포장은 모두 독특한 특징, 즉 장점과 단점을 가지고 있다.물론 사용하는 포장재, 포장 설비와 포장 기술은 그 수요에 따라 다르다.