IC 기판 - 상용 집적 회로 봉인 기판 원리 및 기능 특징

IC 패키징 기판은 칩 패키징 공정의 핵심 부품으로, 그 주요 기능은 칩의 전기 연결, 보호 및 버팀목을 제공하는 동시에 열을 방출하는 역할을 담당한다.기판은 반도체가 봉인된 담체일 뿐만 아니라 칩의 성능과 신뢰성을 보장하는 데 중요한 역할을 한다.

집적 회로 패키징 기판의 주요 역할은 다음과 같습니다.

전기 연결: 기판은 IC 칩에 전기 연결을 제공하여 칩과 외부 회로 사이의 신호와 전원 전송을 확보한다.

보호 기능: 베이스보드는 패키징 프로세스를 통해 외부 물리적 및 화학적 환경으로부터 칩을 보호합니다.여기에는 먼지와 수분 등의 요소로 인한 칩의 부식과 손상을 방지하는 것이 포함된다.

열 관리: 패키지된 기판은 칩의 운행 과정에서 발생하는 열을 효과적으로 전도하여 성능이 떨어지거나 칩이 과열로 인해 손상되는 것을 방지한다.

1. DIP 2열 직렬 패키징

그것은 2열 직삽입식으로 포장된 집적회로칩을 가리킨다.대부분의 중소형 집적회로 (ics) 는 이런 형식으로 봉인되어 있으며 핀 수는 보통 100개를 넘지 않는다.DIP 패키지의 IC에는 DIP 칩의 콘센트를 삽입해야 하는 두 줄의 핀이 있습니다.물론 동일한 수의 구멍과 형상 배열이 있는 보드에 직접 삽입하여 용접할 수도 있습니다.침전봉인된 칩은 조심스럽게 칩 콘센트에서 꺼내 발을 손상시키지 않도록 해야 한다.

패키지는 PCB(인쇄회로기판) 천공 용접에 적합하고 조작이 편리하다는 특징이 있다.칩 면적은 패키징 면적에 비해 크기 때문에 부피도 크다. 표준 로직 IC, 메모리, 마이크로컴퓨터 회로 등이 적용되는 플러그 방식의 패키징이 유행한다.

2. QFP/PFP 패키지

칩 패키징의 핀들 사이의 거리는 매우 작고 핀들은 매우 얇으며, 일반적으로 대형 또는 초대형 집적회로는 이런 패키징 형식을 사용한다. 이런 형태로 패키징된 칩은 SMD(표면 패키징 부품 기술)를 사용하여 마더보드에 용접해야 한다.SMD에 설치된 칩은 마더보드에 구멍을 뚫을 필요가 없으며, 일반적으로 마더보드 표면에 잘 설계된 적절한 핀 용접점이 있습니다.칩 핀이 해당 용접점에 정렬되어 마더보드를 용접할 수 있습니다.

패키지는 SMD 표면 설치 기술을 적용하여 PCB 보드에 케이블을 설치하는 특징이 있습니다.

저비용, 중저전력, 고주파 사용에 적합;

조작이 간단하고 신뢰성이 높습니다.칩 면적과 포장 면적의 비율은 작다;

성숙한 밀봉형으로 전통적인 가공 방법을 채택할 수 있다.

현재 QFP/PFP 패키지가 널리 사용되고 있으며 많은 MCU 제조업체의 A 칩이이 패키지를 사용합니다.

3. BGA형 패키지

집적회로 기술이 발전함에 따라 집적회로 봉인 기판에 대한 요구는 갈수록 엄격해진다.포장 기술이 제품의 기능과 관련이 있기 때문이다.IC의 주파수가 100MHZ를 초과하면 전통적인 패키지방법은 이른바"직렬교란"현상을 산생할수 있지만 IC의 핀수가 208핀보다 크면 전통적인 패키지방법은 그 어려움이 있다.

따라서 QFP 패키지를 사용하는 것 외에도 현재 대부분의 하이 핀 칩은 BGA (볼 그리드 어레이 패키지) 패키지 기술로 변경되었습니다.패키지는 다음과 같은 특징을 가지고 있다: 비록 핀의 수가 증가하지만, 핀 사이의 거리는 QFP 패키지보다 훨씬 커서 완제품의 양률을 높인다.

배열 용접구와 기판의 접촉면이 크고 짧아 열을 방출하는 데 유리하다;패턴 용접구의 핀은 매우 짧아 신호의 전송 경로를 단축하고 지시선의 감지와 저항을 낮춘다.신호 전송 지연이 적고 적응 주파수가 크게 향상되어 회로 성능을 향상시킬 수 있다.조립은 공면으로 용접할 수 있어 신뢰성이 크게 향상되었다;MCM 패키지를 위한 고밀도 및 고성능 MCM

4. SO형 포장

유형 패키지에는 SOP(소형 패키지), TOSP(슬림형 소형 패키지), SSOP(축소형 SOP), VSOP(비상 소형 패키지), SOIC(소형 집적회로 패키지) 등 QFP와 유사한 형태의 패키지가 포함되지만 양쪽 핀칩 패키지 형태로만 제한됩니다. 이 유형의 패키지는 표면 패키지형 패키지 중 하나이며 핀은 패키지 양쪽에서 "L"을 끌어냅니다.이러한 패키징의 전형적인 특징은 패키징 칩 주변에서 대량의 핀을 제작하고, 패키징 조작이 편리하고 신뢰성이 높으며, 주류 패키징 방법 중의 하나이며, 현재 비교적 흔히 볼 수 있는 것은 일부 저장 유형의 IC에 응용되는 것이다.

5.QFN 패키지 유형

기계 및 열 무결성 노출을 위한 외부 단자 용접판과 칩 용접판이 있는 납이 없는 사각형 편평 패키지입니다.포장은 사각형이나 직사각형이 될 수 있습니다.패키지의 네 측면에는 모두 전극 접점이 장착되어 있다.핀이 없기 때문에 QFP보다 설치 좌석이 더 작은 면적과 더 낮은 높이를 차지합니다.

포장 특징:

표면 패치 패키지, 핀 없는 디자인;핀이 없는 용접 디스크 설계는 PCB 면적을 적게 차지합니다.

구성 요소는 매우 얇고 (<1mm) 공간 요구 사항에 대한 엄격한 적용을 충족시킬 수 있습니다.

임피던스가 매우 낮고 스스로 느끼며 고속 또는 마이크로파 응용을 만족시킬 수 있다;

그것은 우수한 열 성능을 가지고 있는데, 주로 밑부분에 대면적의 방열 패드가 있기 때문이다;휴대용 어플리케이션용으로 가볍습니다.이 포장의 작은 크기는 노트북, 디지털 카메라, 개인 디지털 어시스턴트 (PDA), 휴대 전화 및 MP3 플레이어와 같은 휴대용 소비자 전자 제품에 사용할 수 있습니다.시장 관점에서 볼 때, QFN 패키지는 점점 더 사용자들의 관심을 받고 있습니다.비용과 부피 요소를 고려할 때 QFN 패키지는 향후 몇 년 동안 성장 포인트가 될 것이며 발전 전망은 매우 낙관적입니다.

6.PLCC 포장 유형

그것은 납을 함유한 플라스틱 칩 포장 캐리어이다.표면 패치 패키지의 핀은 패키지의 네 측면에서 끌어와 DIP 패키지보다 훨씬 작은 "D" 모양을 형성합니다.이 패키지는 SMT 표면 마운팅 기술이 적용된 PCB 마운트 및 케이블 연결에 적용돼 크기가 작고 신뢰성이 높은 장점이 있다.특수한 핀칩 패키지의 경우, 그것은 칩의 하단에서 안쪽으로 구부러진 패치 패키지이며, 따라서 칩 핀은 칩의 내려다보기 그림에서 보이지 않는다.이 칩의 용접은 환류 용접 공정을 채택하여 특수한 용접 설비가 필요하다.디버깅 과정에서 칩을 빼는 것도 번거로워 지금은 거의 사용하지 않는다.

IC 패키징 기판 생산 공정:

1. 기판 가공

생산 과정에서 먼저 표면의 불순물과 산화물을 제거하기 위해 기초재를 청결하고 화학적으로 처리해야 한다.이 단계는 베이스 표면을 깨끗하고 매끄럽게 하여 후속 접착 및 연결의 토대를 마련합니다.

2. 접착 매체

그런 다음 처리된 베이스에 접착 매체를 적용합니다.이 미디어는 전기 성능에 필수적인 칩을 기판에 단단히 부착하고 칩과 기판 사이의 좋은 접촉을 보장하는 데 사용됩니다.

3. 칩 배치 및 접합

칩을 붙여넣은 후에는 지시선에 붙여야 합니다.이 과정은 일반적으로 금선을 사용하여 칩의 핀을 기판의 핀에 연결합니다.금선의 사용은 전기 연결의 신뢰성을 보장하고 가능한 신호 손실을 방지합니다.

4. 플라스틱

접착이 완료되면 덮어쓰기 칩과 연결 부품이 가소화됩니다.이 단계에서는 외부 환경으로부터 내부 구성 요소를 보호하기 위해 전체 구성 요소를 에폭시 수지와 같은 재료로 포장합니다.이는 제품의 안전성과 안정성을 확보하는 중요한 단계이기도 하다.

5. 힘줄 절단 성형

밀봉 후 제품은 갈비뼈를 절단하고 성형하는 과정을 거친다.이 절차는 불필요한 밀봉 재료를 제거하고 설계 요구 사항에 따라 제품을 원하는 모양과 크기로 절단하는 것입니다.이 과정은 칩의 최종 형태와 기능에 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다.

6. 전기 성능 테스트

마지막으로 모든 패키지와 모듈식 칩은 전기 성능 테스트를 해야 한다.이러한 테스트에는 칩의 작동 속도, 전력 소비량, 주파수 및 기타 전기 특성을 검사하여 모든 제품이 설계 표준을 준수하는지 확인하는 것이 포함됩니다.초기 테스트를 완료한 후 최종 테스트는 전체 제품의 출시 전 신뢰성을 보장합니다.

적합한 집적회로 패키징 기판을 선택하는 것은 제품의 성능과 품질에 관계될 뿐만 아니라 생산 효율과 원가에도 직접적인 영향을 미친다.따라서 다양한 IC 패키징 기술을 이해하고 습득하는 것은 전자 엔지니어에게 매우 중요합니다.