Substrat IC - Perkenalan ke Form Pakej Semikoduktor

Abstrakt: Terdapat banyak jenis pakej untuk peranti setengah konduktor, dari DIP, SOP, QFP, PGA, BGA ke CSP ke SIP. Penunjuk teknik lebih maju dari generasi ke generasi. Semua ini dikembangkan oleh terdahulu berdasarkan teknologi pemasangan dan permintaan pasar pada masa itu. Secara umum, ia mempunyai kira-kira tiga inovasi utama: pertama kalinya dari pakej pemalam pin ke pakej perlengkapan permukaan pada tahun 1980-an, yang meningkatkan kerapatan kumpulan papan sirkuit dicetak; kali kedua pada tahun 1990-an, kemunculan pakej positif saat bola tidak hanya memenuhi permintaan pasaran untuk pin tinggi, tetapi juga meningkatkan prestasi peranti setengah konduktor; pakej aras-wafer, pakej sistem, dan pakej aras-cip sekarang adalah inovasi ketiga produk, tujuannya adalah untuk minimumkan pakej. Setiap jenis pakej mempunyai aspek unik, iaitu keuntungan dan kelemahan, dan bahan pakej, peralatan pakej, dan teknologi pakej yang digunakan berbeza mengikut keperluan. Kekuatan memandu memandu pembangunan terus menerus pakej setengah konduktor adalah harganya dan prestasinya.

1 Paparan ringkasan pakej peranti setengah konduktor

Produk elektronik terdiri dari peranti setengah konduktor (sirkuit terintegrasi dan peranti diskret), papan sirkuit cetak, wayar, bingkai mesin lengkap, kasing, dan paparan. Sirkuit terpasang digunakan untuk memproses dan mengawal isyarat. Peranti diskret biasanya adalah amplifikasi isyarat dan cetakan. Papan sirkuit PCB dan wayar digunakan untuk menyambung isyarat, shell bingkai seluruh mesin digunakan untuk sokongan dan perlindungan, dan bahagian paparan digunakan sebagai antaramuka untuk komunikasi dengan orang. Oleh itu, peranti setengah konduktor adalah bahagian utama dan penting produk elektronik, dan mempunyai reputasi "nasi industri" dalam industri elektronik.

negara saya mengembangkan dan menghasilkan komputer pertama pada tahun 1960-an. Ia memenuhi kawasan sekitar 100 m2 atau lebih. Komputer portable hari ini hanya saiz beg sekolah, sementara komputer masa depan mungkin hanya saiz pen atau lebih kecil. Pengurangan cepat ini dalam saiz komputer dan fungsi semakin kuat mereka adalah bukti yang baik tentang pembangunan teknologi semikonduktor. Kredit ini terutama disebabkan: (1) peningkatan yang besar dalam integrasi cip setengah konduktor dan peningkatan wafer (peningkatan wafer) peningkatan ketepatan litografi telah membuat cip lebih kuat dan saiz telah menjadi lebih kecil; (2) Perbaikan teknologi pakej setengah konduktor telah meningkatkan kerapatan sirkuit terintegrasi pada papan sirkuit cetak PCB, dan volum produk elektronik telah meningkat. Ke bawah.

Perbaikan teknologi pemasangan setengah konduktor (teknologi pemasangan) terutamanya diselarang dalam pembangunan terus menerus jenis pakej (Package). Secara umum disebut sebagai kumpulan (Assembly) boleh ditakrif sebagai: penggunaan teknologi filem dan teknologi mikrosambungan untuk menyambungkan cip setengah konduktor (Chip) dan bingkai (Leadframe) atau substrat (Sulbstrate) atau lembaran plastik (Film) atau bahagian konduktor papan sirkuit cetak Untuk mengeluarkan pin wayar, dan memperbaikinya dengan penutup dan penyegelan dengan media pengisihan plastik, Membentuk teknologi proses struktur tiga dimensi keseluruhan. Ia mempunyai fungsi sambungan sirkuit, sokongan fizik dan perlindungan, perlindungan medan luaran, penimbal tekanan, penyebaran panas, lebar saiz dan standardisasi. Dari pakej pemalam dalam era tiga dan pakej lekap permukaan pada tahun 1980-an ke pakej modul semasa, pakej sistem, dll., terdahulu telah mengembangkan banyak bentuk pakej, dan setiap bentuk pakej baru mungkin memerlukan bahan baru, proses baru atau peralatan baru digunakan.

Kekuatan memandu memandu pembangunan terus menerus pakej setengah konduktor adalah harganya dan prestasinya. Pelanggan akhir pasar elektronik boleh dibahagi ke tiga kategori: pengguna rumah, pengguna industri dan pengguna negara. Ciri-ciri terbesar pengguna rumah adalah bahawa harga murah dan keperluan prestasi tidak tinggi; pengguna negara memerlukan prestasi tinggi dan harga biasanya adalah sepuluh atau ribuan kali lebih daripada pengguna biasa, terutama digunakan dalam tentera dan angkasa udara, dll.; pengguna industri biasanya harga dan prestasi Semua jatuh di antara dua atas. Harga rendah memerlukan pengurangan kos pada asas asal, sehingga bahan yang kurang digunakan, semakin baik, dan semakin besar output sekali, semakin baik. Performasi tinggi memerlukan kehidupan produk panjang dan boleh menahan persekitaran yang kasar seperti suhu tinggi dan rendah dan kelembaman tinggi. Pembuat semikonduktor sentiasa cuba mengurangi kos dan meningkatkan prestasi. Sudah tentu, ada faktor lain seperti keperluan perlindungan persekitaran dan isu paten yang memaksa mereka untuk mengubah jenis pakej.

2 Peran encapsulasi

Pakej (Pakej) diperlukan untuk cip, tetapi juga sangat penting. Pengepasan juga boleh dikatakan untuk merujuk ke rumah yang digunakan untuk memasang cip sirkuit setengah-konduktor terintegrasi. Ia tidak hanya melindungi cip dan meningkatkan konduktiviti panas, tetapi juga berkhidmat sebagai jembatan antara dunia dalaman cip dan sirkuit luar dan fungsi umum spesifikasi. Fungsi utama encapsulasi adalah:

(1) Perlindungan fisik. Kerana cip mesti terpisah dari dunia luar untuk mencegah ketidaksihiran di udara daripada mengganggu litar cip dan menyebabkan prestasi elektrik menurun, melindungi permukaan cip dan sambungan petunjuk, dll., sehingga cip yang agak lembut dilindungi dari kerosakan kuasa luar dan kerosakan luar dalam terma fizik elektrik atau panas. Impak persekitaran; pada masa yang sama, koeficien pengembangan panas cip sepadan dengan koeficien pengembangan panas bingkai atau substrat melalui pakej, yang boleh melepaskan tekanan disebabkan oleh perubahan persekitaran luaran seperti panas dan tekanan disebabkan oleh panas cip, dengan itu mencegah kerosakan cip. Berdasarkan keperluan penyebaran panas, semakin ringan pakej, semakin baik. Apabila penggunaan kuasa cip lebih besar dari 2W, sink panas atau sink panas perlu ditambah ke pakej untuk meningkatkan fungsi penyebaran panas dan sejuk; apabila 5 hingga 1OW, pendinginan terpaksa diadopsi. Di sisi lain, cip pakej juga lebih mudah dipasang dan dipindahkan.

(2) Sambungan elektrik. Fungsi penyesuaian saiz (penukaran pitch) pakej boleh disesuaikan dari pitch lead yang sangat halus cip ke saiz dan pitch substrat penyelesaian, dengan demikian memudahkan operasi penyelesaian. Contohnya, dari cip dengan sub-mikron (semasa di bawah 0.13μm) sebagai saiz ciri, ke kumpulan tentera cip dengan 10μm sebagai unit, ke pins luaran dengan 100μm sebagai unit, dan akhirnya dicetak dalam milimeter. Papan sirkuit semua disedari dengan meter pakej. Pakej di sini bermain peran untuk mengubah dari kecil ke besar, dari sukar ke mudah, dari kompleks ke mudah, yang boleh mengurangi biaya operasi dan biaya materi, dan meningkatkan efisiensi kerja dan kepercayaan, terutama dengan menyadari panjang wayar dan impedance nisbah adalah sebanyak mungkin untuk mengurangi perlawanan sambungan, Kapensiti parasitik dan induktan untuk memastikan bentuk gelombang isyarat yang betul dan kelajuan pemindahan.

(3) Penandaran. Fungsi umum spesifikasi bermakna bahawa terdapat spesifikasi piawai bagi saiz, bentuk, bilangan pin, jarak, panjang, dll. pakej, yang mudah diproses dan mudah dipadangkan dengan papan sirkuit cetak. Garis produksi dan peralatan produksi yang berkaitan adalah universal. Ini sangat selesa untuk pengguna pakej, penghasil papan sirkuit, dan penghasil setengah konduktor, dan ia mudah untuk dijandardizkan. Sebaliknya, peluncuran cip kosong dan peluncuran cip-balik kini tidak mempunyai keuntungan ini. Oleh kerana kualiti teknologi pemasangan juga secara langsung mempengaruhi prestasi cip sendiri dan desain dan penghasilan papan sirkuit cetak (PCB) yang terhubung dengannya, untuk banyak produk sirkuit terpasang, teknologi pemasangan adalah bahagian yang sangat kritik.

Klasifikasi pakej 3

Pakaian setengah konduktor (termasuk sirkuit terintegrasi dan peranti diskret) telah mengalami beberapa generasi perubahan, dari DIP, SOP, QFP, PGA, BGA ke MCP dan kemudian ke SIP. Penunjuk teknik telah maju dari generasi ke generasi, termasuk kawasan cip dan kawasan pakej. Nisbah semakin dekat dan semakin dekat dengan 1, frekuensi yang berlaku semakin tinggi dan semakin tinggi, resistensi suhu semakin baik dan semakin baik, bilangan pin meningkat, jarak pin dikurangi, berat badan dikurangi, kepercayaan semakin meningkat, dan penggunaan lebih selesa. Terdapat banyak jenis pakej, dan setiap jenis pakej mempunyai ciri-ciri unik sendiri, iaitu keuntungan dan kelemahannya. Sudah tentu, bahan pakej, peralatan pakej, dan teknologi pakej yang digunakan berbeza mengikut keperluan.