Подложка ИС - Общие принципы и функциональные характеристики упаковки ИС

Базовая плата упаковки IC является ключевым компонентом процесса упаковки чипа, его основная функция - обеспечить электрическое соединение, защиту и поддержку чипа, а также взять на себя роль охлаждения. Базовые пластины не только являются носителями для упаковки полупроводников, но и играют важную роль в обеспечении производительности и надежности чипов.

Основные функции упаковки ИС включают в себя следующее:

Электрическое соединение: базовая плата обеспечивает электрическое соединение для чипа IC, обеспечивая передачу сигнала и питания между чипом и внешней схемой.

Функция защиты: Базовая плата защищает чип от воздействия внешней физической и химической среды посредством процесса упаковки. Это включает в себя предотвращение коррозии и повреждения чипов такими факторами, как пыль и влага.

Управление теплом: инкапсулированная базовая плата эффективно передает тепло, генерируемое во время работы чипа, предотвращая снижение производительности или повреждение чипа из - за перегрева.

1.DIP Двухрядная прямая упаковка

Это относится к чипам интегральных схем, упакованным в двухрядную прямую вставку. Большинство малых и средних интегральных схем (ICS) инкапсулируются в этой форме, и количество выводов обычно не превышает 100. IC в упаковке DIP имеет два ряда выводов, которые должны быть вставлены в розетку на чипе DIP. Конечно, он также может быть непосредственно вставлен в монтажную плату с таким же количеством отверстий и геометрическим расположением для сварки. Чип, пропитанный упаковкой, должен быть тщательно удален из розетки чипа, чтобы избежать повреждения штыря.

Пакет имеет следующие характеристики: подходит для перфорированной сварки PCB (печатной платы), удобной в эксплуатации. Отношение площади чипа к площади упаковки велико и, следовательно, большой объем. Это популярный штепсельный пакет, который включает в себя стандартные логические IC, память и микрокомпьютерные схемы.

2.Упаковка типа QFP / PFP

Расстояние между выводами, упакованными в чип, невелико, штыри тонкие, как правило, большие или сверхбольшие интегральные схемы в этой форме упаковки. Чипы, упакованные в этой форме, должны быть сварены на материнскую плату с использованием SMD (технология поверхностного устройства). Чип, установленный SMD, не требует перфорации на основной плате и обычно имеет хорошо спроектированную соответствующую точку сварки. Вывод чипа выравнивается с соответствующей точкой сварки и может сварить основную пластину.

Пакет имеет следующие характеристики: подходит для технологии установки поверхности SMD для установки проводки на панели PCB;

Низкая стоимость, подходит для среднего и низкого энергопотребления, подходит для использования высоких частот;

Простая операция, высокая надежность; Отношение площади чипа к площади упаковки невелико;

Зрелый тип уплотнения может быть использован традиционным методом обработки.

В настоящее время упаковки QFP / PFP широко используются, и многие чипы A производителей MCU используют эту упаковку.

3.Упаковка типа BGA

С развитием технологии интегральных схем требования к базовой плате упаковки интегральных схем становятся все более строгими. Это связано с тем, что технология упаковки связана с функциями продукта. Когда частота IC превышает 100 МГц, традиционный метод инкапсуляции может создавать так называемые « последовательные помеха», а когда число выводов IC больше 208, традиционный метод инкапсуляции имеет свои трудности.

Таким образом, в дополнение к использованию QFP - инкапсуляции, большинство цифровых чипов с высоким выводом в настоящее время переключаются на технологию инкапсуляции BGA (упаковка с шаровой решеткой). Упаковка имеет следующие характеристики: хотя количество выводов увеличивается, расстояние между выводами намного больше, чем в упаковке QFP, что повышает качество готовой продукции.

Контактная поверхность сварного шара массива с фундаментом большая и короткая, что способствует рассеиванию тепла; Вывод матричного шара очень короткий, что сокращает путь передачи сигнала и снижает индуктивность и сопротивление провода. Задержка передачи сигнала мала, адаптивная частота значительно улучшается, поэтому производительность схемы может быть улучшена. Сборка может быть сварена с одной стороны, надежность значительно улучшена; Подходит для упаковки MCM и обеспечивает высокую плотность и производительность MCM.

4.Упаковка типа SO

Тип упаковки включает в себя: SOP (малогабаритная упаковка), TOSP (тонкая малогабаритная упаковка), SSOP (уменьшенная SOP), VSOP (очень мелкая упаковка) и SOIC (малогабаритная упаковка интегральных схем) и другие аналогичные формы упаковки в форме QFP, но только в форме упаковки с двумя выводами. Этот тип упаковки является одним из поверхностных корпусов, которые выводятся с обеих сторон упаковки в форме « Л». Типичной особенностью этого инкапсуляции является создание большого количества выводов вокруг чипа инкапсуляции, удобная работа инкапсуляции, высокая надежность, является одним из основных методов инкапсуляции, в настоящее время более распространен для некоторых типов хранения IC.

5.QFN Тип упаковки

Это квадратная плоская упаковка, не содержащая свинца, с периферийными зажимными дисками и чиповыми дисками для механического и теплового воздействия целостности. Упаковка может быть квадратной или прямоугольной. Все четыре стороны упаковки оснащены электродными контактами. Из - за отсутствия штыря монтажное сиденье занимает меньшую площадь и более низкую высоту, чем QFP.

Особенности упаковки:

Упаковка поверхностей без штырей; Конструкция сварного диска без выводов занимает меньшую площадь PCB;

Компоненты очень тонкие (< 1 мм), чтобы соответствовать строгим требованиям к пространству применения;

Очень низкое сопротивление, самоиндукция, может удовлетворить высокоскоростные или микроволновые приложения;

Он обладает отличными тепловыми свойствами, главным образом потому, что дно имеет большую площадь радиатора; Легкий, подходит для портативных приложений. Небольшие размеры упаковки могут использоваться для портативных потребительских электронных продуктов, таких как ноутбуки, цифровые камеры, персональные цифровые помощники (PDA), мобильные телефоны и MP3 - плееры. С точки зрения рынка, упаковка QFN все больше привлекает внимание пользователей. Учитывая затраты и объем, инкапсуляция QFN станет точкой роста в ближайшие годы, и перспективы развития чрезвычайно оптимистичны.

Тип упаковки PLCC

Это пластиковый чип, содержащий свинец. Вывод для упаковки на поверхность выводится с четырех сторон упаковки, образуя форму « D», которая намного меньше, чем упаковка DIP. Пакет подходит для установки и проводки PCB с использованием технологии установки поверхности SMT и имеет преимущества небольшого размера и высокой надежности. Для специальной упаковки чипа с выводами это своего рода упаковка с пластырем, которая изгибается изнутри на дне чипа, поэтому вывод чипа не виден на карте с видом вниз чипа. Сварка чипа осуществляется методом обратной сварки и требует специального сварочного оборудования. Удаление чипа во время отладки также является проблематичным и редко используется в настоящее время.

IC Процесс производства упаковочных фундаментов:

1. Обработка фундаментных пластин

В процессе производства в первую очередь необходимо провести очистку и химическую обработку основного материала для удаления поверхностных примесей и оксидов. Этот шаг обеспечивает чистоту и гладкость поверхности фундамента, тем самым закладывая основу для последующего склеивания и соединения.

2. Клейкая среда

Затем к обработанному фундаменту добавляется связующая среда. Этот носитель используется для надежного прикрепления чипа к базовой плате, обеспечивая хороший контакт между чипом и базовой пластиной, что имеет решающее значение для электрических характеристик.

3. Размещение и соединение чипов

После вставки чипа его нужно склеить к проводу. Процесс обычно использует золотую проволоку для соединения выводов на чипе с выводами на базовой плате. Использование золотого провода обеспечивает надежность электрического соединения и предотвращает возможную потерю сигнала.

4. Пластикование

После завершения склеивания чип покрытия и его соединительные компоненты пластифицируются. На этом этапе используется эпоксидная смола и другие материалы для упаковки всего компонента, чтобы защитить внутренние компоненты от воздействия внешней среды. Это также важный шаг на пути обеспечения безопасности и стабильности продукции.

5. Вырезание сухожилий

После уплотнения продукт проходит процесс резки ребер и формования. Этот процесс включает в себя удаление избыточных уплотнительных материалов и резание продукта на требуемую форму и размер в соответствии с требованиями дизайна. Этот процесс имеет решающее значение, поскольку он влияет на конечную форму и функции чипа.

6. Тестирование электрических свойств

Наконец, все упакованные и формованные чипы должны быть протестированы на электрическую производительность. Эти тесты включают в себя проверку скорости работы чипа, энергопотребления, частоты и других электрических характеристик, чтобы убедиться, что все продукты соответствуют проектным стандартам. После завершения предварительных испытаний окончательные испытания обеспечат надежность всего продукта до его выхода на рынок.

Выбор подходящей базовой платы для упаковки ИС не только связан с производительностью и качеством продукта, но также напрямую влияет на эффективность и стоимость производства. Поэтому знание и освоение различных технологий упаковки IC имеет решающее значение для инженеров - электронов.