日立金属的陶瓷基板在哪儿生产(日立金属的陶瓷基板在哪儿生产出来的)

今天给各位分享日立金属的陶瓷基板在哪儿生产的知识,其中也会对日立金属的陶瓷基板在哪儿生产出来的进行解释,现在开始吧!

陶瓷基板pcb工艺流程

陶瓷基板pcb工艺流程

陶瓷基板pcb工艺流程,陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)陶瓷基片表面( 单面或双面)上的特殊工艺板。下面来看看陶瓷基板pcb工艺流程。

陶瓷基板pcb工艺流程1

1、钻孔

陶瓷基板一般都采用激光打孔的方式,相比于传统的打孔技术,激光打孔技术具有精准度高、速度快、效率高、可规模化批量化打孔、适用于绝大多数硬、软材料、对工具无损耗等优势,符合印刷电路板高密度互连,精细化发展。

通过激光打孔工艺的陶瓷基板具有陶瓷与金属结合力高、不存在脱落、起泡等现象,达到生长在一起的效果,表面平整度高、粗糙率在0.1μm~0.3μm,激光打孔孔径在0.15mm-0.5mm、甚者能达到0.06mm。

2、覆铜

覆铜是指在电路板上没有布线的区域覆上铜箔,与地线相连,以增大地线面积,减小环路面积,降低压降,提高电源效率和抗干扰能力。覆铜除了能减小地线阻抗,同时具有减小环路截面积,增强信号镜像环路等作用。因此,覆铜工艺在陶瓷基板PCB工艺中起着非常关键的作用,不完整、截断镜像环路或位置不正确的铜层经常会导致新的干扰,对电路板的使用产生消极影响。

3、蚀刻

陶瓷基板也需要蚀刻,电路图形上预镀一层铅锡抗蚀层,然后通过化学方式将未受保护的非导体部分的铜蚀刻掉,形成电路。 蚀刻分为内层蚀刻和外层蚀刻,内层蚀刻采用酸性蚀刻,用湿膜或者干膜作为抗蚀剂;外层蚀刻采用碱性蚀刻,用锡铅作为抗蚀剂。

陶瓷基板pcb工艺流程2

电路板厂陶瓷产品的制造工艺种类很多。 据说有干压法、注浆法、挤压法、注射法、流延方法和等静压法等30多种制造工艺方法,由于电子陶瓷基板是“平板”型,形状不复杂,采用干法成型和加工等的制造工艺简单,成本低,所以大多采用干压成型方法。 干压平板PCB电子陶瓷的制造工艺主要有坯件成型、坯件烧结和精加工、在基板上形成电路三大内容。

1.陶瓷基板的生坯制造(成型)

使用高纯氧化铝(含量≥95% Al2O3)粉末(根据用途和制造方法需要不同的颗粒大小。例如从几文盲到几十微米不等)和添加剂(主要是粘合剂、分散剂等)。 形成“浆料”或加工材料。

(1) 陶瓷基板的干压法生产生坯件(或“生坯”)。

干压坯是采用高纯氧化铝(电子陶瓷用氧化铝含量大于92%,大部分采用99%)粉末(干压所用颗粒不得超过60μm,用于挤压、流延、注射等粉末颗粒应控制在1μm以内)加入适量的可塑剂和粘结剂,混合均匀后干压制坯。目前,方形或圆片的后代可达0.50mm,甚至≤0.3mm(与板尺寸有关)。干压坯件可以在烧结前进行加工,如外形尺寸和钻孔的.加工,但要注意烧结引起的尺寸收缩的补偿(放大收缩率的尺寸)。

(2)陶瓷基板流延法生产生坯。

流胶液(氧化铝粉+溶剂+分散剂+粘合剂+增塑剂等混合均匀+过筛)制造+流延(在流延机上将胶水涂在金属或耐热聚酯带上)调高)+干燥+修边(也可进行其他加工)+脱脂+烧结等工序。可实现自动化和规模化生产。

2. 生坯的烧结和烧结后精加工。陶瓷基板的生坯部分往往需要进行“烧结”和烧结后精加工。

(1)陶瓷基板生坯的烧结。

陶瓷坯体的“烧结”是指通过“烧结”过程,将坯体(体积)中的空洞、空气、杂质和有机物等进行干压等去除,使其挥发、燃烧、挤压,并去除氧化铝颗粒。实现紧密接触或结合成长的过程,所以陶瓷生坯烧结后,(熟坯)会出现重量损失、尺寸收缩、形状变形、抗压强度增加和气孔率减少等变化。

陶瓷坯体的烧结方法有:①常压烧结法,无压烧结会带来较大的变形等; ②加压(热压)烧结法,加压烧结,可得到好的平面性产品是更常用的方法;

③热等静压烧结法是利用高压高热气体进行烧结。其特点产品是在相同温度和压力下完成的产品。各种性能均衡的,成本相对较高。在附加值的产品上,或航空航天、国防军工产品中多采用这种烧结方法,如军用领域的反射镜、核燃料、枪管等产品。干压氧化铝生坯的烧结温度大多在1200℃~1600℃之间(与成分和助熔剂有关)。

(2)陶瓷基板烧结后(熟)坯的精加工。

大多数烧结陶瓷坯料都需要精加工。目的是: ①获得平整的表面。生坯在高温烧结过程中,由于生坯内的颗粒分布、空隙、杂质、有机物等的不平衡,会引起变形、不平整或粗糙过大与差异等。这些缺陷可通过表面精加工来解决;

② 获得高光洁度表面,如镜面反射,或提高润滑性(耐磨性)。

表面抛光处理是使用抛光材料(如碳化硅、B4C)或金刚石砂膏对表面进行由粗到细的磨料逐步抛光。一般而言,多采用≤1μm的AlO粉末或金刚石砂膏,或用激光或超声波加工来实现。

(3)强(钢)化处理。

表面抛光后,为提高力学强度(如抗弯强度等),可采用电子射线真空镀膜、溅射真空镀膜、化学气相蒸镀等方法镀一层硅化合物薄膜,通过1200℃~1600℃热处理,可显着提高陶瓷坯件的力学强度!

3.在基板上形成导电图形(电路)

要在陶瓷基板上加工形成导电图形(电路),必须先制造覆铜陶瓷基板,然后再按照印刷电路板工艺技术制造陶瓷印刷电路板。

(1)形成覆铜陶瓷基板。目前有两种形成覆铜陶瓷基板的方法。

①层压法。它是由热压成型一侧氧化的铜箔和氧化铝陶瓷基板。即对陶瓷表面进行处理(如激光、等离子等),得到活化或粗糙化的表面,然后按照“铜箔+耐热粘结剂层+陶瓷+耐热粘结剂层+铜箔”层压合在一起,经1020℃~1060℃烧结,形成双面覆铜陶瓷层压板。

②电镀法。陶瓷基板经等离子处理后进行“溅射钛膜+溅射镍膜+溅射铜膜,然后常规电镀铜至所需铜厚,即形成双面覆铜陶瓷基板。

(2) 单、双面陶瓷PCB板制造。按照传统的PCB制造技术使用单面和双面覆铜陶瓷基板。

(3)陶瓷多层板制造。

① 在单、双面板上反复涂覆绝缘层(氧化铝)、烧结、布线、烧结形成PCB多层板,或采用流延制造技术完成。

②陶瓷多层板采用浇铸法制造。生带在流延机上成型,然后钻孔、塞孔(导电胶等)、印刷(导电电路等)、切割、层压、等静压形成陶瓷多层板。

注:流延成型方法-流胶液(氧化铝粉+溶剂+分散剂+粘合剂+增塑剂等混合均匀+过筛)制造+流延(将胶液均匀分布在流延机上涂在金属或耐热聚酯胶带上)+烘干+修整+脱脂+烧结等工序。

陶瓷基板pcb工艺流程3

陶瓷基板pcb的优点

1、电阻高

2、高频特性突出

3、具有高热导率:与材料本身有关系,陶瓷相比于金属。树脂都具有优势。

4、化学稳定性佳抗震、耐热、耐压、内部电路、MARK点等比一般电路基板好点。

5、在印刷、贴片、焊接时比较**

陶瓷基板pcb缺点

1、易碎

这是更主要的一个缺点,目前只能制作小面积的电路板。

2、价贵

电子产品的要求规则越来越多,陶瓷电路板只是满足满足一些比较高端的产品上面,低端的产品根本不会使用到。

陶瓷基板pcb

陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)陶瓷基片表面( 单面或双面)上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能,高导热特性,优异的软钎焊性和高的附着强度,并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形,具有很大的载流能力。因此,陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。

ic销售请教

IC的流程,IC的销售(转)

一般来说我们对IC 的概念只停留在它是芯片或集成电路,或者是外观五花八门的小小的东西上面。对它究竟是什么?它是怎么来?它为什么外表各种各样?我们的了解可能不是很多,下面通过对IC 的生产工序流程和其结构发展历史方面的简述,希望让大家对IC 大体上有一个初步的把握。一, 电子元器件的相关概念和分类 1, 概念电子元器件: 分为半导体器件和电子元件,它们是电子工业发展的基础,它们是组成电子设备的基本单元,属于电子工业的中间产品。 IC(集成电路)是电子元器件中的一种半导体器件。微电子技术: 一个**的核心技术是指微电子技术,而微电子技术是指能够处理更加微小的电磁信号的技术,所谓微电是区别于强电(例如照明用电)和弱电(例如电话线路)而言。微电子技术的代表就是IC 技术,主要产品就是IC。 2, 分类电子元器件分两类:半导体器件和电子元件半导体器件包括:半导体分立器件,半导体集成电路,特殊功能的半导体器件,其它器件。电子元件包括:电阻,电容,电感/线圈,电位器,变压器,继电器,传感器,晶体,开关,电池/电源,接插件/连接器,其他电子元件。二, IC的生产工序流程普通硅沙(石英砂,沙子)--分子拉晶(提炼)--晶柱(圆柱形晶体)--晶圆(把晶柱切割成圆形薄片)--光刻(俗称流片,即先设计好电路图,通过激光暴光,刻到晶圆的电路单元上)--切割成管芯(裸芯片)--封装(也就是把管芯的电路管脚,用导线接到外部接头,以便与其它器件连接。)详细流程注解: 1, 业已确认,占地壳物质达到28%的石英在地表层呈现为石英砂石矿。用电弧炉冶炼石英砂将其转变成冶金等级硅。通过一步一步去除杂质的处理工艺过程,硅经历液态,蒸馏并更终再沉积成为半导体等级的硅棒,其硅的纯度达到99.999999%。随后,这些硅棒被机械粉碎成块并装入石英坩埚炉中加热熔化至1420摄氏度。 2, 将一个单晶籽晶(种)导入熔化过程中,随着籽晶转动,晶体渐渐生长出来。几天之后,慢慢地将单晶提取出来,结果得到一根一米多长的硅棒,视其直径大小,硅棒的价值可高达8000美元到16000美元。这些纯硅单晶棒,每根重量达到(120公斤); 3, 随后被金刚石锯床切成薄薄的圆晶片。这些薄片再经过洗涤、抛光、清洁和接受入眼检测与机器检测;更后通过激光扫描发现小于人的头发丝宽度的1/300的表面缺陷及杂质,合格的圆晶片交付给芯片生产厂商。 4, 芯片结构设计人员设计好电路版图,完整的设计图传送给主计算机并经电子束曝光机进行处理,将这些设计图“刻写”在置于一块石英玻璃上的金属薄膜上,制造出掩膜。制作芯片是对薄膜进行重复进行涂光敏胶、光刻和腐蚀的组合处理,掩膜起着一个很像照相制版的负片作用。**调准每个掩膜更为重要:如果一个掩膜偏离几分之一微米(百万分之一),则整个硅圆片就报废不能用。当光通过掩膜照射,电路图就“印制”在硅晶片上。每一个芯片大约需用20个掩膜,这些掩膜要在整个工艺过程枣从硅圆片到制造更终的芯片包括几百个工艺的流程的不同的位置点上定位。更终一块硅圆片能够做出一定数量的芯片。 5, 一旦完成芯片制作过程,硅圆片在金刚石切割机床上被分切成单个的芯片,到此的单个芯片被称为“管芯”(DIE)。将每个管芯分隔放置在一个无静电的平板框中,并传送至下一步,管芯被插装进它的封装中。芯片封装保护管芯避免受环境因素影响,同时提供管芯和电路板通讯所必需的电连接,封装好的芯片在随后的使用中将要安装固定在电路板上。三, IC整体结构的发展历史 1, IC封装结构发展历史 TO 型(Transistor Outline 晶体管外形封装)--DIP 型(Dual Inline Package 双列直插式封装)--LCC 型(Lead Chip Carrier 芯片载体封装)--QFP 型(Quad Flat Package 方型扁平式封装)--PGA 型(Pin Grid Array 插针网格阵列封装) --BGA 型(Ball Grid Array 球栅阵列封装)--CSP 型(Chip Size Package 芯片尺寸封装)--MCM 型(Multi Chip Model 多芯片模块系统) 详细封装历史注解: 1) 封装是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接。在foundry(加工厂)生产出来的芯片都是裸片(die),这种裸片上只有用于封装的压焊点(pad),是不能直接应用于实际电路当中的。而且裸片极易受外部环境的温度、杂质和物理作用力的影响,很容易遭到破坏,所以必须封入一个密闭空间内,引出相应的引脚,才能作为一个基本的元器件使用。 IC 封装就是做的就是这种工作,通过金线邦定pad 和封装引脚,并采用强度较高的外壳将裸片包住,只露出引脚,就成了可以直接焊接在PCB 板上的元器件。通常,封装和测试都是一体的,即做完封装后直接进行产品的测试工作,包括功能、性能和各种电气特性。测试完的产品可以直接提交给设计公司上市销售。衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。封装时主要考虑的因素: a)芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1; b) 引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能; c) 基于散热的要求,封装越薄越好。 2) IC 的封装一开始是TO 型(Transistor Outline 晶体管外形封装),但是由于它的缺点较明显,到了70 年代流行的是双列直插封装,简称 DIP(Dual In-line Package)。DIP封装结构具有以下特点: a) 适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,对比TO型封装,易于对PCB布线,操作方便。 b) 芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。 DIP封装结构形式有: 多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线。框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式)。衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。以采用40 根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP) 为例,其芯片面积/封装面积=3×3/15.24×50=1:86,离1相差很远。不难看出,这种封装尺寸远比芯片大,说明封装效率很低,占去了很多有效安装面积。 3) 80年代出现了芯片载体封装,简称LCC(Lead Chip Carrier), 其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier) 、小尺寸封装 SOP(Small Outline Package) 、塑料四边引出扁平封装 PQFP(Plastic Quad Flat Package)。 4) PQFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装 PQFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在 100 个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD 安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。 PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与PQFP方式基本相同。**的区别是PQFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。以0.5mm焊区中心距,208 根I/O引脚的QFP 封装为例,外形尺寸28×28mm ,芯片尺寸10×10mm,则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:7.8,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: a)适合用SMD表面安装技术在PCB上安装布线。 b)封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用。 c) 操作方便。 d)可靠性高。 5) PGA插针网格阵列封装 PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少,可以围成2-5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。PGA 封装具有以下特点: a)插拔操作更方便,可靠性高。 b)可适应更高的频率。 6) BGA球栅阵列封装 90 年代,随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC 的频率超过100MHz 时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC 的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的更佳选择。 BGA封装技术又可详分为五大类: a) PBGA(Plasric BGA)基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。。 b) CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装方式。 c) FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。 d) TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。 e) CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。 BGA封装具有以下特点: a) I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。 b) 虽然BGA 的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。 c) 信号传输延迟小,适应频率大大提高。 d) 组装可用共面焊接,可靠性大大提高。 7) CSP芯片尺寸封装随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,1994 年9 月日本三菱电气研究出CSP(Chip Size Package)封装。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC 尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒(Die)大不超过1.4倍。 CSP封装又可分为四类: a) Lead Frame Type(传统导线架形式),代表厂商有富士通、日立、 Rohm、高士达(Goldstar)等等。 b) Rigid Interposer Type(硬质内插板型),代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。 c) Flexible Interposer Type(软质内插板型),其中更有名的是Tessera 公司的microBGA,CTS 的sim-BGA 也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。 d) Wafer Level Package(晶圆尺寸封装):有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。 CSP封装具有以下特点: a) 满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。 b) 芯片面积与封装面积之间的比值很小。 c) 极大地缩短延迟时间。 CSP 封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络 WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。 8) 为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。 MCM具有以下特点: a) 封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。 b) 缩小整机/模块的封装尺寸和重量。 c) 系统可靠性大大提高。 2, IC原材料发展历史:金属、陶瓷原材料--陶瓷、塑料原材料--塑料原材料 3, IC引脚形状发展历史长引线直插型--短引线或无引线贴装型--球状突点型 4, IC装配方式发展历史通孔插装--表面组装--直接安装

芯片封装方式及特点。谁能提供一下。

芯片封装技术

我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍各种芯片封装形式的特点和优点。

一、DIP双列直插式封装

DIP(DualIn-line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。

DIP封装具有以下特点:

1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。

2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。

Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。

二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。

PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。**的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。

QFP/PFP封装具有以下特点:

1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

2.适合高频使用。

3.操作方便,可靠性高。

4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。

三、PGA插针网格阵列封装

PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少,可以围成2-5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。

ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的引脚与插座牢牢地接触,**不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。

PGA封装具有以下特点:

1.插拔操作更方便,可靠性高。

2.可适应更高的频率。

Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。

四、BGA球栅阵列封装

随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的更佳选择。

BGA封装技术又可详分为五大类:

1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。

2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。

3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。

4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。

BGA封装具有以下特点:

1.I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。

2.虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。

3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。

4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城(Citizen)公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组(如i850)中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

五、CSP芯片尺寸封装

随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒(Die)大不超过1.4倍。

CSP封装又可分为四类:

1.Lead Frame Type(传统导线架形式),代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。

2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型),代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。

3.Flexible Interposer Type(软质内插板型),其中更有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。

4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装):有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特点:

1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。

2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。

3.极大地缩短延迟时间。

CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。

六、MCM多芯片模块

为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。

MCM具有以下特点:

1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。

2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。

3.系统可靠性大大提高。

总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。

常见芯片封装有那几种?各有什么特点?

我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍个中芯片封装形式的特点和优点。

一、DIP双列直插式封装

DIP(DualIn-line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。

DIP封装具有以下特点:

1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。

2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。

Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。

二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。

PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。**的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。

QFP/PFP封装具有以下特点:

1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

2.适合高频使用。

3.操作方便,可靠性高。

4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。

三、PGA插针网格阵列封装

PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少,可以围成2-5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。

ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的引脚与插座牢牢地接触,**不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。

PGA封装具有以下特点:

1.插拔操作更方便,可靠性高。

2.可适应更高的频率。

Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。

四、BGA球栅阵列封装

随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的更佳选择。

BGA封装技术又可详分为五大类:

1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。

2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。

3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。

4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。

BGA封装具有以下特点:

1.I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。

2.虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。

3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。

4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城(Citizen)公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组(如i850)中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

五、CSP芯片尺寸封装

随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒(Die)大不超过1.4倍。

CSP封装又可分为四类:

1.Lead Frame Type(传统导线架形式),代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。

2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型),代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。

3.Flexible Interposer Type(软质内插板型),其中更有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。

4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装):有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特点:

1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。

2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。

3.极大地缩短延迟时间。

CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。

六、MCM多芯片模块

为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。

MCM具有以下特点:

1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。

2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。

3.系统可靠性大大提高。

结束语

总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。

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