何为封装芯片

芯片封装是联接半超导体芯片和电子零碎的一道桥梁，随着微电子技能的飞速停滞及其向各事业的疾速浸透，芯片封装也正在近二、三十年内失掉了硕大的停滞，并曾经获得了长足的退步。白文扼要引见了近20年来电脑事业芯片封装构成的演化及停滞趋向，居中能够看出IC芯片与封装技能彼此推进，谐和停滞密没有可分的联系。

2 次要封装技能
2.1 DIP双列直插式封装

DIP(dualIn－line package)是指采纳双列直插式封装的集成通路芯片，绝大少数中小范围集成通路(IC)均采纳这种封装方式，其引脚数正常没有超越100个。采纳DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需求拔出到存正在DIP构造的芯片插座上。千万，也能够间接插正在有相反焊孔数和多少何陈列的通路板上停止铆接。DIP封装的芯片正在从插座上插拔时应尤其不慎，免得保护引脚[1]。

DIP封装存正在以次特性：

(1)适宜正在PCB(印刷通路板)上戳穿铆接，操作便当；

(2)芯全面积与封装面积之间的比率较大，故容积也较大。

Intel系列CPU中8088就采纳这种封装方式（如图1），缓存(cache)和晚期的外存芯片也是这种封装方式。

2.2 QFP塑料方形扁平封装

QFP（plastic quad flat package）封装的芯片引脚之间间隔很小，管脚很细，正常大范围或者超大范围集成通路都采纳这种封装方式，其引脚数正常正在100个之上。用这种方式封装的芯片必需采纳SMD（名义装置部件技能）将芯片与主板铆接兴起。采纳SMD装置无须正在主板上戳穿，正常正在主 板名义上有设想好的呼应管脚的焊点。将芯片各脚对于准呼应的焊点，即可完成与主板的铆接。用这种办法焊下去的机件，要用公用机器组装。

QFP封装存正在以次特性：

（1）实用于SMD名义装置技能正在PCB通路板衣服置布线；
（2）适宜高频运用；
（3）操作便当，牢靠性高；
（4）芯全面积与封装面积之间的比率较小。

眼前QFP的引脚距离已从1.27mm停滞到了0.3mm。因为引脚距离一直减少，I/O数一直增多，封装容积也一直加长，给通路拆卸消费带来了许多艰难，招致废品率降落和拆卸利润的进步。此外因为受机件引脚框架加工精密度等打造技能的制约，0.3mm已是QFP引脚距离的极限，这都制约了拆卸密度的进步。

Intel系列CPU中80286，80386就采纳塑料四边引来扁平封装PQFP。
2.3 PGA针栅阵列封装

PGA(pin grid array package)芯片封装方式正在芯片的里外有多个相控阵形的插针，每个相控阵形插针沿芯片的四处距离定然间隔陈列。依据引脚数手段多少，能够围成2～5圈。装置时，将机件拔出特地的PGA插座。为使CPU可以更便当地装置和组装，从486芯片开端，涌现一种名为ZIF的CPU插座，特地用于满意PGA封装的CPU正在装置和组装上的请求。

ZIF(zero insertion force socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的拉手微微抬起，CPU就 可很简单、紧张地拔出插座中。而后将拉手压回他处，应用插座自身的特别构造生成的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢地接触，没有具有接触没有良的成绩。而组装CPU只要将插座的拉手微微抬起，CPU即可紧张存入。

PGA封装存正在以次特性：

(1)插拔操作更便当，牢靠性高；
(2)可顺应更高的频次。

Intel系列CPU中，Pentium，Pentium Pro均采纳这种封装方式。
2.4 BGA球栅阵列封装
随着集成通路技能的停滞，封装请求愈加严厉，封装技能联系到会物的功能。当IC的频次超越100MHz时，保守封装形式会发生叫做的 “CrossTalk”景象，并且当IC的管脚数大于208 pin时，保守的封装难度加长。因而，除运用QFP封装外，现今大少数的高脚数芯片（如图形芯片与 芯片组等）皆转而运用BGA(ball grid array package)封装技能，如图2所示的GeForce FX图形芯片表现了以后工事技能的成绩，置信看到芯片照片上那1152个焊脚的人都会惊讶没有已。BGA一涌现便变化CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高功能、多引脚封装的取舍 [2]。

BGA封装技能又可分成5大类：

（1）PBGA（plasric BGA）基板：正常为2～4层无机资料形成的多层板（Intel系列CPU中， Pentium II，III，IV解决器均采纳这种封装方式）；

（2）CBGA（ceramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气联接一般采纳倒装芯片（Flip Chip，职称FC）的装置形式（Intel系列CPU中，Pentium II，III，IV解决器均采纳这种封装方式）；

（2）CBGA（ceramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气联接一般采纳倒装芯片（FlipChip，职称FC）的装置形式（Intel系列CPU 中，Pentium I，II，Pentium Pro解决器均采纳过这种封装方式）；

（3）FCBGA（filp chipBGA）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通路板；

（5）CDPBGA（carity down PBGA）基板：指封装地方无方形低陷的芯片区（别称空腔区）。

BGA封装存正在以次特性：

（1）I/O引脚数固然增加，但引脚之间的间隔远大于QFP封装形式，进步了废品率；

（2）固然BGA的功耗增多，但因为采纳的是可控陷落芯片法铆接，从而能够好转电热功能；

（3）信号传输提早小，顺应频次大大进步；

（4）拆卸可用共面铆接，牢靠性大大进步[3]。

BGA封装形式通过10积年的停滞曾经进入适用化阶段。1987年，阿曼西铁城（Citizen）公司开端动手研发塑封球栅面阵列封装的芯片（即 BGA）。然后，内燃机罗拉、康柏等公司也即将退出到开拓BGA的次序。1993年，内燃机罗拉首先将 BGA使用于挪动电话。同年，康柏公司也正在任务站、PC计算机上加以使用。直到五六年前，Intel公司正在计算机CPU中（即奔流II，III，IV等），以及芯片组（如i850）中开端运用BGA，这对于BGA 使用畛域扩大施展了火上浇油的作用。眼前，BGA已变化极端抢手的IC封装技能，其市面范围正在2001年为12亿块，估计2005年市面需要将比2000年有70%之上的增加[4]。
2.5 CSP芯片分寸封装

随着电子货物共性化、轻盈化的需要风 潮，封装技能也退步到CSP(chip size package)。它减小了芯片封装形状的分寸，做到裸芯片分寸有多大，封装分寸就有多大。即封装后的IC分寸边长没有大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒（die）大没有超越1.4倍。

CSP封装存正在以次特性：

（1）拆卸面积小，约为相反引脚数QFP1/4；

（2）高低小，可达1mm；

（3）易于贴装，贴装差役≤±0.3mm（球核心距为0.8mm和1mm时）；

（4）电功能好、阻抗低、搅扰小、噪音低、屏障成效好；

（5）高导电性。

CSP封装实用于脚数少的IC，如外存条和便携电子货物。将来则将少量使用正在消息家具（IA）、数目字电视机（DTV）、电子书（E-Book）、无线 网络WLAN／igabitEthemet、ADSL／部手机芯片、蓝牙（Bluetooth）等新生货物中[2]。
2.6 MCM多芯片模块

为处理繁多芯片集成度低和性能没有够完美的成绩，把多个高集成度、高功能、高牢靠性的芯片，正在高密度多层互联基板上用SMD技能组成多种多样 的电子模块零碎，从而涌现MCM(multi chip model，多芯片模块零碎)，它是通路组件性能完成零碎级的根底。随着MCM的崛起，使封装的概念发作了性质的变迁，正在80时代先前，一切的封装是面临机件的，而MCM能够说是面临元件的或者许说是面临零碎或者零件的。MCM技能集保守印刷通路板技能、保守混合集成通路技能、保守名义装置技能、半超导体集成通路技能于一体，是垂范的垂直集成技能，对于半超导体机件来说,它是垂范的柔型封装技能，是一种通路的集成。MCM的涌现使电子零碎完成中型化、模块化、低功耗、高牢靠性需要了更无效的技能保证[5]。

MCM存正在以次特性：

（1）封装提早工夫减少，易于完成模块高速化；

（2）减少零件/模块的封装分寸和分量；

（3）零碎牢靠性大大进步。

对于MCM停滞反应的莫过于IC芯片。由于MCM高废品率请求各类IC芯片都是优良的芯片（KGD），MCM采纳DCA（裸芯片间接装置技能）或者CSP组成，而裸芯片没有管是消费厂家还是运用者都难以片面测试老化挑选，因为给拆卸MCM带来了没有肯定要素。CSP的涌现处理了KGD成绩，CSP岂但存正在裸芯片的长处，还可像一般芯 片一样停止测试老化挑选，使MCM的废品率存正在保障，大大推进了MCM的停滞和推行使用。眼前MCM曾经顺利地用来重型通用水脑和超级图灵机中，今后将用来任务站、集体电脑、医用电子 设施和公共汽车电子设施等畛域[6]。

总之，因为CPU和其余超大范围集成通路正在一直停滞，集成通路的封装方式也一直编成呼应的调动变迁，而封装方式的退步又反过去推进了芯片技能向前停滞。