《集成电路封装和测试》

集成电路测试与封装学时：32学时为什么要开设封装这门课？设计芯片检测单晶、外延材料掩膜版芯片制造过程封装测试系统需求1.封装是半导体三大产业之一IC制造，芯片设计，测试和封装2000年占40%左右在目前中国，封装测试业的产值已占整个半导体产值的70%以上封装和测试业设计业制造业2.微电子封装是器件的根本组成局部

封装工艺传统集成电路封装本钱相对较低但在某些器件中封装本钱已经接近本钱的1/2在MEMS微系统中封装可能比芯片制造更加困难本钱可能上升为70%——90%封装已经成为新器件商业化的瓶颈

芯片+封装=器件封装工艺3.封装失效中，约有1/3与封装有关器件物理性破坏分析〔DPA〕测试中不合格品约有1/2与封装有关第一章概述封装概念封装的目的和要求封装的技术层次封装技术的历史和开展封装涉及的学科封装的分类国内封装业的开展一．封装概念“封装”随着集成电路芯片出现才诞生狭义“封装”利用膜技术和微细加工技术将芯片在框架或基板上粘贴，固定及连接，引出引线端子，并可通过绝缘介质灌封固定的工艺称为“封装”

广义“封装”概念把封装体与基板连接固定，装配完成的系统和电子设备，这种工艺称为“封装”。封装体可以是：IC芯片、电路卡(card)——IC芯片封装后与其他电子元件组成主板(board)——电路卡与其他电子元件组成简单来说：封装就是把组件变成产品的过程举例：

封装概念封装和制造是独立的设计芯片检测单晶、外延材料掩膜版芯片制造过程封装测试系统需求二．封装的目的和要求封装目的

1.传递电能:主要指电源电压的分配和导通2.传递电路信号:主要将电信号的延迟尽可能减小3.提供散热途径:主要指各种芯片封装如何将聚集的热量散出4.结构保护与支持:封装可为芯片提供机械支撑,并能在各种条件下工作.二．封装的目的和要求封装要求1.本钱:低2.外形与结构:有利测试，安装，维修3.可靠性:机械冲击,温度变化,加速度4.性能：三．封装工程封装工程——始于集成电路芯片制成之后，包括集成电路芯片的粘贴，固定，互连，封装，密封保护，与电路板的连接，系统组合，知道最终完成系统产品的所有过程。封装工程从两个角度来认识一种角度零级封装：芯片上的互连一级封装：器件级〔芯片级〕封装二级封装：PCB(PWB)级封装三级封装：分机柜内母板〔主电路板〕组装四级封装：分机柜〔完整电子产品〕1.5级封装：未封装的芯片直接接到PCB板封装级数如何选择呢？混合电子电路，芯片直接组装，CD，计算机总结：封装级数由产品系统复杂性，科技开展程度及本钱预算来决定“无封装是最好的封装”“最少的封装是最好的封装”我们一般谈的封装是0—2级封装另一种角度封装工程：集成电路(器件)封装、微系统封装从微电子技术链看：

集成电路封装：器件级封装指IC芯片的封装过程微系统封装：微电子封装光电子封装射频和无线电封装MEMS封装器件级封装微系统封装前工程后工程集成电路芯片封装集成电路芯片封装技术技术流程硅片减薄硅片切割芯片贴装芯片互连成型技术去飞边毛刺切筋成型上锡焊打码微系统封装微系统相关技术：微电子技术射频与无线电技术光学技术MEMS技术微系统封装：微电子封装光电子封装射频和无线电封装MEMS封装四．封装技术的历史和开展趋势集成电路的开展封装的历史20世纪50年代，三根引线的TO(TransistorOutline)晶体管外壳1958年，第一块集成电路IC60年代，双列直插式引线封装DIP(DoubleIN-linePackage)引脚4——60管脚70年代，LSI,集成度增加，芯片面积扩大80年代，外表贴装技术(SMT),LCCC(LeadlessCeramicChipCarrier)塑料短引线芯片载体PLCC(PlasticLeadedChipCarrier)四边扁平引线封装QFP(QuardFlatPackage)塑料四边扁平引线封装PQFP(PlasticQFP(QuardFlatPackage)管脚208——240个80—90年代，VLSI，集成度百万数千万，I/O引脚超过1000针栅阵列封装PGA〔PinGridArray〕90年代，球栅阵列封装BGA(BallGridArray)问题：DIP---封装面积：芯片面积=85:1QFP--封装面积：芯片面积=7.8：1芯片尺寸封装CSP(ChipSizePackage)<1.2:1多芯片组件MCM(MultichipModule):芯片互连后，再封装SCM开展趋势微电子的开展趋势：芯片尺寸大，工作频率高发热量大，引脚多封装的开展趋势：小型化适应高发热适应多引脚适应高温环境适应高可靠性环保(铅树脂)国内封装业的开展国内封装业开展现状2003，2004年国内封装业开始迅速开展主要集中在长三角，珠三角，京津环渤海地区国内第一家上市封装企业：长电科技中外合资业出现国内封装材料开展不适应封装技术开展15%环氧树脂10%酚醛75%硅微粉100%IC支架铜带要进口国内封装企业半导体的产业的主干——封装业1995年前，国内外乡组件制造商(IDM)，上海先进进贝岭，无锡华晶，首钢NEC1995起，国内第一家专业封装代工厂——阿法泰克接着intel，AMD〔超微〕，三星，moto投资2000年后，中芯，宏力，和舰，台积电代工厂出现专业封装厂威宇科技，华宏NEC国内封装测试厂四类现在有规模的58家1.国际大厂整合组件制造商(IDM)的测封厂2.国际大厂整合组件制造商与外乡合资3.台资测封厂4.国内外乡测封厂1.国内15家：英特尔，超微，三星，moto,飞利浦，国家半导体，东芝，通用半导体，金朋上海，苏州2.日立半导体，英飞凌，松下半导体，南通富士通，三菱四通电子11家江苏，深圳3.威宇科技，铜芯科技4.长电科技(江苏江阴)，华旭微电子，华润华晶微电子五．封装设计的具体学科基板材料导线和导线架封装材料结合材料结合方法六．封装的分类按封装中集成电路芯片数目分单芯片封装SCP(SingleChipPackage)多芯片封装MCP(MultichipPackage)MCM(MultichipModule)按密封材料分陶瓷封装(CeramicPackage)塑料封装(PlasticPackage)金属封装按器件与电路的连接方式分引脚插入型PTH(Pin-Through-Hole)外表贴装型SMT(SurfaceMountTechnology)按引脚形态区分单边引脚，双边引脚，四边引脚，底部引脚单边引脚：单列式封装SIP(SingleInlinePackage)交叉引脚式封装ZIP(Zig-ZagInlinePackage)双边引脚：双列式封装DIP(DualInlinePac