1.定義
狹義的封裝定義是指安裝集成電路芯片外殼的過程;廣義的封裝定義應包括將制備合格的芯片、元件等裝配到載體(Carrier)上,采用適當的連接技術形成電氣連接,安裝外殼,構成有效組件的整個過程。
安裝集成電路芯片 (元件)的外殼時,可以采用塑料、金屬、陶瓷、玻璃等材料,通過特定的工藝將芯片(元件)包封起來,使得集成電路在工作環境和條件下能穩定、可靠地工作。
2.作用
封裝是集成電路的重要組成部分,它起著非常重要的作用。封裝主要起著安放、固定、密封、保護芯片,以及確保電路性能和熱性能等作用。
具體作用包括:使芯片與外界環境隔離,避免芯片受到外界有害氣體、水氣等的影響,保證芯片表面的清潔與干燥;為集成電路提供合適的外引線;為集成電路提供外殼,從而抵御外部不良環境的影響,并能為集成電路提供更好的機械強度,為電路保持長期正常工作提供保護,針對功率電路和高頻電路,良好的封裝外殼可以起到散熱和屏蔽作用。
3.功能
封裝的功能通常包括5個方面,即電源分配、信號分配、散熱通道、機械支撐和環境保護。
(1) 電源分配:首先,封裝需要考慮電源的接通,使得集成電路芯片能與外部電路進行 “溝通”;其次,封裝還要滿足封裝體內部不同部位的電源分配,以優化封裝體內部能源的消耗。
(2)信號分配:為使電信號最大程度地減小延遲,布線時應盡量使信號線與芯片的互連路徑及通過封裝輸人/輸出(I/O)引出的路徑優化到最短。為避免高頻信號的串擾,信號線與地線的布局也需要進行優化。
(3)散熱通道:封裝的結構和材料,對器件的散熱效果起著關鍵作用。對于功率特別大的集成電路,還需考慮附加的降溫措施,如散熱板(片)、風冷、水冷等。
(4)機械支撐:封裝可為集成電路芯片和其他部件提供可靠的機械支撐,使其適應不同的工作環境和條件的變化。
(5)環境保護:在沒有封裝之前,半導體芯片一直處于各種各樣的環境影響之中。集成電路在使用過程中,可能會遇到不同的環境,有時甚至在十分惡劣的環境中使用。為此,封裝對芯片的環境保護作用是顯而易見的。
4. 分類
按照封裝的外殼材料的不同,一般可以將封裝分為塑料封裝、金屬封裝、陶瓷封裝和玻璃封裝等。
5. 分級
集成電路封裝一般可以分為芯片級封裝(0級封裝)、元器件級封裝(1級 封裝)、板卡級封裝(2級封裝)和整機級封裝(3級封裝)。
0級封裝,即芯片級封裝。通常芯片級封裝的連接方式有引線鍵合 ( WireBonding, WB)、載帶自動鍵合 (Tepe Automated Bonding, TAB )和倒裝焊(Plip Chip Bonding, FCB) 三種。
1級封裝,即元器件級封裝。1級封裝就是針對IC 的封裝,是將一個或多個IC芯片用適當的材料封裝起來,這些材料可以是塑料、金屬和陶瓷等,或者是它們的組合。
2級封裝,即板卡級封裝。2級封裝就是將IC、電阻、電容、接插件及其他元器件安裝在PCB上的過程。???
3級封裝,即整機級封裝。3級封裝就是將以上各類 PCB(板或卡)總裝成整機的過程。
審核編輯:劉清
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原文標題:傳統封裝的定義與作用
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