封装的细节

PAD衬垫间距
- DIPs 间距
- BGA针栅阵列间距
利用电路板空间
触点的热膨胀处理
- PQFP
- 倒装焊
- 硅衬底MCM
- TAB
- 无封装CHIP-ON-BOARD (COB)
- 同材料BGA

封装IC芯片是制造过程中必不可少的一步，因为IC芯片体积小，易碎，易受环境破坏。此外，封装可以“分散”来自裸片紧密间距，也就是在IC模具上到相对较宽的间距(两个平行导体的中心到中心间距)。

PAD衬垫间距

IC芯片上的垫片间距通常为0.006英寸(6mils或152μm)。此间距比IC上布线(金属化)的2至8微米(0.08至0.31mils)间距大，但是PCB布线需要更大的间距，通常在40到100mils之间。封装作为两种尺寸之间的“桥梁”，有效地分散了PCB尺寸与IC尺寸之间的间距。

为了经济地制造用于商业应用的DIPs，封装扩大芯片pitch到非常大的PCB pitch（间距）。此外，封装是通过电镀孔安装在PCB上的，通常是在100 mils 间距上。
可以使用三种包装类型：用于密封要求的陶瓷、金属和一般商业用途的塑料。密封部件是指IC芯片被封装在密封的隔间中，外部的化学物质和气体不能到达模具。

DIPs 间距

塑料和陶瓷双列直插式封装(DIPS)的轮廓几乎相同。引线配置由两行引线组成，两行引线均具有100 mils 间距。侧面钎焊和铈浸封装是密封性的替代方案。铈浸镀比侧钎焊便宜得多。在EPROM设备的顶部有石英窗口，这样芯片就可以用紫外线擦除。

BGA针栅阵列间距

商用PCB的最小引脚间距限制是一个很大的问题，原因有两个：高引脚数IC芯片要求和每个IC所需的电路板空间。第一个问题由Pin Grid Array(PGA)解决。在这里，引脚保持在100 mils的间距，但覆盖了封装的大部分或全部底面。这些封装提供引脚数量从大约100至600针，并可提供散热器，以帮助消除内部产生的热量。这可能是快速时钟频率微处理器芯片的一个问题，在这种芯片中，频繁的交换会产生显著的热量。

利用电路板空间

通过表面贴装更好地利用电路板空间。PCB技术的改进使封装管脚间距进一步减小，如小轮廓集成电路(SOP SoC)和QSOP、LCC、PLCC、QFP。

触点的热膨胀处理

PQFP

热膨胀系数在所有封装方案中都存在技术上的妥协。表面贴装的各种元件，如硅芯片、封装材料和PCB材料的热膨胀系数不匹配。大多数材料本质上是不兼容的。因此，为了使封装系统可靠地工作，需要灵活的元件，如柔性封装引线。PQFP的触点处理如下图。

倒装焊

如果柔性引线不可用，则封装材料必须与基板材料紧密匹配。IBM使用倒装芯片(每个焊盘上的小焊球)已经超过30年了。它成功地将倒装芯片安装在陶瓷基板上，如下图所示，适用于单芯片封装，也适用于多芯片模块(MCM)。

硅衬底MCM

另一种减少热膨胀问题的方法是在硅衬底上构建mcm，然后将衬底安装在陶瓷或普通PCBs上。

TAB

允许灵活性和高引脚数量的另一种方法是使用区域磁带自动粘合(TAB)。标签是指用薄薄的铜箔叠成一层塑料薄膜，然后蚀刻(铜)以形成与IC芯片上的键合垫和衬底上的图案相匹配的图案。下图显示了应用面积TAB替换PGA中的线结，但该技术也允许将IC芯片直接安装在外部陶瓷或PCB基板上。

无封装CHIP-ON-BOARD (COB)

IC芯片可以直接安装在基板上，无需封装。下图显示了使用标准键合技术形成混合电路或MCM的这种方法，也显示了电子游戏墨盒中使用的板载芯片(COB)。

同材料BGA

球栅阵列将PGA可用的高引脚数与表面贴装板组件结合在一起。在这种技术中，封装是由与基板相同的材料制成的，因此焊球足以吸收小的热失配。在这种情况下，成本应该大大低于标准的PGA，因为材料更便宜。由于成本、尺寸和板密度的原因，此封装将被广泛用作标准PGA的替代品，因为随着使用该包的用户变得经验丰富，可以使球网格变得更精细。如果pitch间距减小了2倍，板面面积就减小了4倍，20mils的间距并不是不合理的，PGA的pitch间距为100 mils。理论上尺寸缩减25倍。

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