电子封装技术日常应用 封装种类这么多，先带你了解9种常见技术

封装种类这么多，先带你了解9种常见技术

元件封装起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用。同时，通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。

因此，芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。而且封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装的好坏，直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB设计和制造，所以封装技术至关重要。

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。

芯片面积与封装面积之比，为提高封装效率，尽量接近1:1。

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。

基于散热的要求，封装越薄越好。

封装大致经过了如下发展进程：

结构方面。TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。

材料方面。金属、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。

引脚形状。长引线直插→短引线或无引线贴装→球状凸点。

装配方式。通孔插装→表面组装→直接安装。

以下为具体的封装形式介绍：

01SOP/SOIC封装

SOP是英文Small Outline Package的缩写，即小外形封装。

SOP封装

SOP封装技术由1968～1969年菲利浦公司开发成功，以后逐渐派生出：

SOJ，J型引脚小外形封装

TSOP，薄小外形封装

VSOP，甚小外形封装

SSOP，缩小型SOP

TSSOP，薄的缩小型SOP

SOT，小外形晶体管

SOIC，小外形集成电路

02DIP封装

DIP是英文“Double In-line Package”的缩写，即双列直插式封装。

DIP封装

插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC，存贮器LSI，微机电路等。

03PLCC封装

PLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写，即塑封J引线芯片封装。

PLCC封装

PLCC封装方式，外形呈正方形，32脚封装，四周都有管脚，外形尺寸比DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线，具有外形尺寸小、可靠性高的优点。

04TQFP封装

TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的缩写，即薄塑封四角扁平封装。四边扁平封装工艺能有效利用空间，从而降低对印刷电路板空间大小的要求。

TQFP封装

由于缩小了高度和体积，这种封装工艺非常适合对空间要求较高的应用，如PCMCIA卡和网络器件。几乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封装。

05PQFP封装

PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写，即塑封四角扁平封装。

PQFP封装

PQFP封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细。一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数一般都在100以上。

06TSOP封装

TSOP是英文“Thin Small Outline Package”的缩写，即薄型小尺寸封装。TSOP内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚。TSOP适合用SMT（表面安装）技术在PCB上安装布线。

TSOP封装

TSOP封装外形，寄生参数（电流大幅度变化时，引起输出电压扰动）减小，适合高频应用，操作比较方便，可靠性也比较高。

07BGA封装

BGA是英文“Ball Grid Array Package”的缩写，即球栅阵列封装。20世纪90年代，随着技术的进步，芯片集成度不断提高，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大，对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要，BGA封装开始被应用于生产。

BGA封装

采用BGA技术封装的内存，可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高两到三倍，BGA与TSOP相比，具有更小的体积，更好的散热性和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升，采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下，体积只有TSOP封装的三分之一。另外，与传统TSOP封装方式相比，BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径。

BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率。虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能。厚度和重量都较以前的封装技术有所减少；寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高；组装可用共面焊接，可靠性高。

08TinyBGA封装

说到BGA封装，就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术。TinyBGA英文全称为“Tiny Ball Grid”，属于是BGA封装技术的一个分支，是Kingmax公司于1998年8月开发成功的。其芯片面积与封装面积之比不小于1:1.14，可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2～3倍。与TSOP封装产品相比，其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。

采用TinyBGA封装技术的内存产品，在相同容量情况下体积，只有TSOP封装的1/3。TSOP封装内存的引脚是由芯片四周引出的，而TinyBGA则是由芯片中心方向引出。这种方式有效地缩短了信号的传导距离，信号传输线的长度仅是传统的TSOP技术的1/4，因此信号的衰减也随之减少。这样不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能，而且提高了电性能。采用TinyBGA封装芯片可抗高达300MHz的外频，而采用传统TSOP封装技术最高只可抗150MHz的外频。

TinyBGA封装的内存其厚度也更薄（封装高度小于0.8mm），从金属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm。因此，TinyBGA内存拥有更高的热传导效率，非常适用于长时间运行的系统，稳定性极佳。

09QFP封装

QFP是“Quad Flat Package”的缩写，即小型方块平面封装。QFP封装在早期的显卡上使用的比较频繁，但少有速度在4ns以上的QFP封装显存，因为工艺和性能的问题，目前已经逐渐被TSOP-II和BGA所取代。QFP封装在颗粒四周都带有针脚，识别起来相当明显。四侧引脚扁平封装。表面贴装型封装之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼（L）型。

QFP封装

基材有陶瓷、金属和塑料三种。从数量上看，塑料封装占绝大部分。当没有特别表示出材料时，多数情况为塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引脚LSI封装，不仅用于微处理器，门陈列等数字逻辑LSI电路，而且也用于VTR信号处理、音响信号处理等模拟LSI电路。

引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多种规格，0.65mm中心距规格中最多引脚数为304。

《我的专业能干啥》之电子封装技术

大学专业学习内容与社会上的工作脱轨是一个重要的问题。这种脱节使得大学毕业生在就业市场上面临着困难和竞争压力。

学习是人一辈子的修行，而学什么，将来能干什么，才是每个人时刻思索的问题。

一、电子封装技术是什么

电子封装技术主要研究封装材料、封装结构、封装工艺、互连技术、封装布线设计等方面的基本知识和技能，涉及元器件封装、光电器件制造与封装、太阳能光伏技术、电子组装技术等，进行电子封装产品的设计、与集成电路的连接等。例如：电脑主机外壳的设计制造、电视机外壳安装与固定等。

关键词：电子 外壳 保护 集成电路

研究方向：材料工程、材料科学与工程、材料加工工程、微电子学与固体电子学、材料物理与化学、材料学

二、培养目标

本专业培养适应科学技术、工业技术发展和人民生活水平提高的需要，具有优良的思想品质、科学素养和人文素质，具有宽厚的基础理论和先进合理的专业知识，具有良好的分析、表达和解决工程技术问题能力，具有较强的自学能力、创新能力、实践能力、组织协调能力，爱国敬业、诚信务实、身心健康的复合型专业人才。

三、培养要求

1、 具有坚实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础知识及正确运用本国语言和文字表达能力；

2、 具有较强的计算机和外语应用能力；

3、 较系统地掌握本专业领域的理论基础知识，掌握封装布线设计、电磁性能分析与设计、传热设计、封装材料和封装结构、封装工艺、互连技术、封装制造与质量、封装的可靠性理论与工程等方面的基本知识与技能，了解本学科前沿及最新发展动态；

4、 获得本专业领域的工程实践训练，具有较强的分析解决问题的能力及实践技能，具有初步从事与本专业有关的产品研究、设计、开发及组织管理的能力，具有创新意识和独立获取知识的能力。

四、学习内容

该专业主要有如下课程：微电子制造科学与工程概论、电子工艺材料 、微连接技术与原理、电子封装可靠性理论与工程、电子制造技术基础、电子组装技术、半导体工艺基础、先进基板技术等。

以下是电子封装技术主要课程的重要知识点以及需要深入掌握的内容：

微电子制造科学与工程概论：

a、 半导体材料的基本概念与性质

b、 半导体器件的制造工艺流程

c、 集成电路的制造流程和设计方法

d、 微电子制造的发展趋势与新兴技术

电子工艺材料：

a、 半导体材料的种类、结构与性能

b、 封装材料的特性与分类

c、 基板材料的选择与特点

d、 电子材料的加工技术与质量控制方法

微连接技术与原理：

a、 掌握焊接、无线连接和焊球连接等常用微连接技术的原理和特点

b、 技术参数的选择和优化

c、 连接工艺的流程与设备

d、 连接质量的可靠性评估和测试方法

电子封装可靠性理论与工程：

a、 老化机理与封装材料的寿命预测

b、 热应力与机械应力对封装可靠性的影响

c、 可靠性评估与可靠性设计的方法与流程

d、 封装可靠性的测试与故障分析技术

电子制造技术基础：

a、 半导体器件的制造流程与工艺控制

b、 电路板制造的工艺流程与工艺参数控制

c、 封装技术的工艺流程与封装工艺参数的选择

d、 电子制造的质量管理与生产控制

电子组装技术：

a、 贴片、插装和焊接等常用电子组装工艺的步骤和原理

b、 组装设备的选择与技术参数的优化

c、 电子组装工艺的流程控制与质量保证

d、 组装过程的质量控制方法与故障分析技术

半导体工艺基础：

a、 晶体生长技术与晶体质量控制

b、 掺杂与激活工艺的原理与优化

c、 蚀刻与离子注入等关键工艺的参数与控制

d、 薄膜沉积与光刻技术的应用与工艺优化

先进基板技术：

a、 多层印制板（PCB）的制造工艺与材料选择

b、 无机基板材料的特点与应用

c、 灵活基板的制造流程与工艺优化

d、 基板与封装的接口与电性能优化技术

专业需要学会使用的软件有：

a、 CAD软件： CAD（Computer-Aided Design，计算机辅助设计）软件用于电路设计、PCB布局设计和封装设计。它提供了图形化界面和丰富的元件库，帮助设计师绘制电路图、布置器件和优化封装布局。通过CAD软件，可以提前发现潜在问题，优化设计并减少制造成本。

b、 CAE软件： CAE（Computer-Aided Engineering，计算机辅助工程）软件主要用于模拟和分析封装过程中的热应力、机械应力、电磁场等问题，以确保封装的可靠性和性能。它通过数值计算和仿真技术，对封装结构进行预测和验证，帮助设计师优化封装结构，减少应力破坏和热问题，提高设备的可靠性。

c、 物理模拟软件： 如Silvaco、SOLIDWORKS等，用于模拟和分析半导体器件的电学特性、热学特性和机械特性等。

d、 统计分析软件： 如MATLAB、Python等，用于数据处理、统计分析和可靠性评估，以支持封装可靠性的设计和优化。

e、 三维建模和渲染软件：如CATIA、SolidWorks等，用于基板和封装结构的三维建模、渲染和观察，以支持设计与分析。

五、就业方向

工业类企业：电子工程、电子制造技术、集成电路制造、产品研发、封装工艺、组装技术。

1、 封装质量工程师

必备技能：

a、 封装工艺知识：了解封装工艺的基本原理和流程，熟悉封装器件的特点和要求，掌握封装材料的选择和性能评估。

b、 质量管理知识：掌握质量管理的基本原理和方法，了解质量控制体系和标准，熟悉ISO 9000质量管理体系。

c、 测试方法与设备：熟悉封装测试的方法和设备，包括封装器件的电性能测试、物性测试、可靠性测试等，了解测试流程和要求。

d、 故障分析能力：具备故障分析的能力，能够通过对封装故障的现象、过程和原因进行分析，寻找和解决问题。

e、 数据分析与统计技能：熟练掌握数据分析和统计方法，能够处理大量封装测试数据，进行数据整理、分析和报告撰写。

f、 质量改进与优化：具备质量改进和优化的能力，通过分析和改善封装质量问题、优化封装工艺参数等，提高封装产品的质量和稳定性。

g、 团队合作与沟通能力：良好的团队合作和沟通能力，能够与其他部门（如工艺、工程、生产等）进行有效协作，解决质量问题、推动质量改进。

h、 品质管理工具：熟悉品质管理工具，如PDCA（Plan-Do-Check-Act）循环、6σ（六西格玛）等，能够应用工具解决封装质量问题。

2、 封装研发工程师

必备技能：

a、 封装设计和布局：掌握电子元器件的封装设计原理，熟悉不同类型封装的结构和布局要求，能够进行合理的封装布局设计。

b、 封装材料和工艺：了解封装材料的特性和性能，熟悉常用封装工艺流程和参数，能够选择合适的材料和工艺，优化封装的性能和可靠性。

c、 封装模型和仿真：熟练使用封装设计和仿真软件（如CAD软件、CAE软件等），能够建立封装模型，进行电热仿真和机械仿真，预测和优化封装的性能。

d、 器件测试与信号完整性：了解封装器件的电特性和信号完整性要求，熟练使用测试设备和方法，进行封装器件的电性能测试和信号完整性验证。

e、 器件选型和优化：了解电子器件的选型原则和常用器件的性能特点，能够结合具体应用需求，选择合适的封装器件，优化电路和系统的性能。

f、 封装工程和制造：了解封装工程和制造的基本流程和要求，能够与封装工艺、工程和生产部门进行有效的协作，确保研发设计的可实施性和生产可行性。

g、 项目管理与协调能力：具备良好的项目管理能力，能够制定项目计划、安排资源，并协调各方合作，确保项目按时交付和达到预期目标。

h、 创新思维与问题解决：具备创新思维和问题解决能力，能够发现和解决封装设计和制程中的难题、优化设计方案，提出改进措施和创新点。

i、 行业趋势与标准：积极关注电子电气行业的发展趋势和最新标准，了解行业前沿技术和封装的新发展方向，不断学习和更新知识。。

3、 失效工程师：

必备技能：

a、 失效分析方法与工具：熟悉失效分析的基本原理和方法，掌握常用的失效分析工具，例如扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS/XRF）、红外热像仪等。

b、 表面分析与组织分析：具备表面分析和组织分析的能力，能够对元器件、电路板和封装故障进行表面特征、断口和组织结构的观察和分析，找到失效的根本原因。

c、 实验技能与测试设备：熟练操作失效分析所需的实验设备和测试仪器，包括显微镜、探针台、剪线仪、电子测试仪器等，并具备相关测试方法的掌握。

d、 故障定位与解决方案：具备故障定位的能力，能够通过对元器件和电路的测试和分析，确定故障发生的位置和范围，并提出解决方案以修复或避免类似问题。

e、 材料知识和属性分析：了解电子材料的特性和属性，能够通过对材料的物性测试和分析，判断材料是否出现问题，并评估其对器件的影响。

f、 数据分析与统计技能：熟练掌握数据分析和统计方法，能够处理失效分析过程中的大量数据，提取相关信息以支持问题分析和解决。

g、 故障排除与改善：具备故障排除和改善的能力，能够通过分析故障根本原因，提出相应的改进方案，并协调相关团队落实改进措施。

h、 报告撰写与沟通能力：具备良好的报告撰写和沟通能力，能够将失效分析的结果和结论清晰准确地表达，并与相关团队和客户进行有效的沟通和交流。

i、 不断学习和行业关注：持续关注电子电气行业的最新发展和趋势，不断学习和更新失效分析的知识和技能，以应对行业变化和技术创新。

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