电子封装技术的应用封装种类这么多，先带你了解9种常见技术|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

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。

封装时主要考虑的因素：

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。

先进封装技术及其对电子产品革新的影响

芯片封装早已不再仅限于传统意义上为独立芯片提供保护和I/O扩展接口，如今有越来越多的封装技术能够实现多种不同芯片之间的互联。先进封装工艺能提高器件密度并由此减小空间占用，这一点对于手机和自动驾驶汽车等电子设备的功能叠加来说至关重要。 芯片封装行业的发展使国际电气电子工程师协会电子元件封装和生产技术学会(IEEE-CPMT)意识到必须要拓展自身的技术范畴，并于2017年正式更名为国际电气电子工程师协会电子封装学会(IEEE- EPS)。

有一种先进封装技术被称为"晶圆级封装"(WLP)，即直接在晶圆上完成集成电路的封装程序。通过该工艺进行封装，可以制成与原裸片大小近乎相同的晶圆。早在2000年代末，英飞凌开发的嵌入式晶圆级球栅阵列(eWLB)就是一种晶圆级封装技术。目前有许多封测代工厂(OSAT)都在使用eWLB的变种工艺。具体来说，eWLB封装是指将检验合格的晶片正面朝下，放置在载体晶圆上并将两者作为整体嵌入环氧树脂模具。在模铸重构晶片结构之后进行"扇出型"封装，在暴露的晶圆表面进行重布线层工艺(RDLs)并植球，之后再将其切割成小块即可获得可供使用的芯片（图1）。

图1：eWLB封装流程

图2展示的是其他结合晶圆级封装的综合性先进封装技术。

硅通孔技术(TSV)是指完全穿透硅基底的垂直互连。图2展示的是基于硅中介层的硅通孔技术，即通过硅中介层实现高密度晶片与封装层之间的电气连接。该技术起初作为打线接合的替代方法而备受推广，能够在减小互联长度来优化电阻的同时，通过多个晶片堆叠实现3D集成。

图2：器件封装示意图

作为导电互联技术的应用，重布线层的作用是重新分布连接至晶片焊盘I/O点位的电子线路，并且可以放置在单个晶片的一侧或两侧。 随着对带宽和I/O点位需求的提升，重布线层的线宽和间距也需要不断缩小。为了满足这些要求，目前工艺上已采用类似后段制程的铜镶嵌技术来减小线宽，并通过铜柱代替传统焊接凸点的方法来减小晶片间连接的间距。

先进封装技术还在持续发展，以满足不断提升的器件密度和I/O连接性能要求。 近几年出现的铜混合键合技术就是很好的例子，它的作用是直接将一个表面的铜凸点和电介质连接至另一个主动表面的相应区域，由此规避对凸点间距的限制。我们非常期待这些封装技术上的创新能够引领新一代电子产品的稳步发展。

作者：泛林集团