芯片封装术语(package term)

芯片封装

安装半导体集成电路芯片用的外壳,起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——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pcb(印刷电路板)上的导线与其他器件建立连接。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路器件都起着重要的作用. 芯片封装,简单点来讲就是把铸造生产出来的集成电路裸片(cpu Die)放到一块起承载作用的pcb基板上,再把管脚引出来,然后固定包装成为一个整体。
它可以起到保护芯片的作用,相当于是芯片的外壳,不仅能固定、密封芯片,还能增强其电热性能。

注:
1.基板是制造PCB的基本材料,一般情况下,基板就是覆铜箔层压板,单、双面印制板在制造中是在基板材料-覆铜箔层压板(Copper Clad Laminate,CCL)上,
有选择地进行孔加工、化学镀铜、电镀铜、蚀刻等加工,得到所需电路图形
2.Large-scale integrated circuit 大规模集成电路就简称为LSILSI公司,是创新芯片、系统和软件技术的供应商朗格利尔饱和指数(Langelier saturation index,简称LSI)
潜语义标号(Latent Semantic Index,简称LSI)

衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是

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、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。
 

芯片封装的制造工艺

芯片封装制造通常是由封装测试厂来生产测试,过程中有许多步骤会重复交叉进行,不同的芯片一般加工顺序及工艺都有所区别,
一般而言封装生产线制造流程大致如下:
圆片减薄→圆片切削→芯片粘贴→清洗→引线键合→清洗→模塑封装→裁切成型→装配焊料球→回流焊→打标→分离→检查及测试→包装。
其中重点制造节点介绍如下:
1)封装前测试。在封装上线生产前会先对芯片进行电性测试,测试结果可以判断芯片颗粒是否达到正常工作的质量指标要求,
测试结果正常的芯片才能进行下一步封装工序,测试结果不正常的芯片则打上墨水记号另行处理
2)芯片颗粒切割。用钻石切割锯片将晶圆上的芯片颗粒沿着切割线切开,形成一颗颗方形的芯片。
3)芯片粘贴。采用导电银浆等黏结剂将芯片粘贴在镀有金属镍/金薄层的载板上。
4)引线键合封装或倒装芯片封装。用机械钢嘴将金线一端加压固定在芯片四周围的焊盘上,另一端加压固定在载板的金属接脚上,让芯片上的焊区与载板上镀有镍/金层的焊区相连。
同理,也可以经由倒装芯片封装的方法,让芯片上的焊区与载板上镀有锡合金层的焊区以焊料球相连。
5)塑封。将引线键合后的芯片与载板放在铸模内,注入环氧树脂后再烘烤硬化模塑包封,塑封其实就是将芯片完全包覆起来,以隔绝外界的水汽与污染,以保护芯片、焊接线及焊盘。
6)裁切成型。用机械工具将多余的环氧树脂去除,并将塑料外壳裁切成所需的形状,裁切成型后就得到黑色方体的集成电路IC了。
7)植球和回流焊。使用特别设计的吸拾工具(焊球自动拾放机)将浸有助焊剂的焊料锡球放置在载板的焊盘上,在传统的回流焊炉内,在氮气(N2)环境下进行回流焊接,使锡球与载板焊区焊接。
8)全功能测试。全功能测试包括符合规格的完全测试与精密的产品寿命参数测试等,以确保集成电路符合质量标准。
9)打标/激光印字。将产品的制造商、品名、批号与制造日期等信息通过激光技术打印在封装外壳表面作为辨识标记,激光是高能量的光束,可以将文字直接刻写在封装外壳上。
10)封装后测试。集成电路的封装后测试是将测试用的电子信号,经由载板上的金属接脚输入集成电路,再经由金线传送到焊盘,流入芯片,
然后经过芯片内部运算后的结果,再由另外某些焊盘送出,最后由另外的金线传送到载板上的球形接脚输出,我们可以由这些输出的电子信号来判断集成电路是否正常工作。
封装后测试是芯片发货前最后的测试工作,另外包括脚位扫描检查、品质抽样测试等,通过测试的集成电路就可以按照合格成品包装发货销售了

 

常见封装组、系列和偏好代码的定义,以下是package重要术语。 德州仪器(TI)

   来自: https://www.ti.com.cn/
 
 
 常见封装种类
 
 定义
备注
BGA 球栅阵列

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,简称BGA(Ball Grid Array Package)

BGA封装流行的主要原因是由于它的优势明显,封装密度、电性能和成本上的独特优点让其取代传统封装方式

CFP 同时包括定型和不定型 CFP = 陶瓷扁平封装  
CGA 柱栅阵列  
COF 薄膜覆晶  
COG 玻璃覆晶  
DIP 双列直插式封装或双行封装

也称为DIP封装或DIP包装,简称为DIP或DIL,是一种集成电路的封装方式,集成电路的外形为长方形,在其两侧则有两排平行的金属引脚,称为排针。DIP包装的元件可以焊接在印刷电路板电镀的贯穿孔中,或是插入在DIP插座(socket)上

DIP包装的元件一般会简称为DIPn,其中n是引脚的个数,例如十四针的集成电路即称为DIP14

DIP的引脚节距较大(为2.54mm),占用PCB板较多的控件,为此出现了SHDIP和SKDIP等改进形式,减小引脚节距和缩小体积上做了改进。但DIP的最大引脚数难以提高,最大64

DLP 数字光处理 DLP是“Digital Light Processing”的缩写,即为数字光处理
DSBGA 芯片尺寸球栅阵列,也称为 WCSP = 晶圆芯片级封装  
FCBGA 倒装芯片球栅阵列  
FCCSP 倒装芯片/芯片级封装  
LCC 引线式芯片载体  
LGA 基板栅格阵列  
模块 模块  
nFBGA 新型细间距球栅阵列  
NFMCA-LID 带盖的基体金属腔  
OPTO 光传感器封装 = 光学  
PBGA 塑料球状矩阵排列  
PFM 塑料法兰安装封装  
PGA 针栅阵列 英文全称为(Pin Grid Array Package),中文含义叫插针网格阵列封装技术,由这种技术封装的芯片内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列,根据管脚数目的多少,可以围成2~5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座
POS 基板封装  
QFN 四方扁平封装无引线  
QFP 四方扁平封装 方形扁平无引脚封装
PQFP封装 塑料方块平面封装 将芯片边上的引脚与主板焊接起来。采用SMT安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。PQFP封装适用于SMT表面安装技术在PCB上安装布线,适合高频使用,它具有操作方便、可靠性高、工艺成熟、价格低廉等优点
SIP 模块 系统级封装模块  
SIPP 单列直插式引脚封装  
SO 小外形  
SON 小外形无引线,也称为 DFN = 双扁平无引线封装  
TO 晶体管外形,也称为 I2PAC 或 D2PAC  
uCSP 微型芯片级封装  
WCSP 晶圆芯片级封装,也称为 DSBGA  
ZIP 锯齿形直插式  
 
  
 
 封装系列
 
 定义
CBGA 陶瓷球栅阵列
CDIP 玻璃密封陶瓷双列直插式封装
CDIP SB 侧面钎焊陶瓷双列直插式封装
CPGA 陶瓷针栅阵列
CZIP 陶瓷锯齿形封装
DFP 双侧引脚扁平封装
DIMM 双列直插式内存模块
FC/CSP 倒装芯片/芯片级封装
HLQFP 热增强型薄型四方扁平封装
HQFP 热增强型四方扁平封装
HSOP 热增强型小外形封装
HSSOP 热增强型紧缩小外形封装
HTQFP 热增强型薄型四方扁平封装
HTSSOP 热增强型薄型紧缩小外形封装
HVQFP 热增强型极薄四方扁平封装
JLCC J 形引线式陶瓷或金属芯片载体
LCCC 无引线陶瓷芯片载体
LPCC 无引线塑料芯片载体
LQFP 薄型四方扁平封装
MCM 多芯片模块
MQFP 金属四方扁平封装
PDIP 塑料双列直插式封装
PLCC 塑料引线式芯片载体
PPGA 塑料针栅阵列
SDIP 紧缩双列直插式封装
SIMM 单列直插式内存模块
SODIMM 小外形双列直插式内存模块
SOJ J 形引线式小外形封装
SOP 小外形封装(日本)
SSOP 紧缩小外形封装
TQFP 薄型四方扁平封装
TSOP 薄型小外形封装
TSSOP 薄型紧缩小外形封装
TVFLGA 薄型极细基板栅格阵列
TVSOP 极薄小外形封装
VQFP 极薄四方扁平封装
VSOP 极小外形封装
VSSOP 极薄紧缩小外形封装,也称为 MSOP = 微型小外形封装
XCEPT 例外 - 可能不是实际封装
 
  
 
 产品偏好代码
 
 定义
A 需要部门/业务单位批准。
N 不建议用于新设计。
OK 如果首选封装不可用,则使用此项。
P 首选封装。封装合格并可订购。
X 请勿使用。不再支持。未通过认证。不再装备。
 
 
 条款
 
 定义
 
 条款
 
 定义
组装地点 组装 TI 器件的工厂位置。
共面 封装的底表面平行于 PCB 的焊盘表面。
符合资格 该器件可立即添加到 ESL 列表中。
ePOD 增强型封装外形图(通常包括封装外形、焊盘图案和模板设计)。
延长货架期 TI 为某些产品提供延长货架期,可实现从产品制造时间到由 TI 或 TI 授权经销商交付时间长达五年的总货架期。
封装尺寸 "无引线"封装的外围引线和散热焊盘。
绿色

TI 绿色环保的完整定义可在我们的环境信息页面上的 TI 低卤(绿色)声明中找到

"绿色环保"字段中的数据标志可以是:

是:完全符合 TI 绿色环保定义。

否:不符合 TI 绿色环保定义。

IEC 62474 DB

IEC 62474 数据库 (IEC 62474 DB) 是全球电子产品限用物质、应用和阈值的监管列表,由 IEC 62474 评审小组委员会维护。此列表为 JIG-101,但已于 2012 年废止,并同时替换为 IEC 62474 DB。

符合 RoHS 要求的 TI 产品也完全符合 IEC 62474 数据库(前身为联合工业指南)中规定的物质和阈值。

IEC 62474 DB 字段中的数据标志可以是:

是:完全符合 IEC 62474 DB。

受影响:符合 IEC 62474 DB,在所含 REACH SVHC 物质超过阈值时使用,REACH SVHC 不受使用限制,但含量超出阈值时,必须提供更多信息。

否:不符合 IEC 62474 DB。

JEDEC 适用于此封装类型的 JEDEC 标准。
焊盘图案 PCB 上的焊区图案,其中可能存在"无引线"封装。
铅镀层/焊球材料 器件中铅或焊球的当前金属镀层。
长度 器件长度(以毫米为单位)。
质量 (mg) 表示器件重量(每个器件),以毫克为单位。
最大高度 板表面形状的最大高度(以毫米为单位)。
MSL 等级/回流焊峰值温度 湿度敏感级别等级和峰值焊接(回流焊)温度。如果显示两组 MSL 等级/峰值回流焊,则使用与实际回流焊温度(该温度用于将器件贴装至印刷电路板)相关的 MSL 等级。
封装 | 引脚 TI 针对某一器件的封装符号、封装名称或引脚数量。
引脚 封装上的引脚或端子数。
间距 相邻引脚的中心之间的间距(以毫米为单位)。
封装 TI 器件型号中使用的封装符号代码或封装名称。
PN 类型 指示该器件型号为无铅类型还是标准类型。
PPM 与质量百分比转换表

百万分率 (PPM) 与质量 % 表:

1ppm = 0.0001%

10ppm = 0.001%

100ppm = 0.01%

1000ppm = 0.1%

10000ppm = 1.0%

REACH

欧盟关于化学品注册评估、授权和限制 (EU REACH) 的法规列出了高度关注物质 (SVHC) 名单和限用物质(REACH 附录 XVII)。REACH SVHC 列表通常每年更新 2 次,而 REACH 附录 XVII 列表按需更新。TI 的最新REACH 声明位于我们的环境信息页面上

REACH 字段中的数据标志可以是:

是:完全符合 EU REACH。

受影响:仅在 REACH 成品中包含的 REACH SVHC 物质超过阈值 0.1% 时使用。超出阈值的任何 REACH SVHC 都不限制使用,但如果所含成分超出阈值,则必须提供更多信息。

否:不符合 EU REACH - 在允许的应用之外包含了 REACH 附录 XVII 中的限用物质。

可回收金属 - ppm

WEEE 指令(报废电子电气设备)带来了可回收金属利益。TI 报告质量 (mg) 和 ppm 级别的值。对于 WEEE,在元件级进行 ppm 计算。下面是计算 ppm 黄金含量的示例。

示例:ppm = 1,000,000 * 组件中金的总质量 (mg)/组件总质量 (mg)

金质量 = 0.23mg,组件质量 = 128mg

1,000,0000 * 0.23mg 金/128mg 组件 = 1,797ppm

RoHS

2003 年 1 月 27 日,欧盟通过了"电气与电子设备中限制使用有害物质"法规,简称为"RoHS"法规 2002/95/EC,该法规于 2006 年 7 月 1 日生效。TI 的最新 RoHS 声明可在我们的环境信息页面上找到。它在均质(材料)级别上限制了以下物质以及相关的最大阈值。

1.铅 (Pb):0.1% (1000ppm)

2.汞 (Hg):0.1% (1000ppm)

3.六价铬 (Cr6+):0.1% (1000ppm)

4.镉 (Cd):0.01% (100ppm)

5.聚溴联苯 (PBB):0.1% (1000ppm)

6.聚溴二苯醚 (PBDE):0.1% (1000ppm)

之后,该指令经过几次更新,2011 年 6 月 8 日进行的重大更新 2011/65/EU 将豁免到期日期从 2011 年延期到未来日期(大部分将在 2016 年过期)。2015 年 6 月 4 日发布的修订版 EU 2015/863 于 2019 年 7 月 22 日生效,向 6 种限用物质列表添加了 4 种邻苯二甲酸酯:

7.邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯 (DEPH):0.1% (1000ppm)

8.邻苯二甲酸丁苄酯 (BBP):0.1% (1000ppm)

9.邻苯二甲酸二丁酯 (DBP):0.1% (1000ppm)

10.邻苯二甲酸二异丁酯 (DIBP):0.1% (1000ppm)

后续继续发布修订版本,且 TI 将在修订版本发布后维护其文档和要求,包括可能需要的豁免信息。

RoHS 中的数据标志可以是:

是:完全符合 EU RoHS,无需豁免

豁免:完全符合 EU RoHS,且豁免适用

否:不符合 EU RoHS

RoHS 限用物质 - ppm 计算

按均质材料级别进行 ppm 计算,所得结果为每种 RoHS 物质的最坏情况值。

PPM =(物质质量/材料质量)* 1,000,000 * 材料所含 RoHS 物质的总质量。

示例:引线框中的铅 (Pb)(示例):

(铅的质量:0.006273mg/引线框总质量:62.730001mg) * 1,000,000 = 100ppm

搜索器件型号 在初始搜索页面上输入的 TI 或客户器件型号。
散热焊盘 = 裸露焊盘 = 电源板 封装焊盘表面上的中心垫片以电气和机械方式连接到电路板,可提高 BLR 和热性能。
厚度 封装主体的最大厚度(以毫米为单位)。
TI 器件型号 下订单时使用的器件型号。
器件总重 (mg) 组件质量(以毫克为单位)。
类型 此类封装的首字母缩写,也称为封装系列。
宽度 器件宽度(以毫米为单位)。
posted @ 2022-04-12 00:42  jinzi  阅读(2555)  评论(0编辑  收藏  举报