元器件封装技术的发展.ppt

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1、元器件封装技术的发展,内容提要,电子元器件发展情况 元器件的封装技术 元器件的包装 元器件的使用 自动化生产要求,一、电子元器件发展情况,电子产品的多样化； 电子产品小型化、多功能、高性能要求； 半导体制造工程技术水平的提高； 材料工程技术水平提高； 计算机和信息技术的迅猛发展。,1、发展背景,一、电子元器件发展情况,电子管； 晶体管（半导体）； 中小规模集成电路（IC）； 大规模及超大规模集成电路（LSI、ASIC）； 子系统及系统级集成电路； 微机电系统（MEMS）。,2、发展趋势,一、电子元器件发展情况,3、封装发展趋势,一、电子元器件发展情况,3、封装发展趋势,0201（0.6 0.3

2、mm）,44mm,侄装芯片,硅基阍电阻组件FP 凸点中心间距0.5mm,2005年发展到0101,一、电子元器件发展情况,3、封装发展趋势,a.小型化、超薄,b.轻量化,c.功能集成度高,d.多输出端子,细间距或超细间距,e.低功耗,一、电子元器件发展情况,元器件日趋小型化、微型化； 元器件的多样性、多功能集成度； 电路布局布线密度提高，电性能提高； 自动化组装技术及水平提高； 产品的可靠性提高； 电子元器件的封装成为新兴产业之一。,4、意义,a)有引线分立元件； 电阻、电容、电感、二极管、三极管等。,二、电子元器件封装技术,1、典型通孔插装封装形式,c)接插件；,二、电子元器件封装技术,1、

3、典型通孔插装封装形式,b) 直插集成电路及插座；,双列直插DIP,单列直插SIP,IC插座,二、电子元器件封装技术,1、典型通孔插装封装形式,d) 针状阵列器件（PGA） 不同于引脚在封装体四周的形式，以直立插针形成的连接阵列，多用于大规模集成电路，如计算机CPU等，应用时可直接焊接或放置于插座中。,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,a.无源片式元件（CHIP）； 主要用于电阻、电容、电感等元件，主要特点是无引线，取之以镀锡铅合金的焊接端头。 封装标准系列的英制称谓：如1206、0805、0603、0402、0201等。,底部端头,顶边端头,二、电子元器件封装技术,2、表面

4、贴装元器件的封装形式,b.柱状封装元件（MELF） 主要用于二极管、电阻、电感、陶瓷或钽电容等。焊接端头为圆柱体金属成份，如银、金或钯银合金等，易滚动。,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,c.无引线芯片载体封装（LCC） 该类型封装无引线端，代之以金属化凹槽并镀锡铅合金。封装外形上分为A、B、C、D四个类型，有塑料及陶瓷两类 。,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,d.小外形塑料封装（SOT） 主要用于二极管、三极管、达林顿管等。引出端特点是分列于元器件对称的两端，引脚为“一”和“L”形，基本分为对称与不对称两类，有以下几个系列。,二、电子元器件封装技术,

5、2、表面贴装元器件的封装形式,e.小外形塑料封装（SO、SSO） 主要用于中小规模集成电路。引出端特点是对称分列于元器件的两边，引脚形态基本分为“L”与“鸥翼”（Gullwing）、“J”、“I”等四类。,SOIC 命名前缀为SO 引脚中心间距为1.27mm 836引脚 窄、宽（W）、超宽（X）三类 “L”引脚,SSOIC 命名前缀为SO、SSO 引脚中心间距为1.27mm 4864引脚 宽（W）、超宽（X）两类 “L”引脚,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,f.小外形塑料封装（TSOP）,TSOP（薄形） 命名：TSOP 宽（6-12）长（14-20） 引脚中心间距为0.

6、3mm、0.4mm、0.5mm、0.65mm等。 1676引脚 多用于存储器 “L”引脚,“L”引脚焊点形态,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,g.小外形塑料封装（SOP）,命名前缀为SOP 引脚中心间距为1.27mm 442引脚 I、II、III三类（体宽） “鸥翼”引脚,“鸥翼”引脚焊点形态,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,h.小外形塑料封装（SOJ） 主要用于存储芯片。,命名前缀为SOJ 引脚中心间距为1.27mm 1428引脚 300、350两种体长 “J”引脚,“J”引脚焊点形态,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,i.小外

7、形塑料封装（“I”引脚） 该类型的引脚封装已不多见，但仍在个别元器件中应用。,“I”引脚焊点形态,“I”引脚,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,j.四周扁平封装（QFP） 多用于各类型的集成电路，引脚形态基本上分为“鸥翼”形，引脚间距从0.3mm至1.0mm多个系列，封体形态为正方形或长方形，封装材料为塑料（PQFP）或陶瓷（CQFP）。,PQFP,命名前缀为PQFP 引脚中心间距为0.635mm 84244引脚 “鸥翼：引脚,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,k.四周扁平封装（SQFP&QFP） SQFP具有高密度（输出引脚）、低高度的特点，多用于存储

8、器，有13个类型，39种外形形状。基本形态为正方形和长方形，引脚形状常为“鸥翼”形。,SQFP、QFP,命名前缀为SQFP或QFP 引脚中心间距为0.3mm1.0mm 84244引脚 “鸥翼”引脚,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,l.塑封引线芯片载体（PLCC） 多用于各类型的集成电路，引脚形态为 “J”形，引脚间距1.27mm，封体形态为正方形或长方形、不规则形状，封装材料为塑料，可直接装入芯片插座或焊接。,PLCC,命名前缀为PLCC、PLCC/R 引脚中心间距为1.27mm 28124引脚 “J“引脚,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,m.球栅阵

9、列封装（BGA） 该类型封装已很多见，多用于大规模、高集成度器件，封装材料为塑料或陶瓷、金属，焊球间距为1.27mm、1.00mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm等，球径随着间距而相应缩小，阵列规格多样，各家标准不一。,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,n.芯片尺寸封装（CSP） 该类型从形式上类似于BGA，但其定义为封装尺寸不大于芯片尺寸的1/3。有些公司的产品又称为BGA。焊球间距一般均在1.00mm以下。,CSP,CSP焊点X光图像,二、电子元器件封装技术,2、表面贴装元器件的封装形式,o.倒装芯片（FP） 为目前最为先进的IC形式，应用晶圆片半导体工艺，产生具

10、有规则或不规则凸点阵列，凸点间距在0.8mm以下，凸点直径在0.5mm以下，基本属裸芯片。,倒装芯片,FP焊点形态,二、电子元器件封装技术,3、新型封装技术,a.三维立体芯片（叠层结构，又称3D） 该项技术在元器件内部芯片层次上进行了改革，可将多个芯片在垂直方向进行连接，然后进行封装，外在形式为多为BGA、CSP等。,叠层结构示意图,电子扫描显微镜图,二、电子元器件封装技术,3、新型封装技术,未封装的多芯片结构,b.多芯片组件（MCM） 将多种一定数量的电子元件、芯片通过表面组装技术或厚薄膜工艺，甚至3D技术，能够形成子系统级或系统级器件，实现理想的单芯片计算机！ 其封装为QFP、BGA等具有

11、高密度、多输出端子的形式。,三、电子元器件包装,1、插装元器件的包装形式,编带 绝大多数插装电阻、电容、二极管等都能采用。 根据上述介绍的插装形式，基本上分为“轴向”和“径向”两大类，其包装形式也不尽相同。 该类包装最适合于自动化成型及插件机。,管式 该类包装形式多用于双列插装IC器件。,散件 该种形式最为常见，但不易上设备，且完全人工处理，费时费力。,三、电子元器件包装,2、表面贴装元器件的包装形式,卷带 绝大多数片式、IC等都能采用。 最早以纸为基底，以胶粘接元器件，目前已淘汰。 现在均为聚乙烯、聚苯乙烯(PS, polystyrene)或聚苯乙烯叠层薄片为装料基带（带元件凹槽），封口盖带

12、压接后将元器件保护起来。最适宜规模化、自动组装生产使用，生产效率极高。,三、电子元器件包装,2、表面贴装元器件的包装形式,管式 该类包装形式多用于SOJ及部分SOP器件。,华夫托盘 多用于细间距TSOP、QFP、BGA等封装器件。 这种形式的包装以多层托盘，防静电袋密封。,三、电子元器件包装,2、表面贴装元器件的包装形式,标准包装内容 塑封元器件均对湿度有不同的敏感度，因而对敏感程度较高的元器件在包装中，除正常的产品标识、合格证外，正规厂家均会在其包装中放置若干物品，如：,干燥剂,防潮袋,警示标签,湿度指标卡,元器件的包装标准：EIA-481、EIA-783等。,四、电子元器件使用,1、基本要

13、求,可焊性 元器件焊接端的可焊性应满足组装行业标准。,库存期 元器件的存放条件应确保其具体环境要求，已打开包装元器件应记录其存放期限，定期检验其焊接性能。,功能及性能 出入库元器件均应能确认其功能及性能满足设计要求，通常的做法是根据公司具备的验证能力，委托检测并确定合格供方。,封装性能 元器件封装的抗热冲击性、引线端镀涂材料特性、防静电要求、吸湿性等方面，均会影响组装工艺、工艺材料、成本等。,四、电子元器件使用,2、使用,保护元器件引出端 避免直接接触器件焊接端造成焊接端污染，从而影响可焊性的情况。尤其是细间距、超间距QFP封装元器件，其引脚极易扭曲或翘曲，而造成的引进器件的引脚平面度不一致，

14、影响组装质量。正确方法应使用真空吸笔取放。,防静电 使用环境、工具、工装、工件、包装袋均应满足防静电要求，避免使用过程中的元器件损坏或性能降低。,元器件标识的一致性 对于编带或托盘包装的元器件应验证其元器件方向的一致性，尤其是对已拆包（清点或未用完）元器件放回时要注意。,五、自动化生产要求,1、标准化,制订企业电子元器件标准 采纳国际或国家标准封装的元器件，建立企业内部的元器件使用标准，构造的适应产品要求及组装工艺要求的焊盘设计规范库。 不恰当选择或采用非标准封装元器件，会直接增加组装制造成本,严格进行元器件供应商选择和评定 遵循ISO 9001质量管理要求，制订、选择合格元器件供应商，能够持续考核其服务质量的满意度。,元器件封装及包装应适合组装供方的能力 包装形式应适合组装工艺、设备的正常使用，这一点在合同中可以体现。,五、自动化生产要求,2、与供方的沟通,元器件清单完整性 元器件清单因包括元器件编码、类别、封装类型、标识、标称、位号、数量、替代型号、包装形式等等，由于多种原因可能会有这样或那样的变化，尤其是同种元器件的封装、包装的变化最为常见。,齐套性 元器件供应周期往往难以统一，缺件会造成整个组装生产运转不灵、产品交货期无法保证，这是因为自动化的组装生产是一个流水模式，缺任何一种元件，都会间接地增加组装生产成本，且质量水平下降，易引起双方争议。,谢谢各位来宾！,