集成电路（IC）在电子学金字塔中的位置既是金字塔的尖顶又是金字塔的基座。说它同时处在这两种位置都有很充分的根据。从电子元器件（如晶体管）的密度这个角度上来说，IC代表了电子学的尖端。但是IC又是一个起始点，是一种基本结构单元，是组成我们生活中大多数电子系统的基础。同样，IC不仅仅是单块芯片或者基本电子结构，IC的种类千差万别（模拟电路、数字电路、射频电路、传感器等），因而对于封装的需求和要求也各不相同。本文对IC封装技术做了全面的回顾，以粗线条的方式介绍了制造这些不可缺少的封装结构时用到的各种材料和工艺。
虽然IC的物理结构、应用领域、I/O数量差异很大，但是IC封装的作用和功能却差别不大，封装的目的也相当的一致。作为“芯片的保护者”，封装起到了好几个作用，归纳起来主要有两个根本的功能：1)保护芯片，使其免受物理损伤；2)重新分布I/O，获得更易于在装配中处理的引脚节距。封装还有其他一些次要的作用，比如提供一种更易于标准化的结构，为芯片提供散热通路，使芯片避免产生α粒子造成的软错误，以及提供一种更方便于测试和老化试验的结构。封装还能用于多个IC的互连。可以使用引线键合技术等标准的互连技术来直接进行互连。或者也可用封装提供的互连通路，如混合封装技术、多芯片组件（MCM）、系统级封装（SiP）以及更广泛的系统体积小型化和互连(VSMI)概念所包含的其他方法中使用的互连通路，来间接地进行互连。
随着微电子机械系统(MEMS)器件和片上实验室（lab-on-chip）器件的不断发展，封装起到了更多的作用：如限制芯片与外界的接触、满足压差的要求以及满足化学和大气环境的要求。人们还日益关注并积极投身于光电子封装的研究，以满足这一重要领域不断发展的要求。最近几年人们对IC封装的重要性和不断增加的功能的看法发生了很大的转变，IC封装已经成为了和IC本身一样重要的一个领域。这是因为在很多情况下，IC的性能受到IC封装的制约，因此，人们越来越注重发展IC封装技术以迎接新的挑战。
IC封装家族
虽然有很多方法对IC封装进行分类，但是IC封装主要可以通过其基本结构的不同进行分类和定义。根据这一标准，IC封装的两个主要类别是引线框架式封装和基板式封装。还可以将后者进一步细分为有机层压基板材料和陶瓷基板材料。现在还出现了一种封装类型，它着眼于在圆片上进行封装，被称作为圆片级封装（WLP）。封装在圆片的表面进行，这样就能制成真正意义上的芯片尺寸封装。
在定义了封装的基本结构之后，继续介绍下一级互连中的封装技术。比如，以引线框架和双列直插封装(DIP)为代表的许多传统IC封装，用于针脚插入型焊接装配。而以针栅阵列（PGA）为代表的其他形式的封装可插在插孔中。还有一些，如以四方扁平封装(QFP)、无引脚引线框架封装和面积接近芯片面积的四方扁平无引脚封装(QFN)为代表的柔性引脚引线框架封装，则用于表面贴装技术。
除了以QFP和QFN为代表的四周引脚封装，还有平面阵列封装。由于平面阵列封装本身具有良好的处理高I/O数和管理I/O端分布的能力，而同时又不会降低性能，所以用平面阵列的方法来形成IC封装的I/O已经变得越来越普及。球栅阵列封装（BGA）就是平面阵列封装的典型代表。正是由于这些优势，BGA的身影出现在了从微小尺寸芯片、圆片级封装到拥有数千个I/O的大尺寸IC的各个应用领域。由于已经有了制造有机层压基板的划算的大型制造设备，所以BGA封装通常采用这种基板。BGA封装还经常被用于不断成长的叠层芯片、多芯片和叠层封装结构之中。多芯片封装被认为是一种有可能替代芯片上系统(SOC)的可行的解决方案。现在还日益涌现出基于阶梯形封装和双面互连概念的新的封装形式。
IC封装材料和封装技术回顾
制造这些各种各样的IC封装时用到的材料十分重要。它们的物理性质、电学性质和化学性质构成了封装的基础，并会最终影响到封装性能的极限。引线框架封装和层压基板封装结构的物理性质有显而易见的差异；然而，相对于这两种封装各不相同的材料性质，人们对于封装性能要求却基本一致。进行一次对于封装组成要素逐点详述的回顾会有助于展现封装中选择的多样性和性能需求的复杂性。
本文关键字：暂无联系方式电工技术，电工技术 - 电工技术
上一篇：关于集线器与交换机相关知识
