半导体封装

半导体封装是金属、塑料、玻璃或陶瓷含有一个或多个离散的壳体的半导体器件或集成电路。单个组件在被切割成芯片、测试和封装之前在半导体晶片（通常是硅）上制造。封装提供了一种将其连接到外部环境的方法，例如印刷电路板，通过焊盘、焊球或引脚等引线；以及防止机械冲击、化学污染和光照等威胁。此外，它有助于消散设备产生的热量，无论是否有散热器的帮助.有数以千计的包类型在使用。有些是由国际、国家或行业标准定义的，而有些则是针对个别制造商的。

一个半导体封装可能只有两条引线或用于二极管等器件的触点，或者在高级微处理器的情况下，一个封装可能有数百个连接。非常小的封装可能仅由它们的引线支撑。用于高功率应用的较大设备安装在精心设计的散热器中，以便它们可以散发成百上千瓦的废热。

除了提供与半导体的连接和处理废热之外，半导体封装还必须保护“芯片”免受环境的影响，尤其是湿气的进入。封装内的杂散颗粒或腐蚀产物可能会降低设备的性能或导致故障。密封包装基本上不允许与周围环境进行气体交换；这种结构需要玻璃、陶瓷或金属外壳。

许多器件由环氧树脂塑料模制而成，可为半导体器件提供足够的保护，并提供机械强度以支撑封装的引线和处理。该塑料可以是甲酚-线型酚醛树脂，聚酰亚胺硅氧烷，聚二甲苯，硅氧烷，聚环氧化物和bisbenzocyclo丁烯。一些用于高可靠性或航空航天或辐射环境的设备使用陶瓷封装，组装后带有金属盖或玻璃料海豹。全金属封装通常与高功率（几瓦或更多）设备一起使用，因为它们导热良好并且易于组装到散热器上。通常，封装形成半导体器件的一个触点。必须选择热膨胀系数与封装材料相匹配的引线材料。

极少数早期的半导体封装在微型真空玻璃外壳中，例如手电筒；当表面钝化和改进的制造技术可用时，这种昂贵的封装就过时了。玻璃封装仍然普遍与二极管一起使用，玻璃密封用于金属晶体管封装。

高密度动态存储器的封装材料必须选择低本底辐射；封装材料发射的单个alpha粒子会导致单个事件翻转和瞬态内存错误（软错误）。

航天和军事应用传统上使用密封封装的微电路(HPM)。然而，大多数现代集成电路仅可用作塑料封装微电路(PEM)。使用适当合格的PEM的正确制造实践可用于航天。

多个半导体芯片和分立元件可以组装在陶瓷基板上，并通过引线键合互连。基板带有用于连接到外部电路的引线，并且整体覆盖有焊接或熔块覆盖。当要求超过单芯片集成电路中可用的性能（散热、噪声、电压额定值、漏电流或其他属性）时，或在同一封装中混合模拟和数字功能时，就会使用此类器件。这种封装的制造成本相对较高，但提供了集成电路的大部分其他优点。

多芯片集成电路封装的现代示例是某些型号的微处理器，其中可能包括用于同一封装内的高速缓存等事物的单独管芯。在称为倒装芯片的技术中，数字集成电路管芯被倒置并焊接到模块载体上，以便组装成大型系统。IBM在他们的System/360计算机中应用了该技术。

半导体封装可能包括特殊功能。发光或感光器件的封装内必须有透明窗口；其他器件（例如晶体管）可能会受到杂散光的干扰，因此需要不透明的封装。一种紫外线可擦除可编程只读存储器设备需要一个石英窗口以允许紫外光进入和擦除存储器。压力传感集成电路要求封装上有一个端口，可以连接到气体或液体压力源。

微波频率器件的封装被安排为在其引线中具有最小的寄生电感和电容。具有超低漏电流的极高阻抗器件需要不允许杂散电流流动的封装，并且还可能在输入端子周围有保护环。特殊的隔离放大器设备包括输入和输出之间的高压绝缘屏障，允许连接到1kV或更高电压的电路。

xxx个点接触晶体管使用金属盒式封装，带有开口，可以调整用于与锗晶体接触的晶须；由于开发了更可靠、劳动密集度更低的类型，此类设备仅在很短的时间内很常见。