集成电路封装

在电子制造中，集成电路封装是半导体器件制造的最后阶段，其中半导体材料块被封装在支撑外壳中，以防止物理损坏和腐蚀。这种称为“封装”的外壳支撑着将设备连接到电路板的电触点。

在集成电路工业中，该过程通常被称为封装。其他名称包括半导体器件组装、组装、封装或密封。

封装阶段之后是集成电路的测试。

与片上信号相比，从芯片流出、穿过封装并进入印刷电路板(PCB)的载流迹线具有非常不同的电气特性。它们需要特殊的设计技术，并且比限制在芯片本身的信号需要更多的电力。因此，重要的是用作电触点的材料具有低电阻、低电容和低电感等特性。结构和材料都必须优先考虑信号传输特性，同时尽量减少可能对信号产生负面影响的任何寄生元素。

随着其他技术开始加速发展，控制这些特性变得越来越重要。封装延迟有可能弥补高性能计算机延迟的近一半，而且这种速度瓶颈预计会增加。

所述集成电路封装必须抵抗物理断裂，保持湿气，并且还提供了从芯片有效的散热。此外，对于射频应用，封装通常需要屏蔽电磁干扰，这可能会降低电路性能或对相邻电路产生不利影响。最后，封装必须允许将芯片互连到PCB。封装材料为塑料（热固性或热塑性）、金属（通常为科瓦铁镍钴合金）或陶瓷。一种常用的塑料是环氧树脂-甲酚-酚醛(ECN)。所有三种材料类型都提供可用的机械强度、防潮和耐热性。然而，对于高端设备，金属和陶瓷封装通常是首选，因为它们具有更高的强度（也支持更高的引脚数设计）、散热、密封性能或其他原因。一般来说，陶瓷封装比类似的塑料封装更贵。

一些封装具有金属翅片以增强热传递，但这些会占用空间。更大的封装还允许更多的互连引脚。

成本是选择集成电路封装的一个因素。通常，廉价的塑料封装可以散发高达2W的热量，这对于许多简单的应用来说已经足够了，尽管在相同的情况下类似的陶瓷封装可以散发高达50W的热量。随着封装内的芯片变得越来越小，速度越来越快，它们也往往会变得更热。随着后续对更有效散热的需求增加，封装成本也随之上升。通常，封装需要越小越复杂，制造成本就越高。

早期的集成电路封装在陶瓷扁平封装中，由于其可靠性和小尺寸，军方多年来一直使用这种封装。1970年代使用的另一种封装类型称为ICP（集成电路封装），是一种陶瓷封装（有时称为晶体管封装），引线在一侧，与封装轴同轴。

商业电路封装迅速转向双列直插式封装(DIP)，首先采用陶瓷，后来采用塑料。在1980年代，VLSI引脚数超过了DIP封装的实际限制，导致出现了引脚网格阵列(PGA)和无铅芯片载体(LCC)封装。表面贴装封装出现在1980年代初期，并在1980年代后期流行，使用更细的引线间距，引线形成为鸥翼或J型引线，例如小外形集成电路——一种占据面积比等效DIP小30–50%，典型厚度小70%。

早期苏联制造的集成电路。半导体材料的微小块（“管芯”）被封闭在圆形金属外壳（“封装”）内。

下一个重大创新是面阵封装，它将互连端子放置在整个封装表面区域，与以前仅使用外周的封装类型相比，提供了更多的连接。xxx个面阵封装是陶瓷针栅阵列封装。不久之后，另一种面阵封装的塑料球栅阵列(BGA)成为最常用的封装技术之一。

在1990年代后期，塑料四方扁平封装(PQFP)和薄型小外形封装(TSOP)取代了PGA封装，成为高引脚数器件最常见的封装，尽管PGA封装仍然经常用于微处理器。然而，行业领导者Intel和AMD在2000年代从PGA封装过渡到焊盘网格阵列(LGA)封装。

球栅阵列(BGA)封装自1970年代就已存在，但在1990年代演变为倒装芯片球栅阵列(FCBGA)封装。FCBGA封装允许比任何现有封装类型多得多的引脚数。在FCBGA封装中，管芯倒置（翻转）安装并通过类似于印刷电路板的基板而不是通过导线连接到封装焊球。FCBGA封装允许一系列输入-输出信号（称为区域I/O）分布在整个芯片上，而不是局限于芯片xxx。

与片上信号相比，从管芯出来、通过封装并进入印刷电路板的走线具有非常不同的电气特性。它们需要特殊的设计技术，并且比限制在芯片本身的信号需要更多的电力。

最近的发展包括在称为SiP的单个封装中堆叠多个管芯，用于系统级封装或三维集成电路。在一个小基板（通常是陶瓷）上组合多个芯片称为MCM，或多芯片模块。大MCM和小印刷电路板之间的界限有时很模糊。

• 通孔技术
• 表面贴装技术
• 芯片载体
• 针栅阵列
• 扁平包装
• 小外形集成电路
• 芯片级封装
• 球栅阵列
• 晶体管、二极管、小引脚数IC封装
• 多芯片封装