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            2020-02-09

            芯片封裝清洗劑合明科技分享:一文介紹九種常見的芯片封裝技術

            發布者:合明科技Unibright ; 瀏覽次數:690

            芯片封裝清洗劑合明科技分享:一文介紹九種常見的芯片封裝技術


            元件封裝起著安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等方面的作用。同時,通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件相連接,從而實現內部芯片與外部電路的連接。


            因此,芯片必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。而且封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝的好壞,直接影響到芯片自身性能的發揮和與之連接的PCB設計和制造,所以封裝技術至關重要。


            衡量一個芯片封裝技術先進與否的重要指標是:芯片面積與封裝面積之比,這個比值越接近1越好。


            封裝時主要考慮的因素:


            • 芯片面積與封裝面積之比,為提高封裝效率,盡量接近1:1。

            • 引腳要盡量短以減少延遲,引腳間的距離盡量遠,以保證互不干擾,提高性能。

            • 基于散熱的要求,封裝越薄越好。


            封裝大致經過了如下發展進程:


            • 結構方面。

              TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。

            • 材料方面。金屬、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。

            • 引腳形狀。長引線直插→短引線或無引線貼裝→球狀凸點。

            • 裝配方式。通孔插裝→表面組裝→直接安裝。


            以下為具體的封裝形式介紹:


            SOP/SOIC封裝


            SOP是英文Small Outline Package的縮寫,即小外形封裝。

            芯片封裝清洗劑合明科技,sop ,微信圖片_20200209121449.jpg

            SOP封裝


            • SOP封裝技術由1968~1969年菲利浦公司開發成功,以后逐漸派生出:

            • SOJ,J型引腳小外形封裝

            • TSOP,薄小外形封裝

            • VSOP,甚小外形封裝

            • SSOP,縮小型SOP

            • TSSOP,薄的縮小型SOP

            • SOT,小外形晶體管

            • SOIC,小外形集成電路


            DIP封裝


            DIP是英文“Double In-line Package”的縮寫,即雙列直插式封裝。

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            DIP封裝


            插裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出,封裝材料有塑料和陶瓷兩種。DIP是最普及的插裝型封裝,應用范圍包括標準邏輯IC,存貯器LSI,微機電路等。


            PLCC封裝


            PLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的縮寫,即塑封J引線芯片封裝。

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            PLCC封裝


            PLCC封裝方式,外形呈正方形,32腳封裝,四周都有管腳,外形尺寸比DIP封裝小得多。PLCC封裝適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線,具有外形尺寸小、可靠性高的優點。


            04TQFP封裝


            TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的縮寫,即薄塑封四角扁平封裝。四邊扁平封裝工藝能有效利用空間,從而降低對印刷電路板空間大小的要求。

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            TQFP封裝


            由于縮小了高度和體積,這種封裝工藝非常適合對空間要求較高的應用,如PCMCIA卡和網絡器件。幾乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封裝。


            PQFP封裝


            PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的縮寫,即塑封四角扁平封裝。


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            PQFP封裝


            PQFP封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細。一般大規?;虺笠幠<呻娐凡捎眠@種封裝形式,其引腳數一般都在100以上。


            TSOP封裝


            TSOP是英文“Thin Small Outline Package”的縮寫,即薄型小尺寸封裝。TSOP內存封裝技術的一個典型特征就是在封裝芯片的周圍做出引腳。TSOP適合用SMT(表面安裝)技術在PCB上安裝布線。


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            TSOP封裝


            TSOP封裝外形,寄生參數(電流大幅度變化時,引起輸出電壓擾動)減小,適合高頻應用,操作比較方便,可靠性也比較高。


            BGA封裝


            BGA是英文“Ball Grid Array Package”的縮寫,即球柵陣列封裝。20世紀90年代,隨著技術的進步,芯片集成度不斷提高,I/O引腳數急劇增加,功耗也隨之增大,對集成電路封裝的要求也更加嚴格。為了滿足發展的需要,BGA封裝開始被應用于生產。


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            BGA封裝


            采用BGA技術封裝的內存,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高兩到三倍,BGA與TSOP相比,具有更小的體積,更好的散熱性和電性能。BGA封裝技術使每平方英寸的存儲量有了很大提升,采用BGA封裝技術的內存產品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一。另外,與傳統TSOP封裝方式相比,BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。


            BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術的優點是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距并沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率。雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能。厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少;寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。


            TinyBGA封裝


            說到BGA封裝,就不能不提Kingmax公司的專利TinyBGA技術。TinyBGA英文全稱為“Tiny Ball Grid”,屬于是BGA封裝技術的一個分支,是Kingmax公司于1998年8月開發成功的。其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高2~3倍。與TSOP封裝產品相比,其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。


            采用TinyBGA封裝技術的內存產品,在相同容量情況下體積,只有TSOP封裝的1/3。TSOP封裝內存的引腳是由芯片四周引出的,而TinyBGA則是由芯片中心方向引出。這種方式有效地縮短了信號的傳導距離,信號傳輸線的長度僅是傳統的TSOP技術的1/4,因此信號的衰減也隨之減少。這樣不僅大幅提升了芯片的抗干擾、抗噪性能,而且提高了電性能。采用TinyBGA封裝芯片可抗高達300MHz的外頻,而采用傳統TSOP封裝技術最高只可抗150MHz的外頻。


            TinyBGA封裝的內存其厚度也更薄(封裝高度小于0.8mm),從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.36mm。因此,TinyBGA內存擁有更高的熱傳導效率,非常適用于長時間運行的系統,穩定性極佳。


            QFP封裝


            QFP是“Quad Flat Package”的縮寫,即小型方塊平面封裝。QFP封裝在早期的顯卡上使用的比較頻繁,但少有速度在4ns以上的QFP封裝顯存,因為工藝和性能的問題,目前已經逐漸被TSOP-II和BGA所取代。QFP封裝在顆粒四周都帶有針腳,識別起來相當明顯。四側引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一,引腳從四個側面引出呈海鷗翼(L)型。

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            QFP封裝


            基材有陶瓷、金屬和塑料三種。從數量上看,塑料封裝占絕大部分。當沒有特別表示出材料時,多數情況為塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引腳LSI封裝,不僅用于微處理器,門陳列等數字邏輯LSI電路,而且也用于VTR信號處理、音響信號處理等模擬LSI電路。


            引腳中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多種規格,0.65mm中心距規格中最多引腳數為304。



            來源:內容來自公眾號「架構師技術聯盟」,謝謝。




            合明科技:芯片封裝之SIP、POP、IGBT水基清洗工藝技術淺析

             

            關鍵詞導讀:

            SIP系統級芯片封裝、POP堆疊芯片組裝、IGBT功率半導體模塊、精密電子封裝、水基清洗技術

            前言

            SIP系統級芯片封裝、POP堆疊芯片組裝、IGBT功率半導體模塊工藝制程中,需要用到錫膏、焊膏進行精密的焊接制程,自然在焊接后會存留下錫膏和焊膏的助焊劑殘留物,為了保證器件和組件的電器功能和可靠性技術要求,須將這些助焊劑殘留徹底清除。此類制程非常成熟,也非常有必要。水基清洗在業內得到越來越廣泛的應用,取代原來熟知的溶劑型清洗方式,從而獲得了安全、環保、清潔的工作環境等等。與溶劑型清洗劑清洗精密組件和器件不同,水基清洗劑在業內的認知度還不是很高,掌握度還不是很到位,在此為了給大家提供更好的參考,列舉了水基清洗制程所需要考慮的幾方面重要因素

            一、SIP、POPIGBT精密器件所需要的潔凈度技術指標

            首先要關注到所生產的SIP、POP或IGBT精密器件所需要的潔凈度技術指標,根據潔凈度的要求來做清洗的工藝選擇。所從事的產品類別不同,應用場景不同,使用條件和環境不同,對器件潔凈度的要求也有所不同,根據器件的各項技術要求來決定潔凈度指標。包括外觀污染物殘留允許量和表面離子污染度指標水平,才能準確定義器件工藝制程中所要達到的潔凈度要求。避免可能的電化學腐蝕和化學離子遷移失效現象。

            二、器件制程工藝所存在的污染物

            既然是要清洗制程中的污染物,就需要關注器件制程工藝所存在的污染物,比如:焊膏殘留、錫膏殘留等其他的污染物,評價污染物對器件造成可靠性的影響,比如:電化學腐蝕,化學離子遷移和金屬遷移等等,這樣就能對所有污染物做一個全面的認知,確定哪些污染物需要通過清洗的方式去除,從而保障器件的最終技術要求。污染物可清洗性決定了清洗工藝和設備選擇,免洗錫膏還是水溶性錫膏,錫膏的類型不同,殘留物的可清洗性特征也不同,清洗的工藝方式和清洗劑的選擇也隨之不同。識別和確定SIP、POP、IGBT工藝制程中污染物是做好清洗的重要前提。

            三、水基清洗的工藝和設備配置選擇

            水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。通常會選用批量式清洗工藝和通過式清洗工藝。批量式清洗工藝比較適合產量不太穩定,時有時無,時大時小,品種變化比較多,這樣有利于根據生產線流量配置進行靈活操作,降低設備的消耗和清洗劑的消耗,降低成本而達到工藝技術要求。通過式清洗工藝往往適合產量穩定,批量大,能夠連續不斷的進行清洗流量的安排,實現高速高效率的產品生產,保證清洗質量。根據產品的結構形式和器件材料承受物理力的耐受程度,選擇超聲波工藝方式或噴淋工藝方式。

            四、水基清洗劑類型品種和特征的選擇

            針對擁有的設備工藝條件和器件潔凈度指標要求,選擇合適的水基清洗劑是我們要考慮的重點。一般來說,水基清洗劑具有很好的安全特征,不可燃,不易揮發,環保特征滿足歐盟REACH環境物資規范要求,達到對大氣人體的安全保障。在此之外,根據工藝,設備條件,所使用的水基清洗劑需要能夠徹底干凈地去除殘留物,同時又能保證在SIP、POP、IGBT組件上所有的金屬材料、化學材料、非金屬材料等物資兼容性要求。用一句通俗的語言來表達,既要把污染物清洗干凈,又要保證物質材料的安全性,無腐蝕,無變色,完全符合器件功能特性要求。

            五、小結

            SIP、POP、IGBT水基清洗所需要考慮的因素還有許多,具體的工藝參數和選擇涉及面廣且技術關聯性強,在此僅對最重要的部分做簡要闡述,供業內人士參考。



            以上一文,僅供參考!

             

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            【閱讀提示】

            以上為合明科技在工業清洗方面的經驗的累積,我們是國內自主掌握核心水基清洗技術的先創品牌,合明科技專注精密電子清洗技術20多年,是SMT貼裝/DIP封裝,功率半導體器件及芯片封裝精密清洗工藝技術方案、產品、清洗設備提供商,也成為了IPC清洗標準主席單位。但是因為工業清洗問題內容廣泛,沒辦法面面俱到,本文只對常見問題作分析,隨著電子產業的不斷更新換代,新的工藝問題也不斷出現,本公司自成立以來不斷追求產品的創新,做到與時俱進,熟悉各種生產復雜工藝,力爭能為客戶提供全方位的工業清洗解決方案。

             

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