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2020-02-09

芯片封装清洗剂韦德国际1946官方网站分享:一文介绍九种常见的芯片封装技术

发布者:韦德国际1946官方网站Unibright ; 浏览次数:163

芯片封装清洗剂韦德国际1946官方网站分享:一文介绍九种常见的芯片封装技术


元件封装起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用。同时,通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。


因此,芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。而且封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装的好坏,直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB设计和制造,所以封装技术至关重要。


衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是:芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。


封装时主要考虑的因素:


  • 芯片面积与封装面积之比,为提高封装效率,尽量接近1:1。

  • 引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能。

  • 基于散热的要求,封装越薄越好。


封装大致经过了如下发展进程:


  • 结构方面。

    TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。

  • 材料方面。金属、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。

  • 引脚形状。长引线直插→短引线或无引线贴装→球状凸点。

  • 装配方式。通孔插装→表面组装→直接安装。


以下为具体的封装形式介绍:


SOP/SOIC封装


SOP是英文Small Outline Package的缩写,即小外形封装。

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SOP封装


  • SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派生出:

  • SOJ,J型引脚小外形封装

  • TSOP,薄小外形封装

  • VSOP,甚小外形封装

  • SSOP,缩小型SOP

  • TSSOP,薄的缩小型SOP

  • SOT,小外形晶体管

  • SOIC,小外形集成电路


DIP封装


DIP是英文“Double In-line Package”的缩写,即双列直插式封装。

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DIP封装


插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。


PLCC封装


PLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写,即塑封J引线芯片封装。

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PLCC封装


PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。


04TQFP封装


TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的缩写,即薄塑封四角扁平封装。四边扁平封装工艺能有效利用空间,从而降低对印刷电路板空间大小的要求。

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TQFP封装


由于缩小了高度和体积,这种封装工艺非常适合对空间要求较高的应用,如PCMCIA卡和网络器件。几乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封装。


PQFP封装


PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写,即塑封四角扁平封装。


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PQFP封装


PQFP封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细。一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。


TSOP封装


TSOP是英文“Thin Small Outline Package”的缩写,即薄型小尺寸封装。TSOP内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚。TSOP适合用SMT(表面安装)技术在PCB上安装布线。


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TSOP封装


TSOP封装外形,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动)减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。


BGA封装


BGA是英文“Ball Grid Array Package”的缩写,即球栅阵列封装。20世纪90年代,随着技术的进步,芯片集成度不断提高,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA封装开始被应用于生产。


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BGA封装


采用BGA技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高两到三倍,BGA与TSOP相比,具有更小的体积,更好的散热性和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升,采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下,体积只有TSOP封装的三分之一。另外,与传统TSOP封装方式相比,BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径。


BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率。虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能。厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。


TinyBGA封装


说到BGA封装,就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术。TinyBGA英文全称为“Tiny Ball Grid”,属于是BGA封装技术的一个分支,是Kingmax公司于1998年8月开发成功的。其芯片面积与封装面积之比不小于1:1.14,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2~3倍。与TSOP封装产品相比,其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。


采用TinyBGA封装技术的内存产品,在相同容量情况下体积,只有TSOP封装的1/3。TSOP封装内存的引脚是由芯片四周引出的,而TinyBGA则是由芯片中心方向引出。这种方式有效地缩短了信号的传导距离,信号传输线的长度仅是传统的TSOP技术的1/4,因此信号的衰减也随之减少。这样不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能,而且提高了电性能。采用TinyBGA封装芯片可抗高达300MHz的外频,而采用传统TSOP封装技术最高只可抗150MHz的外频。


TinyBGA封装的内存其厚度也更薄(封装高度小于0.8mm),从金属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm。因此,TinyBGA内存拥有更高的热传导效率,非常适用于长时间运行的系统,稳定性极佳。


QFP封装


QFP是“Quad Flat Package”的缩写,即小型方块平面封装。QFP封装在早期的显卡上使用的比较频繁,但少有速度在4ns以上的QFP封装显存,因为工艺和性能的问题,目前已经逐渐被TSOP-II和BGA所取代。QFP封装在颗粒四周都带有针脚,识别起来相当明显。四侧引脚扁平封装。表面贴装型封装之一,引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。

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QFP封装


基材有陶瓷、金属和塑料三种。从数量上看,塑料封装占绝大部分。当没有特别表示出材料时,多数情况为塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引脚LSI封装,不仅用于微处理器,门陈列等数字逻辑LSI电路,而且也用于VTR信号处理、音响信号处理等模拟LSI电路。


引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多种规格,0.65mm中心距规格中最多引脚数为304。



来源:内容来自公众号「架构师技术联盟」,谢谢。




韦德国际1946官方网站:芯片封装之SIPPOPIGBT水基清洗工艺技术浅析

 

关键词导读:

SIP系统级芯片封装、POP堆叠芯片组装、IGBT功率半导体模块、精密电子封装、水基清洗技术

前言

SIP系统级芯片封装、POP堆叠芯片组装、IGBT功率半导体模块工艺制程中,需要用到锡膏、焊膏进行精密的焊接制程,自然在焊接后会存留下锡膏和焊膏的助焊剂残留物,为了保证器件和组件的电器功能和可靠性技术要求,须将这些助焊剂残留彻底清除。此类制程非常成熟,也非常有必要。水基清洗在业内得到越来越广泛的应用,取代原来熟知的溶剂型清洗方式,从而获得了安全、环保、清洁的工作环境等等。与溶剂型清洗剂清洗精密组件和器件不同,水基清洗剂在业内的认知度还不是很高,掌握度还不是很到位,在此为了给大家提供更好的参考,列举了水基清洗制程所需要考虑的几方面重要因素

一、SIPPOPIGBT精密器件所需要的洁净度技术指标

首先要关注到所生产的SIP、POP或IGBT精密器件所需要的洁净度技术指标,根据洁净度的要求来做清洗的工艺选择。所从事的产品类别不同,应用场景不同,使用条件和环境不同,对器件洁净度的要求也有所不同,根据器件的各项技术要求来决定洁净度指标。包括外观污染物残留允许量和表面离子污染度指标水平,才能准确定义器件工艺制程中所要达到的洁净度要求。避免可能的电化学腐蚀和化学离子迁移失效现象。

二、器件制程工艺所存在的污染物

既然是要清洗制程中的污染物,就需要关注器件制程工艺所存在的污染物,比如:焊膏残留、锡膏残留等其他的污染物,评价污染物对器件造成可靠性的影响,比如:电化学腐蚀,化学离子迁移和金属迁移等等,这样就能对所有污染物做一个全面的认知,确定哪些污染物需要通过清洗的方式去除,从而保障器件的最终技术要求。污染物可清洗性决定了清洗工艺和设备选择,免洗锡膏还是水溶性锡膏,锡膏的类型不同,残留物的可清洗性特征也不同,清洗的工艺方式和清洗剂的选择也随之不同。识别和确定SIP、POP、IGBT工艺制程中污染物是做好清洗的重要前提。

三、水基清洗的工艺和设备配置选择

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。通常会选用批量式清洗工艺和通过式清洗工艺。批量式清洗工艺比较适合产量不太稳定,时有时无,时大时小,品种变化比较多,这样有利于根据生产线流量配置进行灵活操作,降低设备的消耗和清洗剂的消耗,降低成本而达到工艺技术要求。通过式清洗工艺往往适合产量稳定,批量大,能够连续不断的进行清洗流量的安排,实现高速高效率的产品生产,保证清洗质量。根据产品的结构形式和器件材料承受物理力的耐受程度,选择超声波工艺方式或喷淋工艺方式。

四、水基清洗剂类型品种和特征的选择

针对拥有的设备工艺条件和器件洁净度指标要求,选择合适的水基清洗剂是我们要考虑的重点。一般来说,水基清洗剂具有很好的安全特征,不可燃,不易挥发,环保特征满足欧盟REACH环境物资规范要求,达到对大气人体的安全保障。在此之外,根据工艺,设备条件,所使用的水基清洗剂需要能够彻底干净地去除残留物,同时又能保证在SIP、POP、IGBT组件上所有的金属材料、化学材料、非金属材料等物资兼容性要求。用一句通俗的语言来表达,既要把污染物清洗干净,又要保证物质材料的安全性,无腐蚀,无变色,完全符合器件功能特性要求。

五、小结

SIP、POP、IGBT水基清洗所需要考虑的因素还有许多,具体的工艺参数和选择涉及面广且技术关联性强,在此仅对最重要的部分做简要阐述,供业内人士参考。



以上一文,仅供参考!

 

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【阅读提示】

以上为韦德国际1946官方网站在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,韦德国际1946官方网站专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

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