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电子封装原理与技术 陈 李 CL2009@cqu.edu.cn 成绩构成 平时20% 考试80% 参考书目 《微电子封装技术》，电子封装技术丛书编委会，中国科技大学出版社，2002 《电子封装工程》，田民波，清华大学出版社，2003 《高级电子封装》，Richard K. Ulrich等著，李虹等译，机械工业出版社，2010 第1章 绪 论 主要内容 1.1 可编程逻辑电路技术及其发展 1.2 EDA技术的主要内容 1.3 可编程逻辑电路开发流程 1.4 硬件描述语言 1.5 EDA软件系统 1.6 数字系统的设计方法 1.7 习题 1.1 概述 电子封装的地位： 1.1 概述 半导体芯片生产过程： 1.1 概述 半导体芯片生产过程： 1.1 概述 封装的作用： 芯片电气连接，需要引脚； 物理支撑、保护芯片，需要外壳底座； 防止芯片污染，外壳密封等； 1.1 概述 封装的定义 利用薄膜技术及微细连接技术，将半导体元器件及其它构成要素在框架和基板上布置、固定及连接，引出接线端子，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体结构的工艺。 1.1 概述 微电子封装技术的演变 1947年美国贝尔实验室发明第一只晶体管，开创微电子封装的历史 。 20世纪50年代以三根引线的TO（Transistor Outline）型金属-玻璃封装外壳为主，后来发展为各类陶瓷、塑料封装外壳。 1958年第一块集成电路诞生，大大推动多引脚封装技术的发展（以TO型为主）。 1.1 概述 微电子封装技术的演变（续） 20世纪60年代中期，IC由SSI（Small Scale Integration）发展为MSI（Medium Scale Integration），相应引脚数目的增加，TO型不再适应封装要求?双列直插式引脚封装（DIP），中小规模的主导形式。 20世纪70年代是大规模IC时期（LSI）集成度增加，但尺寸相应增大。 20世纪80年代，电子封装的革命——表面安装技术（Surface Mount Technology，SMT）迅猛发展。 1.1 概述 微电子封装技术的演变（续） 相应的表面安装元器件（Suiface Mount Component/Device,SMC/SMD）迅猛发展： 无引脚陶瓷片式载体（Leadless Ceramic chip Carrier, LCCC）、塑料有引脚片式载体（Plastic Leaded Chip Carrier, PLCC）四边引脚扁平封装（Quad Flat Package, QFP）等逐渐标准化、批量生产。 塑料四边引脚扁平封装（Plastic Quad Flat Package，PQFP）称为20世纪80年代电子封装的主导产品，引脚208~240个。 中、小规模方面采用飞利浦公司开发出的小外形封装（Small Outline Package，SOP），DIP的SMT变形。 1.1 概述 微电子封装技术的演变(续) 20世纪80—90年代IC超大规模（Very Large Scale Integration，VLSI）阶段，引脚数百至上千个，四边引脚的QFP尽管引脚距离一再缩小，仍难以满足需求。引脚由周边型发展成为面阵型，如针栅阵列（Pin Grid Array, PGA）封装。 针栅阵列在更大规模时体积大、重量大、工艺复杂、成本高，不能表面安装，90年代开发出新型焊球阵列封装（Ball Grid Array，BGA）。 1.1 概述 微电子封装技术的演变（续） 芯片小而封装大的矛盾：如40引脚的DIP，封装：芯片=85：1；0.5mm间距，208引脚QFP，封装：芯片=7.8：1。 美国、日本继开发出BGA之后，又开发出芯片尺寸封装（Chip Size Package, CSP），解决芯片小而封装大的问题(1.2:1)，足以引发再次革命。 为充分发挥芯片自身功能和信能，将多个未经封装的芯片安装在多层布线基板上，再将所有芯片互连后整体封装起来，即多芯片组件（Multi Chip Module，MCM）。 1.1 概述 微电子封装技术的演变（续） 在2D封装技术基础上，又发展了三维电子封装技术，密度更高、功能更强、性能更好、可靠性更低； 未来将向系统级封装（System On a Package，SOP或System In a Package，SIP）发展。 1.1 概述 微电子封装技术的演变（续） 20世纪50~60年代是TO型封装的时代； 70年代是DIP的时代； 80年代是QFP的时代； 而90年代则是BGA 和MCM的时代。 微电子封装进展 1.2 微电子封装技术 微电