¿Qué es el embalaje de chips?

¿Qué es el paquete del chip del circuito integrado? 50 puntos

Una de las funciones del paquete del circuito integrado es proteger el entorno del chip y evitar que el chip entre en contacto con el exterior. aire. Por lo tanto, se deben adoptar diferentes métodos de procesamiento y diferentes materiales de embalaje de acuerdo con los requisitos específicos y los lugares de uso de los diferentes tipos de circuitos integrados para garantizar que la hermeticidad de la estructura del embalaje cumpla con los requisitos especificados. Los primeros materiales de embalaje para circuitos integrados eran una mezcla de resina orgánica y cera, y el embalaje se lograba mediante llenado o infusión. Obviamente, la confiabilidad era muy pobre. También se utilizó caucho para sellar, pero se eliminó debido a su insatisfactoria resistencia al calor, resistencia al aceite y propiedades eléctricas. Actualmente, los materiales de sellado hermético más utilizados y con el rendimiento más confiable son el sellado vidrio-metal, el sellado cerámica-metal y el sellado vidrio-cerámica de bajo punto de fusión. Debido a la necesidad de producción en masa y reducción de costos, han surgido grandes cantidades de envases modelo de plástico. Se completan calentando y presurizando resina termoendurecible a través de un molde. Su confiabilidad depende de las características de la resina orgánica y los aditivos y de las condiciones de moldeo. pero debido a su resistencia tiene malas propiedades térmicas e higroscópicas, y su rendimiento no puede ser equivalente al de otros materiales de sellado, sigue siendo un material de sellado semihermético o no hermético. Con la madurez de la tecnología de chips y la rápida mejora del rendimiento de los chips, la proporción del costo del sellado posterior en todo el costo del circuito integrado también está aumentando. Los cambios y el desarrollo de la tecnología de empaque están cambiando cada día, lo cual es vertiginoso.

¿Cuál es el embalaje del chip de PCB?

Cada chip tiene una hoja de datos, y la hoja de datos tendrá una descripción de la aplicación, paquete estructural, número de material y otras descripciones. Al realizar una calcomanía en Power PCB, debe consultar la descripción del paquete estructural en la hoja de datos, que contiene el tamaño, la forma, el orden, etc. de cada almohadilla.

¿En qué se diferencian los paquetes de chips?

Lista de métodos de empaquetado de chips:

1. BGA (matriz de rejilla de bolas)

matriz de contacto de bolas, uno de los paquetes de montaje en superficie. Se hacen protuberancias esféricas en una serie en la parte posterior de la placa de circuito impreso para reemplazar las clavijas, se ensambla un chip LSI en la parte frontal de la placa de circuito impreso y luego se sella con resina de moldeo o encapsulado. También llamado portador de colocación de protuberancias (PAC). La cantidad de pines puede exceder los 200 y es un paquete utilizado para LSI de múltiples pines. El cuerpo del paquete también se puede hacer más pequeño que el QFP (paquete plano con clavijas de cuatro lados). Por ejemplo, un BGA de 360 ​​pines con una distancia entre centros de pines de 1,5 mm tiene solo 31 mm cuadrados, mientras que un QFP de 304 pines con una distancia entre centros de pines de 0,5 mm tiene 40 mm cuadrados; Y BGA no tiene que preocuparse por problemas de deformación de pines como QFP. Este paquete fue desarrollado por la empresa estadounidense Motorola y se utilizó por primera vez en teléfonos portátiles y otros equipos. Es posible que en el futuro se popularice en computadoras personales. Inicialmente, la distancia entre centros de pines (protuberancias) del BGA era de 1,5 mm y el número de pines era 225. Ahora algunos fabricantes de LSI están desarrollando BGA de 500 pines. El problema con BGA es la inspección visual después del reflujo. No está claro si el método de inspección visual es eficaz. Algunos creen que debido a la gran distancia entre centros de la soldadura, la conexión puede considerarse estable y solo puede manejarse mediante una inspección funcional. La American Motorola Company llama al paquete sellado con resina moldeada OMPAC, y al paquete sellado mediante el método de encapsulado se llama GPAC (ver OMPAC y GPAC).

2. BQFP (paquete plano cuádruple con parachoques)

Un paquete plano de cuatro lados con almohadillas amortiguadoras. En uno de los paquetes QFP, se proporcionan protuberancias (almohadillas acolchadas) en las cuatro esquinas del cuerpo del paquete para evitar que los cables se doblen y deformen durante el transporte. Los fabricantes estadounidenses de semiconductores utilizan este paquete principalmente en circuitos como microprocesadores y ASIC. La distancia entre centros de los pasadores es de 0,635 mm y el número de pasadores oscila entre 84 y 196 (consulte QFP).

3. Matriz de rejilla de pasadores de junta a tope (matriz de rejilla de pasadores de junta a tope)

Otro nombre para PGA de montaje en superficie (ver PGA de montaje en superficie).

4. C-(cerámica)

Indica el símbolo para envases cerámicos. Por ejemplo, CDIP significa Ceramic DIP. Es una notación que se utiliza a menudo en la práctica.

5. Cerdip

Paquete cerámico de doble línea sellado con vidrio, utilizado para ECL RAM, DSP (procesador de señal digital) y otros circuitos. Cerdip con ventana de vidrio se utiliza para EPROM borrable por rayos UV y circuitos de microcomputadoras con EPROM en su interior. La distancia entre centros de los pines es de 2,54 mm y el número de pines varía de 8 a 42. En Japón, este paquete se representa como DIP-G (G significa sello de vidrio).

6. Cerquad

Uno de los paquetes de montaje en superficie, es decir, QFP cerámico con sello inferior, utilizado para empaquetar circuitos lógicos LSI como DSP. Cerquad con Windows se utiliza para encapsular circuitos EPROM. La disipación de calor es mejor que la del QFP de plástico y puede tolerar una potencia de 1,5 a 2 W en condiciones de enfriamiento de aire natural. Sin embargo, el costo del embalaje es de 3 a 5 veces mayor que el del QFP de plástico. La distancia entre centros del pasador está disponible en varias especificaciones, como 1,27 mm, 0,8 mm, 0,65 mm, 0,5 mm, 0,4 mm, etc. El número de pines oscila entre 32 y 368.

7. CLCC (portador de chip con plomo cerámico)

Portador de chip cerámico con cables, uno de los paquetes de montaje en superficie, las clavijas salen desde los cuatro lados del paquete, en la forma de T.

Con Windows, se utiliza para empaquetar EPROM borrable por ultravioleta y circuitos de microcomputadoras con EPROM, etc. Este paquete también se llama QFJ, QFJ-G (ver QFJ).

8. COB (chip a bordo)

El empaquetado de chip a bordo es una de las tecnologías de montaje de chips básicos. El chip semiconductor se monta manualmente en la placa de circuito impreso y el. chip y el sustrato La conexión eléctrica entre el chip y el sustrato se logra mediante costura de alambre y se cubre con resina para garantizar la confiabilidad. Aunque COB es la tecnología de montaje de chip desnudo más simple, su densidad de empaquetamiento es muy inferior a la de TAB y las tecnologías de unión de chip invertido.

9. DFP (paquete plano dual)

Paquete plano con pasador de doble cara. Es S...gt;gt;

¿Cuál es el principio del empaquetado de chips?

El embalaje mediante vinilo se refiere a embalaje COB (Chip On Board).

El proceso de empaquetado del COB es el siguiente:

El primer paso: expandir el chip. Se utiliza una máquina de expansión para expandir uniformemente toda la película del chip LED proporcionada por el fabricante, de modo que los granos de LED dispuestos estrechamente unidos a la superficie de la película se puedan separar para facilitar la estabilización del cristal.

Paso 2: Adhesivo. Coloque el anillo de cristal expandido en la superficie de la máquina de respaldo que ha raspado la capa de pasta de plata y coloque la pasta de plata sobre él. Pasta de plata puntiaguda. Adecuado para chips LED a granel. Utilice una máquina dispensadora para colocar una cantidad adecuada de pasta de plata en la placa de circuito impreso de PCB.

Paso 3: Coloque el anillo de cristal expandido preparado con pasta de plata en el soporte de cristal de lomo y el operador clavará el chip LED en la placa de circuito impreso de PCB con un bolígrafo de cristal de lomo debajo del microscopio.

Paso 4: Coloque la placa de circuito impreso PCB con buen cristal en un horno de ciclo térmico y déjela reposar a temperatura constante durante un período de tiempo. Sáquela después de que la pasta de plata se solidifique (no la deje). durante mucho tiempo, de lo contrario el recubrimiento del chip LED se tostará de color amarillo, es decir, oxidación, lo que provocará dificultades en la unión). Si hay unión de chips LED, se requieren los pasos anteriores; si solo hay unión de chips IC, se cancelan los pasos anteriores.

Paso 5: Pega el chip. Utilice una máquina dispensadora de pegamento para aplicar una cantidad adecuada de pegamento rojo (o pegamento negro) en la posición del IC de la placa de circuito impreso de PCB y luego utilice un dispositivo antiestático (lápiz de succión o sub) para colocar correctamente el IC desnudo. desconcha el pegamento rojo o el pegamento negro.

Paso 6: Secado.

Coloque el troquel pegado en un horno de ciclo térmico y colóquelo en una placa calefactora plana grande a temperatura constante durante un período de tiempo. También se puede curar de forma natural (más tiempo).

Paso 7: Bonding (atar el cable). Se utiliza una máquina de unión de alambre de aluminio para unir el chip (matriz LED o chip IC) con el cable de aluminio de la almohadilla correspondiente en la placa PCB, es decir, la soldadura de plomo interno del COB.

Paso 8: Prueba previa. Utilice herramientas de prueba especiales (diferentes equipos según los diferentes usos de COB, una fuente de alimentación simple regulada de alta precisión) para detectar la placa COB y devolver la placa no calificada para su reparación.

Paso 9: Dispensación de pegamento. Utilice una máquina dispensadora para colocar una cantidad adecuada de pegamento AB preparado en la matriz LED unida. El CI se encapsula con pegamento negro y luego se empaqueta la apariencia de acuerdo con los requisitos del cliente.

Paso 10: Curado. Coloque la placa de circuito impreso de PCB sellada en un horno de ciclo térmico y déjela reposar a una temperatura constante. Se pueden configurar diferentes tiempos de secado según los requisitos.

Paso 11: Post-prueba. Luego se prueba el rendimiento eléctrico de la placa de circuito impreso PCB empaquetada utilizando herramientas de prueba especiales para distinguir entre lo bueno y lo malo.

Paso 12: Pulir. Pulir según los requisitos del cliente en cuanto al espesor del producto (normalmente PCB blando).

Paso 13: Limpieza. Limpiar el producto.

Paso 14: Secar al aire. Seque al aire el producto limpio por segunda vez.

Paso 15: Prueba. En este paso se determinará el éxito o el fracaso (no hay mejor manera de remediar las malas películas).

Paso 16: Cortar. Cortar el PCB grande al tamaño requerido por el cliente

Paso 17: Embalaje y salida de fábrica. Embalaje de productos.

El punto de fusión del vinilo es relativamente bajo. Al ensamblar, primero encapsule los cables con vinilo y luego instale los componentes originales que son más susceptibles a daños como astillas. Agregue el vinilo una vez, porque es el último. Además habrá menos vinilo para garantizar que el embalaje no dañe el original.

Introducción al embalaje de chips

La carcasa utilizada para instalar chips de circuitos integrados semiconductores desempeña la función de colocar, fijar, sellar, proteger el chip y mejorar el rendimiento electrotérmico, y también comunica con el mundo interno del chip El puente al circuito externo: los contactos del chip están conectados a los pines de la carcasa del paquete con cables, y estos pines están conectados a otros dispositivos a través de cables en la placa impresa. Por tanto, el embalaje juega un papel importante en las CPU y otros circuitos integrados LSI

¿Qué materiales se utilizan para el embalaje de los chips?

Los más importantes son la resina epoxi y la cerámica.

¿Cuál es la diferencia entre el paquete de chips DIP y SOP?

El primero es un paquete dual en línea y el segundo es el paquete SMD más común. Como se muestra en la siguiente imagen (el marcado con N es DIP, el marcado con D es SOP)——

Embalaje de semiconductores, ¿qué significa embalaje de semiconductores?

Introducción al embalaje de semiconductores :

El proceso de producción de semiconductores consiste en la fabricación de obleas, pruebas de obleas, embalaje de chips y pruebas posteriores al embalaje. El embalaje de semiconductores se refiere al proceso de procesamiento de obleas que han pasado pruebas en chips independientes según los modelos de producto y los requisitos funcionales. El proceso de envasado es: después de que la oblea del proceso inicial de la oblea pasa por el proceso de corte en cubitos, se corta en pequeñas obleas (Die) y luego las obleas cortadas se pegan a las pequeñas obleas correspondientes del sustrato (marco de plomo). En la isla, se utilizan cables metálicos ultrafinos (oro, estaño, cobre, aluminio) o resina conductora para conectar la almohadilla de unión (Bond Pad) del chip al pin correspondiente (Lead) del sustrato y formar. el circuito requerido; luego, la oblea independiente se encapsula y se protege con una carcasa de plástico. Después de la encapsulación, se realizan una serie de operaciones, como poscurado (Post Mold Cure), recorte y conformado (Trimamp; Form), galvanoplastia (. Chapado), e impresión, etc. Artesanía. Una vez completado el embalaje, el producto terminado se prueba y, por lo general, pasa por procesos como inspección de entrada (Ining), prueba (Test) y embalaje (Packing), y finalmente se envía al almacén.

El proceso de embalaje típico es: corte en cubitos, montaje de chips, unión, sellado de plástico, eliminación de rebabas, galvanoplastia, impresión, corte y moldeado de nervaduras, inspección de apariencia, prueba de producto terminado, embalaje y envío.

1 Descripción general del embalaje de dispositivos semiconductores

Los productos electrónicos se componen de dispositivos semiconductores (circuitos integrados y dispositivos discretos), placas de circuito impreso, cables, marcos de máquinas, carcasas y pantallas, entre ellos. , los circuitos integrados se usan para procesar y controlar señales, los dispositivos discretos se usan generalmente para amplificar señales, las placas de circuito impreso y los cables se usan para conectar señales, el marco de toda la máquina se usa para soportar y proteger, y se usa la parte de visualización como interfaz para comunicarse con las personas. Por lo tanto, los dispositivos semiconductores son los componentes principales e importantes de los productos electrónicos y se les conoce como el "arroz de la industria" en la industria electrónica.

Nuestro país desarrolló y produjo de forma independiente la primera computadora en la década de 1960, que ocupaba un área de aproximadamente 100 m2 o más. Las computadoras portátiles de hoy tienen solo el tamaño de una mochila escolar, mientras que las computadoras del futuro quizás solo lo hagan. ser tan grande como un bolígrafo o más pequeño. La rápida reducción de las computadoras y sus funciones cada vez más poderosas es una buena evidencia del desarrollo de la tecnología de semiconductores. Su contribución se atribuye principalmente a: (1) El aumento sustancial en la integración de chips semiconductores y la fabricación de obleas. La mejora de la precisión de la fotolitografía. hizo que los chips fueran cada vez más potentes y de menor tamaño; (2) La mejora de la tecnología de empaquetado de semiconductores ha aumentado considerablemente la densidad de los circuitos integrados en las placas de circuito impreso, lo que ha reducido significativamente el tamaño de los productos electrónicos.

La mejora de la tecnología de ensamblaje de semiconductores (Assembly technology) se refleja principalmente en el continuo desarrollo de su tipo de embalaje (Package). El ensamblaje comúnmente referido se puede definir como: usar tecnología de película y tecnología de conexión fina para conectar el chip semiconductor (Chip) y el marco (Leadframe) o sustrato (Sulbstrate) o lámina de plástico (Película) o la parte conductora en la placa de circuito impreso. Es una tecnología de proceso para sacar las clavijas del cableado y cubrirlas con medios aislantes de plástico para formar una estructura tridimensional general. Tiene las funciones de conexión de circuitos, soporte físico y protección, blindaje de campo externo, amortiguación de tensiones, disipación de calor, sobredimensionamiento y estandarización. Desde el empaque enchufable en la era de los transistores y el empaque de montaje superficial en la década de 1980 hasta el empaque de módulos actual, el empaque de sistemas, etc., los predecesores han desarrollado muchas formas de empaque, y cada nueva forma de empaque puede requerir nuevos materiales, nuevos procesos o Se utilizan equipos nuevos.

La fuerza impulsora detrás del desarrollo continuo de formas de embalaje de semiconductores es su precio y rendimiento. Los clientes finales del mercado electrónico se pueden dividir en tres categorías: usuarios domésticos, usuarios industriales y usuarios nacionales. La característica más importante de los usuarios domésticos es que son baratos y tienen bajos requisitos de rendimiento. Los usuarios nacionales requieren un alto rendimiento y el precio suele ser decenas o incluso miles de veces mayor que el de los usuarios normales, y generalmente se utilizan principalmente en usuarios militares y aeroespaciales; Requieren precio y rendimiento. Todos están entre los dos anteriores. Un precio bajo requiere reducir los costos sobre la base original, de modo que cuanto menos materiales se utilicen, mejor, y cuanto mayor sea la producción única, mejor. Un alto rendimiento requiere una larga vida útil del producto y la capacidad de soportar entornos hostiles como temperaturas altas y bajas y alta humedad. Los fabricantes de semiconductores siempre están buscando formas de reducir costes y mejorar el rendimiento. Por supuesto, también hay otros factores, como los requisitos medioambientales y las cuestiones de patentes, que les obligan a cambiar los tipos de embalaje.

2 El papel del packaging

El paquete (Package) es necesario y crucial para los chips. También se puede decir que el embalaje se refiere a la instalación de semiconductores integrados...gt;gt;

¿A qué tipo de embalaje pertenece este chip?

La encapsulación ligada, comúnmente conocida como estiércol de vaca, es la más barata y propensa a fallar debido a la humedad.

¿Cuáles son los paquetes de chips comunes?

1. Paquete DIP dual en línea

DIP (paquete dual en línea) se refiere al uso de entrada dual Paquete de línea Chips de circuito integrado empaquetados en forma enchufable. La mayoría de los circuitos integrados (CI) pequeños y medianos utilizan esta forma de empaque, y el número de pines generalmente no excede los 100.

El chip de CPU empaquetado en DIP tiene dos filas de pines y debe insertarse en un zócalo de chip con estructura DIP. Por supuesto, también se puede insertar directamente en una placa de circuito con el mismo número de orificios de soldadura y disposición geométrica para soldar. Los chips empaquetados en DIP deben tener especial cuidado al enchufarlos y desenchufarlos del zócalo del chip para evitar dañar las clavijas.

El embalaje DIP tiene las siguientes características:

1. Adecuado para soldadura por orificios pasantes en PCB (placa de circuito impreso), fácil de operar.

2. La relación entre el área del chip y el área del paquete es grande, por lo que el volumen también es grande.

El 8088 de la serie de CPU Intel utiliza esta forma de empaquetado, al igual que el caché (Cache) y los primeros chips de memoria.

2. Paquete plano cuadrado de plástico QFP y paquete de componentes planos de plástico PFP

La distancia entre los pines del chip del paquete QFP (Plastic Quad Flat Package) es muy pequeña, generalmente muy delgada. Los circuitos integrados a gran escala o ultragrandes utilizan esta forma de empaquetado y el número de pines es generalmente superior a 100. Los chips empaquetados de esta forma deben utilizar SMD (tecnología de dispositivo de montaje superficial) para soldar el chip a la placa base. Los chips instalados mediante SMD no necesitan perforarse en la placa base. Generalmente, existen juntas de soldadura diseñadas para los pines correspondientes en la superficie de la placa base. Alinee cada pin del chip con el punto de soldadura correspondiente para lograr soldar con la placa base. Los chips soldados de esta forma son difíciles de eliminar sin herramientas especiales.

Los chips empaquetados con el método PFP (Plastic Flat Package) son básicamente los mismos que el método QFP. La única diferencia es que QFP es generalmente cuadrado, mientras que PFP puede ser cuadrado o rectangular.

El embalaje QFP/PFP tiene las siguientes características:

1. Adecuado para tecnología de montaje superficial SMD para instalación y cableado en placas de circuito PCB.

2. Adecuado para uso de alta frecuencia.

3. Fácil de operar y alta confiabilidad.

4. La relación entre el área del chip y el área del paquete es pequeña.

En las CPU de la serie Intel 80286, 80386 y algunas placas base 486 utilizan esta forma de embalaje.

3. Paquete de matriz de cuadrícula de pines PGA

La forma de empaque del chip PGA (Paquete de matriz de cuadrícula de pines) tiene múltiples pines de matriz cuadrada dentro y fuera del chip. Cada cuadrado Los pines de la matriz están dispuestos en. ciertas distancias alrededor del chip. Dependiendo del número de alfileres, se pueden formar entre 2 y 5 círculos. Al instalar, inserte el chip en el zócalo PGA dedicado. Para que la CPU sea más cómoda de instalar y desmontar, a partir del chip 486, apareció un zócalo de CPU llamado ZIF, que está especialmente diseñado para cumplir con los requisitos de instalación y desmontaje de las CPU empaquetadas con PGA.

ZIF (Zero Insertion Force Socket) se refiere a un encaje con fuerza de inserción y extracción nula. Levantando suavemente la llave de este zócalo, la CPU se puede insertar fácilmente en el zócalo. Luego presione la llave nuevamente a su posición original y use la fuerza de compresión generada por la estructura especial del zócalo para hacer contacto firmemente los pines de la CPU con el zócalo. No hay absolutamente ningún problema de mal contacto. Para desmontar el chip de la CPU, solo necesita levantar suavemente la llave del zócalo, luego se libera la presión y el chip de la CPU se puede quitar fácilmente.

El paquete PGA tiene las siguientes características:

1. Operaciones de conexión y desconexión más convenientes y alta confiabilidad.

2. Puede adaptarse a frecuencias más altas.

Entre las CPU de la serie Intel, 80486, Pentium y Pentium Pro utilizan este formato de empaquetado.

4. Embalaje de matriz de rejilla de bolas BGA

Con el desarrollo de la tecnología de circuitos integrados, los requisitos de embalaje para circuitos integrados se han vuelto más estrictos.

Esto se debe a que la tecnología de empaquetado está relacionada con la funcionalidad del producto. Cuando la frecuencia del IC excede los 100 MHz, el método de empaquetado tradicional puede producir el llamado fenómeno "CrossTalk" y cuando el número de pines del IC es mayor. 208 Pin, el método de envasado tradicional tiene sus dificultades. Por lo tanto, además de utilizar el empaquetado QFP, la mayoría de los chips actuales con un alto número de pines (como chips gráficos y conjuntos de chips, etc.) han cambiado a la tecnología de empaquetado BGA (Ball Grid Array Package). Tan pronto como apareció BGA, se convirtió en un chip multinúcleo de alta densidad y alto rendimiento para CPU, chips puente sur/norte en placas base...gt;gt;