芯片封装技术

什么是芯片封装？

封装，Package，是把集成电路装配为芯片最终产品的过程，简单地说，就是把铸造厂生产出来的集成电路裸片（Die）放在一块起到承载做用的基板上，把管脚引出来，而后固定包装成为一个总体。html

封装，就是指把硅片上的电路管脚，用导线接引到外部接头处，以便于其它器件链接。框架

做为动词，“封装”强调的是安放、固定、密封、引线的过程和动做；做为名词，“封装”主要关注封装的形式、类别，基底和外壳、引线的材料，强调其保护芯片、加强电热性能、方便整机装配的重要做用。性能

什么是封装形式？

封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。spa

为何要封装？

第一，为了防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而形成电气性能降低，芯片必须与外界隔离。设计

第二，封装后的芯片更便于安装和运输。htm

它不只起着安装、固定、密封、保护芯片及加强电热性能等方面的做用，并且还经过芯片上的接点用导线链接到封装外壳的引脚上，这些引脚又经过印刷电路板上的导线与其余器件相链接，从而实现内部芯片与外部电路的链接。blog

如何衡量封装技术的好坏？

因为封装技术的好坏直接影响到芯片自身性能的发挥和与之链接的PCB(印制电路板)的设计和制造，所以封装技术相当重要。开发

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。get

封装形式

因为工做中暂时只接触到QFN和BGA，因此本文仅对这两种封装形式作分享。产品

QFN（quad flat non-leaded package）四侧无引脚扁平封装（更通俗点，也称方形扁平无引脚封装），表面贴装型封装之一。

优势：

● 体积小：无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积。

● 重量轻：组件很是薄(<1mm)，可知足对空间有严格要求的应用，适合便携式应用。

● 具备卓越的电性能：内部引脚与焊盘之间的导电路径短，自感系数以及封装体内布线电阻很低，可知足高速或者微波的应用。

● 具备优异的热性能：主要是由于底部有大面积散热焊盘。

● 具备出色的散热性能：经过外露的引线框架焊盘直接散热，用于释放封装内的热量。一般将散热焊盘直接焊接在电路板上，而且PCB中的散热过孔有助于将多余的功耗扩散到铜接地板中，从而吸取多余的热量。

● 无引脚设计：QFN封装没必要从两侧引出接脚，所以电气效能胜于引线封装必须从侧面引出多只接脚的SO等传统封装。

缺点：

● 返修困难，因焊接点彻底处在元件封装的底部，桥接、开路、锡球等任何的缺陷都须要将元件移开，又由于QFN体积小、重量轻、且它们又是被使用在高密度的装配板上，使得返修的难度大。

● 可靠性过低：工业级别和汽车级别QFN目前是不用的。

BGA（ball grid array）球形触点陈列，表面贴装型封装之一。

在印刷基板的背面按陈列方式制做出球形凸点用以 代替引脚，在印刷基板的正面装配 LSI (大规模集成电路)芯片，而后用模压树脂或灌封方法进行密封。

优势：

● 引脚不易变形。

● 引脚可超过200，是多引脚LSI 用的一种封装。最初，BGA 的引脚(凸点)中心距为1.5mm，引脚数为225。也有一些LSI 厂家正在开发500 引脚的BGA。

●热传导：BGA封装与具备分立引线（即具备支脚的封装）的封装相比，封装和PCB之间具备较低的热阻。这使得封装内的集成电路产生的热量更容易流向PCB，防止芯片过热。。

● 低电感引线：电导体越短，其没必要要的电感越低。BGA与封装和PCB之间的距离很是短，具备较低的引线电感，使其具备针对固定器件的卓越的电气性能。

缺点：

● 检查难度大：一旦BGA封装好，很难发现焊接故障。 

● 焊球不能像长的引脚那样的方式弯曲，由于它们不是机械地兼容的。与全部表面贴装器件同样， PCB基板和BGA（热应力）或弯曲和振动（机械应力）之间的热膨胀系数差别致使的弯曲可能致使焊点断裂。

● 设备成本高：在PCBA加工厂焊接BGA须要昂贵的设备;手工焊接BGA是很是困难和不可靠的，仅适用于最小封装的芯片。

备注：工做中使用到QFN80，是指pin（封装引脚）数量为80个；QFN7六、QFN5六、QFN28分别是指pin（封装引脚）数量为76个、56个、28个。BGA121，对应就是指pin（封装引脚）数量为121个。