?? 簡談半導體集成電路封裝的歷程.htm
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<P><FONT id=zoom
style="FONT-SIZE: 14px; LINE-HEIGHT: 18pt">IC封裝歷史始于30多年前。當時采用金屬和陶瓷兩大類封殼，它們曾是電子工業界的“轅馬”，憑其結實、可靠、散熱好、功耗大、能承受嚴酷環境條件等優點，廣泛滿足從消費類電子產品到空間電子產品的需求。但它們有諸多制約因素，即重量、成本、封裝密度及引腳數。最早的金屬殼是TO型，俗稱“禮帽型”；陶瓷殼則是扁平長方形。
<BR><BR> 大約在20世紀60年代中期，仙童公司開發出塑料雙列直插式封裝（PDIP），有8條引線。隨著硅技術的發展，芯片尺寸愈來愈大，相應地封殼也要變大。到60年代末，四邊有引線較大的封裝出現了。那時人們還不太注意壓縮器件的外形尺寸，故而大一點的封殼也可以接受。但大封殼占用PCB面積多，于是開發出引線陶瓷芯片載體（LCCC）。1976年～1977年間，它的變體即塑料有引線載體（PLCC）面世，且生存了約10年，其引腳數有16個～132個。
<BR><BR> 20世紀80年代中期開發出的四方型扁平封裝（QFP）接替了PLCC。當時有凸緣QFP（BQFP）和公制MQFP（MQFP）兩種。但很快MQFP以其明顯的優點取代了BQFP。其后相繼出現了多種改進型，如薄型QFP（TQFP）、細引腳間距QFP（VQFP）、縮小型QFP（SQFP）、塑料QFP（PQFP）、金屬QFP(MetalQFP)、載帶QFP（TapeQFP）等。這些QFP均適合表面貼裝。但這種結構仍占用太多的PCB面積，不適應進一步小型化的要求。因此，人們開始注意縮小芯片尺寸，相應的封裝也要盡量小。實際上，1968年～1969年，菲利浦公司就開發出小外形封裝（SOP）。以后逐漸派生出J型引腳小外型封裝（SOJ）、薄小外形封裝（TSOP）、甚小外形封裝（VSOP）、縮小型SOP（SSOP）、薄的縮小型SOP（TSSOP）及小外形晶體管（SOT）、小外型集成電路（SOIC）等。這樣，IC的塑封殼有兩大類：方型扁平型和小型外殼型。前者適用于多引腳電路，后者適用于少引腳電路。
<BR><BR> 隨著半導體工業的飛速發展，芯片的功能愈來愈強，需要的外引腳數也不斷增加，再停留在周邊引線的老模式上，即使把引線間距再縮小，其局限性也日漸突出，于是有了面陣列的新概念，誕生了陣列式封裝。
<BR><BR> 陣列式封裝最早是針柵陣列（PGA），引腳為針式。將引腳形狀變通為球形凸點，即有球柵陣列(BGA）；球改為柱式就是柱柵陣列(CGA）。后來更有載帶BGA(TBGA）、金屬封裝BGA(MBGA）、陶瓷BGA(CBGA）、倒裝焊BGA(FCBGA）、塑料BGA(PBGA）、增強型塑封BGA(EPBGA）、芯片尺寸BGA(D2BGA）、小型BGA(MiniBGA）、微小型BGA(MicroBGA）及可控塌陷BGA(C2BGA)等。BGA成為當今最活躍的封裝形式。
<BR><BR> 歷史上，人們也曾試圖不給IC任何封裝。最早的有IBM公司在20世紀60年代開發的C4（可控塌陷芯片連接）技術。以后有板上芯片(COB）、柔性板上芯片(COF）及芯片上引線(LOC）等。但裸芯片面臨一個確認優質芯片（KGD）的問題。因此，提出了既給IC加上封裝又不增加多少“面積”的設想，1992年日本富士通首先提出了芯片尺寸封裝(CSP)概念。很快引起國際上的關注，它必將成為IC封裝的一個重要熱點。
<BR><BR> 另一種封裝形式是貝爾實驗室大約在1962年提出，由IBM付諸實現的帶式載體封裝（TCP）。它是以柔性帶取代剛性板作載體的一種封裝。因其價格昂貴、加工費時，未被廣泛使用。
<BR><BR> 上述種類繁多的封裝，其實都源自20世紀60年代就誕生的封裝設想。推動其發展的因素一直是功率、重量、引腳數、尺寸、密度、電特性、可靠性、熱耗散，價格等。
<BR><BR> 盡管已有這么多封裝可供選擇，但新的封裝還會不斷出現。另一方面，有不少封裝設計師及工程師正在努力以去掉封裝。當然，這絕非易事，封裝將至少還得陪伴我們20年，直到真正實現芯片只在一個互連層上集成。
<BR><BR> 可以這樣粗略地歸納封裝的發展進程：結構方面TO→DIP→LCC→QFP→BGA→CSP；材料方面是金屬→陶瓷→塑料；引腳形狀是長引線直插→短引線或無引線貼裝→球狀凸點；裝配方式是通孔封裝→表面安裝→直接安裝。</FONT>
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作者：王亞力 編輯：</P></SPAN></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR>
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