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Substrat De Boîtier IC
Historique du développement de la technologie d'emballage des circuits intégrés
Substrat De Boîtier IC
Historique du développement de la technologie d'emballage des circuits intégrés

Historique du développement de la technologie d'emballage des circuits intégrés

2021-08-22
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Author:Belle

(((((((((1))))))))). Introduction Paquet IC
La puce IC doit être encapsulée, Parce que la puce doit être isolée de l'extérieur pour empêcher la poussière et les impuretés dans l'air de corroder le circuit de la puce, ce qui entraîne une dégradation des performances électriques et même une défaillance de la fonction électrique. Un paquet peut également être défini comme un boîtier pour l'installation d'une puce de circuit intégré à semi - conducteurs.. Il ne se contente pas de mettre, Réparation, Sceller, Protéger la puce pour améliorer la conductivité thermique,"C'est aussi un pont entre le monde intérieur de la puce et les circuits extérieurs. Les points de connexion sur la puce sont reliés par des fils aux broches du boîtier du paquet, Ces broches sont reliées à d'autres appareils par des fils sur la carte de circuit imprimé. En outre, Taille standard, Forme, Nombre de broches, Espacement, Et la longueur du colis. Ce n'est pas seulement pratique Paquet IC Traitement, Convient également à l'intégration de circuits intégrés et de circuits imprimés, Et les lignes de production et l'équipement sont communs. C'est très pratique pour les utilisateurs d'emLa balle.ages, Fabricant de circuits imprimés, Et les fabricants de semi - conducteurs, Et facile à normaliser.
En général, Il a trois fonctions principales Paquet IC: 1. L'habeas corpus; ((((((((2)))))))). Connexions électriques; 3.......... Normalisation. Alors..., L'emballage doit avoir de bonnes propriétés mécaniques, Dissipation de chaleur et stabilité chimique; Bonnes performances électriques; Dimensions et formes standard. L'emballage des circuits intégrés est développé avec le développement des circuits intégrés. Avec le développement continu de l'industrie militaire et d'autres industries, Aerospace, Aviation, Et mécanique, L'ensemble de la machine évolue également vers la multifonctionnalité et la miniaturisation, Cela nécessite l'intégration des circuits intégrés. De plus en plus haut, Fonctions de plus en plus complexes, En conséquence, une densité croissante est nécessaire Paquet IC, Fréquence d'application de plus en plus élevée, De plus en plus résistant à la chaleur, De plus en plus d'indices, Plus le volume est grand, plus le poids est petit, Plus le poids est léger.

Paquet IC

2. Historique Paquet IC
2.1 From the 1960s to the 1970s: Dual in-line (DIP) packaging
With the emergence of IC, La production de l'ensemble de la machine est principalement basée sur des équipements discrets, Et complété par IC. En ce moment, Les besoins technologiques sont simplement à la recherche d'emplois plus stables. Parce que d'une part,, La fabrication de puces IC en est encore à ses débuts, Faible niveau d'intégration; D'un autre côté,, Du transistor électronique au Transistor, Le volume de la machine elle - même a été considérablement réduit, Par conséquent, il n'y a pas d'autres exigences Paquet IC. Alors..., À ce stade, the most easily realized package represented by dual in-line (DIP) is used, supplemented by single in-line (SIP) and pin grid array (PGA) packages, Il est satisfait. Carte de circuit (PCB) Prescriptions applicables aux assemblages soudés par ondes. En ce moment, Le pas de plomb est d'environ 2.54 mm.
2.2 In the 1980s: plastic package with leaded chip carrier (PLCC), quad flat package (Qfp) compact package
With the introduction of surface mount technology (SMT) in 1978, La taille de la machine entière est réduite, La surface de la carte de circuit est également réduite. La technologie SMT est conforme à cette tendance, Le soudage par Reflow a remplacé le soudage par ondes, Cela augmente encore la production de PCB, De nouvelles exigences ont également été imposées aux « trois représentants ». Paquet IC. Le développement de la technologie de fabrication de puces IC répond à ses exigences. Paquet IC has developed a plastic-encapsulated leaded chip carrier (PLCC) with a lead pitch of 1.27mm and a quad flat package (QFP) with a lead pitch of 0.8 - 1.0 mm. Emballage compact, supplemented by small dual in-line (S-DIP), Espacement des broches 1.778 mm, small package (SOP), Espacement des broches 1.778 mm, tape carrier automatic soldering package (TAP), Attendez.., Les formes d'emballage se diversifient. Cependant,, La réduction de la superficie n'a qu'un seul objectif, S'adapter à la tendance à la miniaturisation, Raffinement et automatisation de l'assemblage des produits électroniques.
2.3 Early and mid-1990s: narrow-pitch small-outline package (SSOP), narrow-pitch quad flat package (SQFP), ball Encapsulation du réseau de grille (BGA)
Avec le développement rapide de la technologie informatique, the computer industry represented by the personal computer (PC) has experienced rapid development from 386 to 486 to 586. Chaque génération, L'intégration des circuits intégrés et la rapidité de leur développement ont fait un pas en avant.. . D'une part,, Les ordinateurs sont étendus aux postes de travail haut de gamme et aux superordinateurs; D'un autre côté,, Microsoft, En particulier, Introduit un système d'exploitation Windows historique, Cela a transformé l'ordinateur d'un expert en un civil., De l'entreprise à la famille, Cela a entraîné de grands changements qualitatifs et quantitatifs dans l'industrie informatique.. En ce moment, Original PLCC, QFP, Les SOP ne peuvent plus répondre à leurs besoins en matière de développement. Dans le SMT PCB, Introduit un emballage plus petit et plus mince. The narrow-pitch small-outline package (SSOP) is used with a pin pitch. 0.65 mm, narrow-pitch four-side lead flat package (SQFP), L'espacement des broches est 0.65 mm comme emballage représentatif; En particulier, the package form of the ball grid array (BGA) with inner leads is proposed, Les BGA typiques sont disposés organiquement, le bas remplaçant le cadre de plomb dans l'emballage traditionnel, Cela augmente considérablement la broche de sortie IC, Facilite la mise en œuvre de la forme originale de 400 broches qfp de SMT dans BGA, Ainsi, la fonction de haute intégration de la puce IC peut être appliquée dans la pratique.
2.4 Mid to late 1990s
With the rise of the IT industry, Prospérité des communications sans fil, Et l'émergence du multimédia, Augmentation spectaculaire de la quantité d'informations dans le monde. L'échange et la transmission d'informations et de données ont atteint une grande capacité, Haute vitesse et numérisation, Promouvoir le développement d'équipements d'information électroniques à haute performance. Avec le développement rapide de l'intégration et de la haute fiabilité, l'industrie de l'information électronique se développe rapidement. La technologie clé pour soutenir son développement est la technologie d'assemblage de circuits intégrés, Il s'agit notamment: Paquet IC Et la technologie SMT PCB. Paquet IC Est une cellule d'un appareil d'information électronique. Ces dernières années, Entrer dans une période de développement rapide, De nouvelles formes d'emballage apparaissent et sont appliquées. Paquet IC Utilisé non seulement comme représentation fonctionnelle de la puce IC, Et peut protéger la puce; En même temps, Il répond également à une performance croissante, Fiabilité, Dissipation de chaleur, Distribution à un certain coût, including the following requirements: 1) Chip speed and The increase in processing power requires more pins, Fréquence d'horloge plus rapide et meilleure répartition de la puissance. 2) More functions, Nécessite une consommation d'énergie plus faible et une taille plus petite. 3) Make the assembled electronic products thinner, Plus léger et plus petit. 4) More in line with environmental protection requirements. 5) Cheaper in price.

3.Développement de l'emballage des circuits intégrés trends
3.1 Development of packaging materials
Packaging technology has a huge driving effect on the development of packaging materials. À l'envers., Le développement des matériaux d'emballage favorisera davantage le développement de la technologie d'emballage.. Les deux se promeuvent et se limitent mutuellement. Ces dernières années, Les matériaux d'emballage ont connu une croissance rapide. Année 2003, 7% des ventes mondiales totales de matériaux d'emballage.9 milliards de Dollars É. - U..S. Dollars É. - U., Dont 2 milliards de dollars.S. Dollars É. - U. for Hard Packed Substrate, 320 millions de dollars.S. dollars for ductile polyimide (PI) substrates and tape automated bonding (TAB) substrates, Et 2.62 milliards de dollars.S. Dollars pour le cadre leader. USD, 1.28 milliards de dollars pour l'achat de plomb métallique, 1.25 milliards de dollars en plastique moulé, Adhésif patch 240 m $, Et 90 millions de dollars en résine polyimide.
70 millions de dollars pour les matériaux d'emballage en époxy liquide, Moins de 40 millions de dollars de remplissage liquide, La petite boule d'étain vaut 60 millions de dollars.. Année 2008, 12 milliards de dollars de ventes mondiales de matériaux d'emballage.S. dollars, Taux de croissance annuel de 20%.
Situation actuelle et évolution de plusieurs grandes entreprises pétrochimiques en Chine Paquet IC Et Paquet IC, Et le plus important, Un par un.
3.1.1 Epoxy molding compound (EMC)
EMC takes the lead in Paquet IC Faible coût des matériaux, Procédé simple, adapté à la production de masse. Actuellement, 10% Paquet IC Utiliser EMC dans le monde entier. Avec le développement rapide de la technologie des circuits intégrés et des emballages, EMC a démontré de plus en plus ses fondements et son soutien.
Le développement technologique des matériaux d'emballage en plastique époxy présente les tendances suivantes: 1. Afin de répondre aux besoins de développement de circuits intégrés à très grande échelle à haute densité et à haute intégration/O, Il évolue vers des formes d'emballage adaptées à la haute densité et à la haute densité/O number (such as BGA). ) Direction development; 2. Pour répondre à la demande croissante d'appareils électroniques portables représentés par des téléphones mobiles, Ordinateur portable, Affichage plat, Attendez.., Adaptation à la miniaturisation, Mince., Asymétrique, and low-cost packaging (CSP/ QFN) direction development; 3. Afin de satisfaire aux exigences en matière de soudure sans plomb et de protection de l'environnement, Développement rapide de la haute résistance à la chaleur, Retardateur de flamme non bromé.
3.1.2 High-density multilayer packaging substrate
The high-density multilayer packaging substrate mainly serves as an electrical transition between the semiconductor chip and the conventional printed Carte de circuit (PCB), Protection simultanée, Soutien, Et la dissipation de chaleur de la puce. Les substrats d'emballage représentent une grande partie des coûts de fabrication des équipements d'emballage avancés basés sur BGA et CSP., Peut atteindre 40% - 50% et 70% - 80%, Séparément..
3.1.3 Liquid epoxy packaging material
Liquid epoxy packaging material is the representative packaging material of the third revolutionary change in microelectronic packaging technology. C'est l'un des principaux matériaux d'emballage requis par BGA et CSP, Le remplissage de fond en époxy liquide comprend principalement le FC - BGA/CSP ( Underfill) and liquid epoxy chip encapsulating material (Encapsulants) 2 categories.
3.1.4 Polymer photosensitive resin
Polymer photosensitive resin mainly includes three types: polyimide photosensitive resin (PSPI), BCB photoresin and Epoxy photoresin. They are mainly used in the ball making process and multilayer build-up (BUM) of BGA and CSP chip surface solder ball arrays. Package-based
The interlayer insulation of the epitaxial signal line is the key packaging material of BGA/CSP.
3.1.5 conducteur/Adhésif conducteur de chaleur
High-performance conductive/Comprend principalement des adhésifs conducteurs de chaleur, thermally conductive adhesives, Attendez.., Utilisé principalement pour coller une puce IC sur un cadre ou un substrat de plomb. Actuellement, the most common conductive adhesives and thermally conductive adhesives on the market are mainly epoxy resin or polyurethane
Ester, Silicone, Attendez.. C'est de la résine matricielle?, filled with flake conductive silver powder (or alumina, Nitrure de silicium, Attendez..), Puis le durcisseur, Accélérateur, Tensioactif, Agent de couplage, Attendez.. Est ajouté pour atteindre la performance globale souhaitée . En même temps, Afin de satisfaire aux exigences de haute résistance à la chaleur des produits électroniques, Le Polyimide peut également être utilisé comme résine matricielle. L'adhésif conducteur époxy peut être divisé en deux types: l'adhésif conducteur isotrope et l'adhésif conducteur anisotrope.. Selon la composition, L'adhésif conducteur époxy peut être divisé en deux types: un composant et deux composants.. Actuellement, Un seul composant est la forme principale.
3.2 Electrostatic treatment of packaging system
With the development of micron, Sous - micron, Technologie des circuits intégrés sous - microns et nanométriques profonds, L'isolation interne des circuits intégrés devient de plus en plus mince, Ses propriétés antistatiques sont de plus en plus faibles, and materials that generate and accumulate charge (such as plastics, Caoutchouc, Attendez..) The large-scale use of high-molecular organic matter) and the insufficient electrostatic protection during the use process have led to more and more serious damage from electrostatic discharge to integrated circuits. Alors..., Des mesures de protection électrostatique doivent être prises.. La protection électrostatique des circuits intégrés doit être prise en considération en combinaison avec la conception des puces et d'autres facteurs., Usinage des Wafers, Et emballage. La décharge électrostatique est étroitement liée à la performance des circuits intégrés, Production et fiabilité. La conception de la structure du circuit de protection ESD de la pince de puissance est généralement adoptée dans cette puce, Structure du circuit de protection ESD du bus d'alimentation électrique et dérivation du courant, Attendez.., Utilisation de demi - Grilles flottantes, Ballast, Amélioration du couplage substrat des circuits et autres techniques, Pour effectuer le circuit pendant la décharge électrostatique. Protection efficace. Mesures de protection électrostatique pour le traitement et le traitement des plaquettes de silicium Paquet IC Les lignes de production sont similaires. La décharge électrostatique peut endommager les circuits intégrés de manière destructive, Défaillances potentielles et lentes. Les circuits qui sont complètement brisés et endommagés par l'électricité statique pendant l'emballage peuvent être rejetés pendant la production ou les essais; Toutefois, il existe un risque potentiel de fiabilité s'ils ne sont pas complètement endommagés par le circuit ESD.. Même avec des instruments de précision, il est difficile de détecter les changements de performance. Cependant,, Utilisation des circuits, Les dommages cumulatifs causés par la décharge électrostatique s'aggravent et deviennent graves.
Cause une défaillance du circuit. Alors..., Une protection électrostatique efficace du système est importante pour assurer la qualité et la fiabilité des produits. Paquet IC Ligne.
3.3 The crater problem of the packaging system
The early failure of integrated circuits is the main factor affecting the internal quality of electronic products and complete machines. L'échec précoce peut prendre de nombreuses formes, Et la fosse à la surface de la puce est un facteur clé. C'est bien connu., Paquet IC Connectez la puce et le cadre de plomb au fil par soudage sous pression, Il est ensuite emballé dans un matériau d'emballage en plastique pour fournir une sortie et une protection aux puces IC., Éviter les dommages causés par des facteurs humains ou environnementaux, Pour assurer la stabilité des circuits intégrés, Travailler de façon fiable. Les piqûres sont un phénomène dans lequel la couche d'aluminium du coussin d'aluminium et le composé de silicium sous - jacent de la puce sont détruits pendant le processus d'emballage du circuit de collecte en raison de divers facteurs.. Avec le développement rapide de la technologie de conception de circuits intégrés, La miniaturisation et la multifonctionnalité de la puce conduisent à l'apparition du câblage multicouche dans la conception de la puce, Le nombre de produits avec des équipements et des circuits sous des coussins en aluminium augmente également. En même temps, La technologie du fil de cuivre et la technologie de plantation de billes d'acier sont apparues. Afin d'améliorer la fiabilité du produit, À mesure que les clients exigent de plus en plus des produits de haute qualité et peu coûteux, comme la technologie d'emballage, il devient de plus en plus important de prévenir les piqûres d'IC et les défaillances précoces..

Quatre.. Paquet IC outlook
From a technical perspective, Paquet IC Il est passé de DIP à wlpcsp et soc, Conversion fonctionnelle de la couche superficielle à la couche interne, De simple à complexe. La future technologie d'emballage sera combinée à la fabrication de puces SMT et IC, Il y aura deux extrêmes Paquet IC. 1. Pour les appareils électroniques complexes et multifonctionnels, L'emballage devient plus complexe en raison de la nécessité d'une intégration multifonctionnelle, La convergence technologique sera encore renforcée. 2. En raison de SOC, L'intégration du système simplifiera la présentation externe des appareils électroniques ayant des fonctions communes. Paquet IC Sera restauré dans une certaine mesure.
Du point de vue des besoins sociaux, Des radios simples aux ordinateurs personnels aux superordinateurs complexes d'aujourd'hui, L'industrie informatique est en plein essor, Les besoins sociaux seront également polarisés: 1. Utiliser des technologies de l'information publiques plus puissantes et plus sophistiquées pour transmettre l'électronique, Construire un pont pour la transmission rapide de l'information. 2. Produits de consommation électroniques personnels répondant à la demande finale du public, Comme un ordinateur personnel., Téléphone portable, Fournitures de bureau électroniques, Attendez.., Vers la miniaturisation et l'individualisation: les besoins de la société s'élargiront également vers la diversification et l'écologisation.
Selon les règles ci - dessus, Comme vous pouvez le voir, Paquet IC D'une part, elle s'étend à des niveaux plus élevés: haute densité, Haute vitesse, Haute fiabilité, La diversité et la protection de l'environnement sont sa tendance au développement et le courant dominant de l'avenir. D'un autre côté,, Certaines des formes d'emballage qui existaient déjà au cours du processus de développement subsisteront pendant un certain temps, car avec l'amélioration de l'intégration et de la fonctionnalité, Toute la machine d'origine peut devenir une puce, Comme les semi - conducteurs au début.. La radio est devenue une radio monolithique, Assez petit pour se fourrer dans l'oreille.