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电子封装概述世界上第一台电子数字积分计算机

(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator,ENIAC)

体积庞大、功耗极高的电子系统如今已经很难看到,取而代之的则是小型化、低功耗、高性能、低成本的便携设备。所有这一切都要归功于半导体集成工业和电子封装技术的迅猛发展。

电子封装可定义为:将集成电路设计和微电子制造的裸芯片组装为电子器件、电路模块和电子整机的制造过程,或将微元件再加工及组合构成满足工作环境的整机系统的制造技术。电子封装概述1.1封装层次和封装功能封装是芯片功率输入、输出同外界的连接途径,同时也是器件工作时产生的热量向外扩散的媒介。芯片封装可以保护器件不受或少受外界环境的影响，确保器件的可靠性,使之具有稳定的、正常的功能。没有封装,芯片就无法实现其应有的功能。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能一般来说,电子封装分为三个层次。一级封装也称芯片级封装，在半导体晶圆分割以后,将集成电路芯片封装起来,并将芯片焊区与封装的外引脚用键合连接起来,使之成为有实用功能的电子元器件或组件。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能二级封装也称板级封装，将一级微电子封装产品连同无源元件一起安装到印制板或其它基板上,成为部件或整机。采用的安装技术包括通孔安装技术和表面贴装技术。二级封装还包括双层、多层印制板,柔性电路板以及各种基板的材料、设计和制作技术。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能三级封装也称系统级封装，将二级封装的产品通过选层、互连插座或柔性电路板与母板连接起来，形成一个完整的整机系统。这一级封装包括连接器、叠层组装和柔性电路板等相关材料、设计与组装技术。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能上图为封装划分。一级封装利用引线键合将芯片在基板上固定,并进行隔离保护；二级封装为经一级封装后的各器件在基板上的固定和连接；三级封装为将电路板装入系统中组成电子整机系统。图1.6、图1.7所示分别为手机和笔记本电脑的封装过程。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能手机的封装过程

电子封装概述1.1封装层次和封装功能笔记本电脑的封装过程

电子封装概述1.1封装层次和封装功能封装内容电子封装的功能是对微电子器件(IC)进行保护,提供能源和进行散热冷却,并将微电子部分与外部环境进行电气和机械连接。无论是单个晶体管芯片,还是超大规模集成电路(GrandScaleIntegration,GSI),都必须进行封装。电子封装包括电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑和环境保护。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能(1)电源分配。电子封装首先要能接通电源,使芯片与电路流通电流。其次，电子封装的不同部位所需的电源有所不同,应将不同部位的电源分配恰当，以减少电源的不必要损耗。同时还需考虑接地线分配问题。(2)信号分配。为使电信号延迟尽可能减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片的互连路径及通过封装的输入/输出(Input/Output,I/O)引出的路径达到最短。对于高频信号还应考虑信号间的串扰以进行合理的信号分配布线。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能(3)散热通道。各种电子封装都要考虑器件、部件长期工作时如何将聚集的热量散出的问题，以达到在使用温度要求的范围内系统能正常工作。(4)机械支撑。电子封装可为芯片和其它部件提供牢固可靠的机械支撑，还能在各种恶劣环境和条件变化时与之相匹配。(5)电气环境保护。半导体芯片在没有封装之前，始终都处于周围环境的威胁之中。有的环境条件极为恶劣，更需将芯片严加保护。因此，电子封装提供对芯片的环境保护显得尤为重要。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能电子封装具有以下功能:(1)电气特征保持功能。在进行封装设计时必须考虑芯片的功能不受影响。(2)机械保护功能。通过封装技术保护芯片表面以及连线引线等，可使其免受外力损害及外部环境的影响。(3)应力缓和功能。随着设备应用环境的变化以及芯片集成密度的提高，利用封装技术释放应力,以防止芯片等发生损坏。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能封装发展芯片封装经过60多年的发展，芯片封装技术大致经历了四个阶段。第一阶段，以通孔器件和插件为主，芯片封装的形式主要配合手工锡焊装配，因此通常有长长的引脚。第二阶段，为配合SMT自动贴片的需要，出现了各种表面贴片焊接器件封装。这类封装通常在两翼或周边有扁平的引脚，可以被精确放置到涂了焊膏的电路板上，以配合回流焊连接。

电子封装概述1.1封装层次和封装功能第三阶段，芯片封装从周边“线”封装成功发展到“面”封装，球栅阵列封装是“面”封装的代表，I/O口分布于整个芯片封装体背面，保证了足够的焊点尺寸和节距，工艺难度显著降低，而可靠性却大大增加。第四阶段，随着电