摘 要：微電子技術的飛速發展推動了新型芯片封裝技術的研究和開發。本文主要介紹了幾種新型芯片封裝技術的特點，并對未來的發展趨勢及方向進行了初步分析。

　　關鍵詞：芯片；封裝；BGA；CSP；COB；FlipChip；MCM

　　1 細間距領域當前的技術水平

　　為了滿足高密度組裝的需求，80年代中后期以來，IC封裝就向著高度集成化、高性能化、多引線和細間距化方向發展，導致多引線窄間距QFP的發展，0．5mm的間距通常被認為是“引腳式”IC的最高水平。引腳間距0．5mm、尺寸為31mm×31mm的QFP208已成為眾所周知的元件封裝形式。間距相同，尺寸為42mmX42mm的高引腳數的QFP304雖也有相當的知名度，但前景不容樂觀。引腳共面性，加上溫度下降到低于焊料凝固點時PCB的翹曲，都會造成斷連故障率的上升。封裝尺寸越大，對SMD貼片機的旋轉精度的要求也越高。目前QFP的引腳間距已發展到了0.3mm，由于引腳間距不斷縮小，I／O數不斷增加，封裝體積也不斷加大，給電路組裝生產帶來了許多困難，導致成品率下降和組裝成本的提高。另方面由于受器件引腳框架加工精度等制造技術的限制，0．3mm已是QFP引腳間距的極限，這都限制了組裝密度的提高。為了解決QFP所面臨的困難，各種新型封裝紛紛出現。

　　2 新型芯片封裝技術介紹

　　2．1 BGA技術

　　毫無疑問，在SMT的發展歷史上，還沒有任何新的封裝形式能象BGA這樣引人注目的。它的研究始于60年代，而它的實用化是在1989年以后。自從Motorola和Citizen Watch公司開發了塑料封裝后，才促進了BGA的發展和應用，并于1991年開始了塑料BGA(PBGA)，用于無線電收發報機、微機、ROM和SRAM中，1993年PBGA投放市場，開始進入實用階段,1995年開始廣泛采用。現在不僅在美國，而且在歐洲、日本和亞洲等地區和國家出現了許多PBGA的封裝組裝廠，批量生產PBGA，主要在便攜通信產品、遠程通信設備、計算機系統和工作站中廣泛采用。

　　▲ BGA的主要優點

　　①I／O引腳以錫球狀按陣列形式分布在封裝下面。引腳數與整體尺寸的比例得以優化，間距也比QFP的大，這樣，尺寸為31mm×31mm的BGA，焊
點間距為1．5mm時有400只引腳，焊點間距為lmm時有900只引腳。而同樣31mm×31mm、間距為0．5mm的QFP208僅有208只引腳。

　　②不必處理金絲細間距引腳。任何彎曲(歪斜)的引腳都不再存在。這基本上解決了共面性的問題，不過，在某些情況下，由于塑料BGA發生下翹(因冷卻后模塊的收縮所致)，此問題尚未根除。

　　③BGA的堅固性可大大降低焊接故障率。根據制造商的不同，BGA的焊接故障率最多可以比QFP低10倍。

　　④很強的自調節效應。因焊接的表面張力獲得很強的自調節效應。自調節效應及較大的球腳和PCB焊盤，降低了精度要求。

　　⑤因為減少了分布電感和電容，故獲得更好的高頻高速電氣性能。

　　▲BGA也存在缺點

　　①能用X光或超聲原理進行檢查。

　　②要獲得滿意的內側加熱，需要延長再流焊時間或升高再流焊溫度。

　　③BGA的最大難題之一是熱循環的穩定性。

　　④塑料BGA(PBGA)較容易發生吸濕效應，有關在打開“干包裝”之后的允許存放時間以及濕度和溫度要求，必須遵守相關的制造商專用條款，
PBGA在正常大氣條件下存放太久后，最好要烘干(低溫干燥處理)。

　　⑤具有高焊球腳數的BGA或許對PCB有更高的要求，因而會增加PCB的成本。

　　⑥難于返工(修補)，尤其在拆卸后再使用以熱風清理BGA比較困難。

　　在BGA的諸多優點中，最主要的是它采用了面陣列端子封裝，使它與QFP相比，在相同端子情況下，增加了端子間距(1.00、1.27和1.5mm)，大大改善了組裝性能，才使它得以發展和推廣應用。但是，PBGA一直存在著一些問題，如塑料封裝易吸濕，基板易翹曲；所有類型的BGA焊后檢測和返修困難；從而使它在苛刻環境中使用存在可靠性問題。這些問題現在已經得到一定程度的解決，比如，CBGA(陶瓷BGA)解決了吸濕問題；TBGA(載帶BGA)不但解決了吸濕問題，而且是成本更低的BGA封裝，也是高I／O端子數和高性能芯片的封裝。由于研究開發了多種類型的BGA，不斷克服了技術上存在的問題，使它在98年開始廣泛采用，在低于200I／O端子的應用中QFP處于支配地位，而在200I／O端子以上的封裝將采用多種類型的BGA，至21世紀初BGA的年度增長率將超過25％，這樣，21世紀BGA將成為電路組件的主流基礎結構。

　　2．2 CSP技術

　　BGA的興起和發展盡管解決了QFP面臨的困難，但它仍然不能滿足電子產品向更加小型、更多功能、更高可靠性對電路組件的要求，也不能滿足
硅集成技術發展對進一步提高封裝效率和進一步接近芯片本征傳輸速率的要求，所以80年代末和90年代初以來，國外就開始開發一種接近芯片尺寸的超小型封裝，叫芯片尺寸封裝，也就是CSP。

　　CSP的含義