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半导体封装基础知识讲解半导体封装基础知识讲解半导体封装半导体封装定义：定义：1.1.半导体（半导体（semiconductorsemiconductor），指常温下导电性能介于导体），指常温下导电性能介于导体(conductor)(conductor)与绝缘体与绝缘体 (insulator)(insulator)之间的材料。之间的材料。2.2.元件封装（元件封装（FootprintFootprint）或称为元件外形名称，其功能是提供电路）或称为元件外形名称，其功能是提供电路板设计用，换言之，板设计用，换言之，元件封装就是电路板的元件。元件封装就是电路板的元件。半导体封装半导体封装分类：分类：1 1、从外观方面分为、从外观方面分为DODO封装、封装、TOTO封装、封装、DIPDIP双列直插和双列直插和SMDSMD贴片封装四种。贴片封装四种。2 2、从结构方面，封装经历了最早期的晶体管、从结构方面，封装经历了最早期的晶体管TOTO（如（如TO-89TO-89、TO-92TO-92）封装发）封装发 展到了双列直插封装，随后由展到了双列直插封装，随后由PHILIPPHILIP公司开发出了公司开发出了SOPSOP小外型封装，以后小外型封装，以后 逐渐派生出逐渐派生出SOJSOJ（J J型引脚小外形封装）、型引脚小外形封装）、TSOPTSOP（薄小外形封装）、（薄小外形封装）、VSOPVSOP （甚小外形封装）、（甚小外形封装）、SSOPSSOP（缩小型（缩小型SOPSOP）、）、TSSOPTSSOP（薄的缩小型（薄的缩小型SOPSOP）及）及SOTSOT （小外形晶体管）、（小外形晶体管）、SOICSOIC（小外形集成电路）等。（小外形集成电路）等。3 3、从材料介质方面，包括金属、陶瓷、塑料等，很多高强度工作条件、从材料介质方面，包括金属、陶瓷、塑料等，很多高强度工作条件 需求的电路如军工和宇航级别仍有大量的金属封装。需求的电路如军工和宇航级别仍有大量的金属封装。半导体封装半导体封装元件封装注意事项元件封装注意事项 1 1、芯片面积与封装面积之比为提高封装效率，尽量接近、芯片面积与封装面积之比为提高封装效率，尽量接近1 1：1 1；2 2、引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远，以保证互不、引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远，以保证互不 干扰，提高性能；干扰，提高性能；3 3、基于散热的要求，封装越薄越好。、基于散热的要求，封装越薄越好。半导体封装半导体封装半导体常见元器件半导体常见元器件 半导体元器件是用硅或锗等半导体材料制成的电子元器件。所有含半导体元器件是用硅或锗等半导体材料制成的电子元器件。所有含PNPN结的器件都可叫半导体器件，常用的有半导体器件有：二极管、三结的器件都可叫半导体器件，常用的有半导体器件有：二极管、三极管、场效应管、晶闸管（可控硅）、达林顿管、单结晶体管、极管、场效应管、晶闸管（可控硅）、达林顿管、单结晶体管、LEDLED以及含有半导体管的集成块、芯片等。以及含有半导体管的集成块、芯片等。二极管封装二极管封装 二极管封装二极管封装 二极管又称晶体二极管，简称二极管二极管又称晶体二极管，简称二极管(diode)(diode)，它是一种能够单，它是一种能够单 向传导电流的电子器件。向传导电流的电子器件。封装作用：不改变二极管特性，是为了生产出的封装作用：不改变二极管特性，是为了生产出的 元件能有统一的规格方便安装，同时也对内部元元件能有统一的规格方便安装，同时也对内部元 件起保护作用。件起保护作用。封装材料：玻璃封装，塑料封装，金属封装。封装材料：玻璃封装，塑料封装，金属封装。封装形式：封装形式：DO-15、DO-35、DO-41、DO-27、SOD-323、SOD-523、SOD-723、SOT-23、SOT-323、SOT-52、TO-220、TO-18等。二极管封装图示二极管封装图示玻璃封装玻璃封装二极管封装图示二极管封装图示塑料封装塑料封装二极管封装图示二极管封装图示金属封装金属封装三极管封装三极管封装 三极管封装三极管封装 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管。晶三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管。晶 体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是 把微弱信号放大成辐值较大的电信号，把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开也用作无触点开 关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大 作用，是电子电路的核心元件。作用，是电子电路的核心元件。封装作用：不改变三极管特性，是为了生产出的封装作用：不改变三极管特性，是为了生产出的 元件能有统一的规格方便安装，同时也对内部元元件能有统一的规格方便安装，同时也对内部元 件起保护作用。件起保护作用。封装材料：封装材料：金属封装、塑料封装、陶瓷封装、玻璃封装、金属封装、塑料封装、陶瓷封装、玻璃封装、等等。封装形式封装形式：TO-92、TO-220、TO-220F、TO-262、TO-263、TO-263-5、TO-263-5、TO-18、TO-3、TO-126、TO-251、TO-252、SOT-23、SOT-89、SOT-223、SOT-323、SOT-363、SOT-563等。三极管封装图示三极管封装图示金属封装金属封装三极管封装图示三极管封装图示塑料封装塑料封装三极管封装图示三极管封装图示陶瓷封装陶瓷封装三极管封装图示三极管封装图示玻璃封装玻璃封装集成电路封装集成电路封装集成电路封装集成电路封装 集成电路（集成电路（integrated circuitintegrated circuit）是一种微型电子器件或部件。）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和和高可靠性方面迈进电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母了一大步。它在电路中用字母“IC”IC”表示。表示。封装作用：封装作用：ICIC封装，就是指把硅片上的电路管脚，用导线接引到外部接封装，就是指把硅片上的电路管脚，用导线接引到外部接头处，以便与其它器件连接。封装形式是指安装半导体集成电路头处，以便与其它器件连接。封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。气性能下降。集成电路封装分类集成电路封装分类、封装材料、封装材料:玻璃玻璃-金属封接、陶瓷金属封接、陶瓷-金属封装、低熔玻璃金属封装、低熔玻璃-陶瓷封接、塑料陶瓷封接、塑料 封装封装.、封装形式：、封装形式：双列直插型双列直插型:DIP;:DIP;单列直插型单列直插型:SIP;:SIP;贴片型贴片型BGA:BGA、PLCCPLCC、SOPSOP、QFPQFP、BQFPBQFP、CLCC CLCC、SOJSOJ、QFN QFN、HSOPHSOP、LOCLOC等；等；集成电路封装形式的定义及封装图示集成电路封装形式的定义及封装图示、DIP(dual tape carrier package):DIP(dual tape carrier package):也叫双列直插式封装，是一种最简单也叫双列直插式封装，是一种最简单的封装方式的封装方式.指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过规模集成电路均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100100，引脚中，引脚中心距心距2.54mm2.54mm。、SIP(single in-line package)SIP(single in-line package)：单列直插式封装。引脚从封装一侧面引：单列直插式封装。引脚从封装一侧面引出，排列成一条直线。当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。引脚中心出，排列成一条直线。当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。引脚中心距通常为距通常为2.54mm2.54mm，引脚数从，引脚数从2 2 至至2323，多数为定制产品。封装的形状各异。，多数为定制产品。封装的形状各异。也有的把形状与也有的把形状与ZIP ZIP 相同的封装称为相同的封装称为SIPSIP。集成电路封装形式的定义及封装图示集成电路封装形式的定义及封装图示、BGA(Ball Grid Array):BGA(Ball Grid Array):球型触电陈列，表面贴装型封装。在印球型触电陈列，表面贴装型封装。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球型凸点用以代替引脚，再印刷刷基板的背面按陈列方式制作出球型凸点用以代替引脚，再印刷基板的正面装配基板的正面装配LSILSI芯片，用后模压树脂或灌封方法进行密封芯片，用后模压树脂或灌封方法进行密封(也也称为凸点陈列载体，称为凸点陈列载体，PGA)PGA)，引脚可以超过，引脚可以超过200200，是多引脚，是多引脚LSILSI的一的一种封装。种封装。、PLCC(plastic leaded chip carrier):PLCC(plastic leaded chip carrier):带引脚的塑料芯片载体，带引脚的塑料芯片载体，表面贴装型封装之一表面贴装型封装之一,外形呈正方形外形呈正方形,引脚从封装的四个侧面引出引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形呈丁字形,是塑料制品是塑料制品,外形尺寸比外形尺寸比DIPDIP封装小得多封装小得多.集成电路封装形式的定义及封装图示集成电路封装形式的定义及封装图示、SOJ(SmallSOJ(SmallOut-LineOut-LineJ-LeadedJ-LeadedPackage)Package)：J J形引脚小外型封装，形引脚小外型封装，表贴装型封装之一。引脚从封装两侧引出向下呈表贴装型封装之一。引脚从封装两侧引出向下呈J J字形，故此得字形，故此得名。名。通常为塑料制品，多数用于通常为塑料制品，多数用于DRAMDRAM和和SRAMSRAM等存储器等存储器LSILSI电路，电路，但绝大部分是但绝大部分是DRAMDRAM。用。用SOJ SOJ 封装的封装的DRAMDRAM器件很多都装配在器件很多都装配在SIMMSIMM上。引脚中心距上。引脚中心距1.27mm1.27mm，引脚数从，引脚数从2020至至4040。、QFP(Quad Flat Package):QFP(Quad Flat Package):四侧引脚扁平封装，是表面贴装型封装四侧引脚扁平封装，是表面贴装型封装之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)(L)型。基材有陶瓷、金属型。基材有陶瓷、金属和塑料三种。和塑料三种。集成电路封装形式的定义及封装图示集成电路封装形式的定义及封装图示、BQFP(quad flat package with bumper):BQFP(quad flat package with bumper):带缓冲垫的四侧引扁平带缓冲垫的四侧引扁平封装。封装。QFPQFP封装之一，在封装本体的四个角设置突起封装之一，在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫缓冲垫)以以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。引脚中心距防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。引脚中心距0.635mm0.635mm，引，引脚数从脚数从8484到到196196左右。左右。、CLCC(ceramic leaded chip carrier)CLCC(ceramic leaded chip carrier)：带引脚的陶瓷芯片载体，：带引脚的陶瓷芯片载体，表面贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形表面贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形,也称为也称为QFJQFJ。集成电路封装形式的定义及封装图示集成电路封装形式的定义及封装图示、H-(withH-(withheatheatsink)sink)：表示带散热器的标记。例如，：表示带散热器的标记。例如，HSOPHSOP表示带表示带散热器的散热器的SOPSOP。、LOC(lead on chip)LOC(lead on chip)：芯片上引线封装。：芯片上引线封装。LSI LSI 封装技术之一，引线封装技术之一，引线框架的前端处于芯片上方的一种结构，芯片的中心附近制作有凸框架的前端处于芯片上方的一种结构，芯片的中心附近制作有凸焊点，用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片焊点，用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面附近的结构相比，在相同大小的封装中容纳的芯片达侧面附近的结构相比，在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm 1mm 左左右宽度。右宽度。集成电路封装形式的定义及相关图片集成电路封装形式的定义及相关图片、QFN(quadQFN(quadflatflatnon-leadednon-leadedpackagepackage）：四侧无引脚扁平封装，现在）：四侧无引脚扁平封装，现在多称为多称为LCCLCC。封装四侧配置有电极触点，由于无引脚，贴装占有面。封装四侧配置有电极触点，由于无引脚，贴装占有面积比积比QFPQFP小，高度比小，高度比QFPQFP低。但是，当印刷基板与封装之间产生应力低。但是，当印刷基板与封装之间产生应力时，在电极接触处就不能得到缓解。因此电极触点时，在电极接触处就不能得到缓解。因此电极触点 难于作到难于作到QFPQFP的的引脚那样多，一般从引脚那样多，一般从1414到到100100左右。材料有陶瓷和塑料两种。当有左右。材料有陶瓷和塑料两种。当有LCCLCC标记时基本上都是陶瓷标记时基本上都是陶瓷QFN QFN。、SOP(Small Out-Line PackageSOP(Small Out-Line Package小外形封装）是一种很常见的元器件小外形封装）是一种很常见的元器件形式。表面贴装型封装之一，引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状形式。表面贴装型封装之一，引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状(L(L 字形字形)。材料有塑料和陶瓷两种。材料有塑料和陶瓷两种。半导体封装类型汇总（封装图示）半导体封装类型汇总（封装图示）半导体封装类型汇总（封装图示）半导体封装类型汇总（封装图示）半导体封装类型汇总（封装图示）半导体封装类型汇总（封装图示）谢谢！谢谢！