IC封装全解
一、IC封装历程
IC封装历史始于20世纪60年代中期，仙童公司开发出塑料双列直插式封装(PDIP)，有8条引线。随着硅技术的发展，芯片尺寸愈来愈大，相应地封壳也要变大。到60年代末，四边有引线较大的封装出现了。那时人们还不太注意压缩器件的外形尺寸，故而大一点的封壳也可以接受。但大封壳占用PCB面积多，于是开发出引线陶瓷芯片载体(LCCC)。1976年~1977年问，它的变体即塑料有引线载体(PLCC)面世，且生存了约10年，其引脚数有16个～132个。
20世纪80年代中期开发出的四方型扁平封装(QFP)接替了PLCC。当时有凸缘QFP(BQFP)和公制MQFP(MQFP)两种。但很快MQFP以其明显的优点取代了BQFP。其后相继出现了多种改进型，如薄型QFP(TQFP)、细引脚间距QFP(VQFP)、缩小型QFP(SQFP)、塑料QFP(PQFP)、金属QFP(MetalQFP)、载带QFP(TapeQFP)等。这些QFP均适合表面贴装。但这种结构仍占用太多的PCB面积，不适应进一步小型化的要求。因此，人们开始注意缩小芯片尺寸，相应的封装也要尽量小。实际上，1968年～1969年，菲利浦公司就开发出小外形封装(SOP)。以后逐渐派生出J型引脚小外型封装(SOJ)、薄小外形封装(TSOP)、甚小外形封装(VSOP)、缩小型SOP(SSOP)、薄的缩小型SOP(TSSOP)及小外形晶体管(SOT)、小外型集成电路(SOIC)等。这样，IC的塑封壳有两大类：方型扁平型和小型外壳型。前者适用于多引脚电路，后者适用于少引脚电路。
随着半导体工业的飞速发展，芯片的功能愈来愈强，需要的外引脚数也不断增加，再停留在周边引线的老模式上，即使把引线问距再缩小，其局限性也日渐突出，于是有了面阵列的新概念，诞生了阵列式封装。
阵列式封装最早是针栅阵列(PGA)，引脚为针式。将引脚形状变通为球形凸点，即有球栅阵列(BGA)；球改为柱式就是柱栅阵列(CGA)。后来更有载带BGA(TBGA)、金属封装BGA(MBGA)、陶瓷BGA(CBGA)、倒装焊BGA(FCBGA)、塑料BGA(PBGA)、增强型塑封BGA(EPBGA)、芯片尺寸BGA(D2BGA)、小型BOA(MiniBGA)、微小型BGA(MicroBGA)及可控塌陷BGA(C2BGA)等。BGA成为当今最活跃的封装形式。
历史上，人们也曾试图不给IC任何封装。最早的有IBM公司在20世纪60年代开发的C4(可控塌陷芯片连接)技术。以后有板上芯片(COB)、柔性板上芯片(COF)及芯片上引线(LOC)等。但裸芯片面临一个确认优质芯片(KGD)的问题。因此，提出了既给IC加上封装又不增加多少“面积”的设想，1992年日本富士通首先提出了芯片尺寸封装(CSP)概念。很快引起国际上的关注，它必将成为IC封装的一个重要热点。
另一种封装形式是贝尔实验室大约在1962年提出，由IBM付诸实现的带式载体封装(TCP)。它是以柔性带取代刚性板作载体的一种封装。因其价格昂贵、加工费时，未被广泛使用。
上述种类繁多的封装，其实都源自20世纪60年代就诞生的封装设想。推动其发展的因素一直是功率、重量、引脚数、尺寸、密度、电特性、可靠性、热耗散，价格等。
尽管已有这么多封装可供选择，但新的封装还会不断出现。另一方面，有不少封装设计师及工程师正在努力以去掉封装。当然，这绝非易事，封装将至少还得陪伴我们20年，直到真正实现芯片只在一个互连层上集成。
可以这样粗略地归纳封装的发展进程：结构方面TO—DIP—LCC—QFP—BGA—CSP；材料方面是金属一陶瓷一塑料；引脚形状是长引线直插一短引线或无引线贴装一球状凸点；装配方式是通孔封装一表面安装一直接安装。
二、IC封装大全
1、BGA(ballgridarray)
球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚可超过200，是多引脚LSI用的一种封装。
封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如，引脚中心距为1.5mm的360引脚BGA仅为31mm见方；而引脚中心距为0.5mm的304引脚QFP为40mm见方。而且BGA不用担心QFP那样的引脚变形问题。
该封装是美国Motorola公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在美国有可能在个人计算机中普及。最初，BGA的引脚(凸点)中心距为1.5mm，引脚数为225。现在也有一些LSI厂家正在开发500引脚的BGA。BGA的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为，由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。
美国Motorola公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC，而把灌封方法密封的封装称为GPAC(见OMPAC和GPAC)。
2、BQFP(quadflatpackagewithbumper)
带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP封装之一，在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫)以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC等电路中采用此封装。引脚中心距0.635mm，引脚数从84到196左右(见QFP)。
3、碰焊PGA(buttjointpingridarray)
表面贴装型PGA的别称(见表面贴装型PGA)。
4、C－(ceramic)
表示陶瓷封装的记号。例如，CDIP表示的是陶瓷DIP。是在实际中经常使用的记号。
5、Cerdip
用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装，用于ECLRAM，DSP(数字信号处理器)等电路。带有玻璃窗口的Cerdip用于紫外线擦除型EPROM以及内部带有EPROM的微机电路等。引脚中心距2.54mm，引脚数从8到42。在日本，此封装表示为DIP－G(G即玻璃密封的意思)。
6、Cerquad
表面贴装型封装之一，即用下密封的陶瓷QFP，用于封装DSP等的逻辑LSI电路。带有窗口的Cerquad用于封装EPROM电路。散热性比塑料QFP好，在自然空冷条件下可容许1.5～2W的功率。但封装成本比塑料QFP高3～5倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm等多种规格。引脚数从32到368。
7、CLCC(ceramicleadedchipcarrier)
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。
带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM以及带有EPROM的微机电路等。此封装也称为QFJ、QFJ－G(见QFJ)。
8、COB(chiponboard)
板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用树脂覆盖以确保可靠性。虽然COB是最简单的裸芯片贴装技术，但它的封装密度远不如TAB和倒片焊技术。
9、DFP(dualflatpackage)
双侧引脚扁平封装。是SOP的别称(见SOP)。以前曾有此称法，现在已基本上不用。
10、DIC(dualin-lineceramicpackage)
陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称(见DIP).
11、DIL(dualin-line)
DIP的别称(见DIP)。欧洲半导体厂家多用此名称。
12、DIP(dualin-linepackage)
双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC，存贮器LSI，微机电路等。引脚中心距2.54mm，引脚数从6到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm和10.16mm的封装分别称为skinnyDIP和slimDIP(窄体型DIP)。但多数情况下并不加区分，只简单地统称为DIP。另外，用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP也称为cerdip(见cerdip)。
13、DSO(dualsmallout-lint)
双侧引脚小外形封装。SOP的别称(见SOP)。部分半导体厂家采用此名称。
14、DICP(dualtapecarrierpackage)
双侧引脚带载封装。TCP(带载封装)之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。由于利用的是TAB(自动带载焊接)技术，封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动LSI，但多数为定制品。另外，0.5mm厚的存储器LSI簿形封装正处于开发阶段。在日本，按照EIAJ(日本电子机械工业)会标准规定，将DICP命名为DTP。
15、DIP(dualtapecarrierpackage)
同上。日本电子机械工业会标准对DTCP的命名(见DTCP)。
16、FP(flatpackage)
扁平封装。表面贴装型封装之一。QFP或SOP(见QFP和SOP)的别称。部分半导体厂家采用此名称。
17、flip-chip
倒焊芯片。裸芯片封装技术之一，在LSI芯片的电极区制作好金属凸点，然后把金属凸点与印刷基板上的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有封装技术中体积最小、最薄的一种。但如果基板的热膨胀系数与LSI芯片不同，就会在接合处产生反应，从而影响连接的可靠性。因此必须用树脂来加固LSI芯片，并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。
18、FQFP(finepitchquadflatpackage)
小引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm的QFP(见QFP)。部分导导体厂家采用此名称。
19、CPAC(globetoppadarraycarrier)
美国Motorola公司对BGA的别称(见BGA)。
20、CQFP(quadfiatpackagewithguardring)
带保护环的四侧引脚扁平封装。塑料QFP之一，引脚用树脂保护环掩蔽，以防止弯曲变形。
在把LSI组装在印刷基板上之前，从保护环处切断引脚并使其成为海鸥翼状(L形状)。这种封装在美国Motorola公司已批量生产。引脚中心距0.5mm，引脚数最多为208左右。
21、H-(withheatsink)
表示带散热器的标记。例如，HSOP表示带散热器的SOP。
22、pingridarray(surfacemounttype)
表面贴装型PGA。通常PGA为插装型封装，引脚长约3.4mm。表面贴装型PGA在封装的底面有陈列状的引脚，其长度从1.5mm到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法，因而也称为碰焊PGA。因为引脚中心距只有1.27mm，比插装型PGA小一半，所以封装本体可制作得不怎么大，而引脚数比插装型多(250～528)，是大规模逻辑LSI用的封装。封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。
23、JLCC(J-leadedchipcarrier)
J形引脚芯片载体。指带窗口CLCC和带窗口的陶瓷QFJ的别称(见CLCC和QFJ)。部分半导体厂家采用的名称。
24、LCC(Leadlesschipcarrier)
无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是高速和高频IC用封装，也称为陶瓷QFN或QFN－C(见QFN)。
25、LGA(landgridarray)
触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现已实用的有227触点(1.27mm中心距)和447触点(2.54mm中心距)的陶瓷LGA，应用于高速逻辑LSI电路。LGA与QFP相比，能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外，由于引线的阻抗小，对于高速LSI是很适用的。但由于插座制作复杂，成本高，现在基本上不怎么使用。预计今后对其需求会有所增加。
26、LOC(leadonchip)
芯片上引线封装。LSI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1mm左右宽度。
27、LQFP(lowprofilequadflatpackage)
薄型QFP。指封装本体厚度为1.4mm的QFP，是日本电子机械工业会根据制定的新QFP外形规格所用的名称。
28、L－QUAD
陶瓷QFP之一。封装基板用氮化铝，基导热率比氧化铝高7～8倍，具有较好的散热性。封装的框架用氧化铝，芯片用灌封法密封，从而抑制了成本。是为逻辑LSI开发的一种封装，在自然空冷条件下可容许W3的功率。现已开发出了208引脚(0.5mm中心距)和160引脚(0.65mm中心距)的LSI逻辑用封装，并于1993年10月开始投入批量生产。
29、MCM(multi-chipmodule)
多芯片组件。将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。根据基板材料可分为MCM－L，MCM－C和MCM－D三大类。
MCM－L是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。布线密度不怎么高，成本较低。
MCM－C是用厚膜技术形成多层布线，以陶瓷(氧化铝或玻璃陶瓷)作为基板的组件，与使用多层陶瓷基板的厚膜混合IC类似。两者无明显差别。布线密度高于MCM－L。
MCM－D是用薄膜技术形成多层布线，以陶瓷(氧化铝或氮化铝)或Si、Al作为基板的组件。布线密谋在三种组件中是最高的，但成本也高。