ASIC的封装分析和总结.docxVIP

ASIC 的封装 ASIC 是 Application Specific Integrated Circuit 的英文缩写，图 1 是 ASIC 芯片， 在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。 图 1 ASIC 芯片 图 1 ASIC 芯片 目前，在集成电路界ASIC 被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC 的特点是面向特定用户的需求，ASIC 在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、必威体育官网网址性增强、成本降低等优点。 ASIC 的封装包括塑料四边引脚扁平封装(PQFP)， 塑料球珊阵列封装(PBGA)，陶瓷柱珊阵列封装(CCGA)。 塑料四边引脚扁平封装(PQFP) PQFP(Plastic Quad Flat Package，塑料方块平面封装)一种芯片封装形式如图 2。PQFP 封装的芯片的四周均有引脚，其引脚总数一般都在 100 以上，而且引脚之间距离很小，管脚也很细，一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式。用这种形式封装的芯片必须采 用 SMT(Surface Mount Tectlfqology，表面组装技术)将芯片边上的引脚与主板焊接起来。采用 SMT 安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将 芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。PQFP 封装适用于 SMT 表面安装技术在PCB 上安装布线，适合高频使用，它具有操作方便、可靠性高、工艺成熟、价格低廉等优点。 图 2 塑料四边引脚扁平封装 但是，PQFP 封装的缺点也很明显，由于芯片边长有限，使得PQFP 封装方式的引脚数量无法增加，从而限制了图形加速芯片的发展。平行针脚也是阻碍PQFP 封装继续发展的绊脚石，由于平行针脚在传输高频信号时会产生一定的电容，进而产生高频的噪声信号，再加上长长的针脚很容易吸收这种干扰噪音，就如同收音机的天线一样，几百根“天线”之间互相干扰，使得 PQFP 封装的芯片很难工作在较高频率下。此外，PQFP 封装的芯片面积/封装面积比过小，也限制了PQFP 封装的发展 塑料球栅阵列封装(PBGA) PBGA 封装(Plastic Ball Grid Array Package如) 图 3，它采用BT 树脂／玻璃层压板作 为基板，以塑料环氧模塑混合物作为密封材料，焊球为共晶焊料 63Sn37Pb 或准共晶焊料62Sn36Pb2Ag 目前已有部分制造商使用无铅焊料 ，焊球和封装体的连接不需要另外使用焊料。有一些 PBGA 封装为腔体结构，分为腔体朝上和腔体朝下两种。这种带腔体的 PBGA 是为了增强其散热性能，称之为热增强型 BGA，简称 EBGA，有的也称之为 CPBGA 腔体塑料焊球阵列. 图 3 塑料球珊阵列封装 PBGA 封装的优点：1.与 PCB 板印刷线路板-通常为FR-4 板的热匹配性好。PBGA 结构中的 BT 树脂／玻璃层压板的热膨胀系数CTE 约为 14ppm／℃，PCB 板的约为 17ppm／cC，两种材料的CTE 比较接近，因而热匹配性好。2.在回流焊过程中可利用焊球的自对准作用，即熔融焊球的表面张力来达到焊球与焊盘的对准要求。3.成本低。4.电性能良好。 PBGA 封装的优点：对湿气敏感，不适用于有气密性要求和可靠性要求高的器件的封装。 陶瓷柱栅阵列封装(CCGA) CCGA 是 CBGA 的扩展，因此在制作工艺，性能上与CBGA 相似。不同的是以 90Pb／10Sn 焊料柱替代了CBGA 中的焊球，焊料柱的产生减小了组装过程PCB 与陶瓷载体热性能失配产生的应力，但是焊料柱在组装过程中易受到机械损坏。CCGA 的典型柱距为 1.27mm。 参考文献 1．PBGA 封装热可靠性分析，李长庚，林丹华，周孑民，中南大学物理学院，湖南长沙 410083；中南大学 能源学院，湖南 长沙 410083）。2．传统与封装技术的比较及其发展趋势，杨建生，电子与封装，2002年8月，第6期。 HIGH RELIABLE FC-PBGA，1-12,6-CHOME, HON-CHO, TANASHI-SHI, TOKYO 188, JAPAN. High Performance Flip Chip PBGA Development，Bill Stone, John M. Czarnowski, James R. Guajardo，Motorola, Semiconductor Products Sector，3501 Ed Bluestein Blvd., Austin, Texas, 78721. H