IC芯片的封装/集成电路封装的原因、种类、作用和应用领域

时间:2023-07-11 17:55:45 点击:

我们知道,集成电路是指采用一定的工艺,把一个电路中所需的三极管、二极管、电阻、电容、电感等元器件及导线互连在一起,制作在一小块或几小块陶瓷、玻璃或半导体晶片上,然后封装在一起,成为一个能够实现一定电路功能的微型电子器件或部件,那么封装,是集成电路关键的一环。下面介绍集成电路封装相关内容。



一、为什么要封装?

方便与其他的元器件连接,封装的意义重大,一颗芯片相当小且薄,如果不在外施加保护,会被轻易的刮伤损坏。此外,因为芯片的尺寸微小,如果不用一个较大尺寸的外壳,将不易以人工安置在电路板上。封装有着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此封装对集成电路起着重要的作用。



二、集成电路的种类

集成电路按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类,主要简述模拟集成电路、数字集成电路。

模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),其输入信号和输出信号成比例关系。主要有集成稳压器、运算放大器、功率放大器及专用集成电路等。

数字集成电路是开关器件,以规定的电平响应导通和截止,用来产生、放大和处理各种数字信号。数字集成电路具有体积小功耗低可靠性高成本低且使用方便等优点,在自动控制测量仪器通信和电子计算机等领域里得到了广泛的应用。按结构不同可分为单极型和双极型电路,单极型电路有JFET、NMOS、PMOS、CMOS 四种,双极型电路有DTL、TTL、ECL、HTL等,其中最常用的主要有TTL和CMOS两大系列。



三、集成电路封装作

1.连接性:连接的作用是将芯片的电极和外界的电路连通。引脚用于和外界电路连通,金线则将引脚和芯片的电路连接起来。载片台用于承载芯片,环氧树脂粘合剂用于将芯片粘贴在载片台上,引脚用于支撑整个器件,而塑封体则起到固定及保护作用。

2.支撑性:支撑有两个作用,一是支撑芯片,将芯片固定好便于电路的连接,二是封装完成以后,形成一定的外形以支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。

3.保护性:半导体芯片的生产车间都有非常严格的生产条件控制,恒定的温度(230±3℃)、恒定的湿度(50±10%)、严格的空气尘埃颗粒度控制(一般介于1K到10K)及严格的静电保护措施,裸露的芯片只有在这种严格的环境控制下才不会失效。但是,我们所生活的周围环境完全不可能具备这种条件,低温可能会有-40℃、高温可能会有60℃、湿度可能达到100%,如果是汽车产品,其工作温度可能高达120℃以上,为了要保护芯片,所以我们需要封装。

4.稳定性:任何封装都需要形成一定的稳定性,这是整个封装工艺中最重要的衡量指标。原始的芯片离开特定的生存环境后就会损毁,需要封装。芯片的工作寿命,主要决于对封装材料和封装工艺的选择。



四、集成电路的应用领

混合集成电路的应用以模拟电路、微波电路为主,也用于电压较高、电流较大的专用电路中。例如电台、电子计算机、测试测量、航空、微波无线电等。

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