参数化编程建立集成电路有限元几何模型库SOF封装类(2)

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随着电子设备及系统向轻、小、短、薄、多功能、低功耗、高可靠性等方向迅速发展，对于电子封装工程，为适应已经出现的高放热、超高速、窄节距、多端子等超小规模的集成电路要求，在确保了芯片高性能的同时，实现高密度的封装，更确保其可靠性，封装形态也正在向多样化方向发展。

封装研究在全球范围的发展是如此的迅猛，而它所面临的挑战与机遇也是自电子产品问世以来所从未有过的，它所涉及的问题之多之广也是其它许多领域中罕见的，它需要从无机物到聚合物、从大型生产设备到计算力学、从材料选择到工艺制作等等许许多多看似毫不相关的专家的协同努力才能完成。

2 电子封装概述

2.1 电子封装定义及作用

什么是电子封装？封装最初的定义就是：保护电路芯片避免受到周围环境的影响（包括物理、化学的影响）。所以，在最初的微电子封装中，是用金属罐来作为外壳，用与外界完全隔离的、气密的方法来保护脆弱的电子元件。但是，随着集成电路技术的迅速发展，尤其是芯片钝化层技术的不断改进，以及包装保护更加的完善，封装用以保护电路功能作用的重要性正在下降。另一方面，封装的功能也在慢慢异化——从传统的四个主要功能（电源系统、信号分布及传递、散热及机械保护）扩展成为了六个功能，即增加了DFX及系统测试两个新的功能，其中DFX是为“X”而设计，X包括：可制造性、可靠性、可维护性、成本，甚至六西格玛[22]。DFX有望在产品设计阶段实现工艺窗口的确定、可靠性评估和测试结构及参数的设计等功能，真正做到“第一次就能成功”，从而将计算机辅助工程（CAE）变为计算机主导工程（CE），以大大加快产品的上市速度。文献综述

1、电源系统

微电子封装首先能接通电源，保证芯片与电路畅通无阻。其次，微电子封装的不同部位所需的电源量可能会有所差异，要将不同部位的电源分配恰当，以减少不必要的损耗。

2、信号分布及传递

微电子封装要提供信号的输入和输出通路，并为使信号延迟尽可能地减小，在布线时尽可能使信号线与芯片的互连路径及通过封装的I/O引出的路径达到最短。对于高频信号，还应考虑信号间的串扰，以进行合理的信号分配布线和接地线分配。

3、散热通道

各种微电子封装都要考虑器件、部件长期工作时如何将聚集的热量散出的问题。不同的封装结构和材料具有不同的散热效果，对于功耗大的微电子封装结构，还应该考虑附加热沉或使用强制风冷、水冷方式，以保证系统在使用温度要求的范围内能正常工作。来.自/751·论|文-网·www.751com.cn/

4、机械保护

半导体芯片制造出来之后，在没有对其进行封装之前，将始终处于周围环境的威胁之中，若不及时进行有效的电子封装则有可能受环境影响而失效。而且在使用中，有的环境条件是极为恶劣，必须将芯片严加密封保护。所以，微电子封装便是为芯片和其他部件提供牢固可靠的机械支撑和机械保护的作用，使其能够适应各种工作环境和条件的变化。[16]

2.2 电子封装的种类

电子封装的类型也很复杂。从使用的包装材料来分，我们可以将封装划分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装；从成型工艺来分，我们又可以将封装划分为预成型封装和后成型封装；至于从封装外型来讲，则有SIP (single in-line package) 、DIP(dual in-line package)、 PLCC(plastic-leaded chip carrier) 、 PQFP (plastic quad flat pack)、SOP (small-outline package) 、TSOP (thin small-outline package) 、PPGA (plastic pin grid array) 、PBGA (plastic ball grid array)、CSP (chip scale package)等等；若按第一级连接到第二级连接的方式来分，则可划分成为通孔式（插孔式）和表面贴装式两类。