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全解析!芯片封裝有哪些類型?從DIP、QFN、BGA到先進(jìn)封裝可靠性測(cè)試方法

 更新時(shí)間:2026-07-14 點(diǎn)擊量:339

隨著新能源汽車、人工智能、5G通信以及高性能計(jì)算等領(lǐng)域快速發(fā)展,芯片對(duì)集成度、可靠性以及散熱性能提出了更高要求。封裝作為芯片制造的重要環(huán)節(jié),不僅影響芯片與外部電路之間的連接方式,也直接關(guān)系到器件長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性。不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)芯片性能要求不同,因此形成多種封裝結(jié)構(gòu)不同封裝結(jié)構(gòu)其內(nèi)部連接方式不同,對(duì)應(yīng)的可靠性測(cè)試方法也存在差異。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將圍繞常見芯片封裝類型,為您展開介紹不同封裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要應(yīng)用領(lǐng)域以及對(duì)應(yīng)的推拉力測(cè)試方法。

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一、       傳統(tǒng)引腳式封裝(DIP、SIP、PLCC)

1. DIP(Dual In-line Package,雙列直插封裝)

DIP是最典型的傳統(tǒng)封裝形式。

DIP 

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

l                      封裝兩側(cè)分布金屬引腳;

l                      引腳通過PCB通孔焊接;

l                      芯片內(nèi)部通常采用金線連接。

主要應(yīng)用于:

l                      早期微控制器(MCU);

l                      存儲(chǔ)器;

l                      運(yùn)算放大器;

l                      工業(yè)控制設(shè)備。

常見失效模式

l                      引腳焊點(diǎn)疲勞;

l                      引腳機(jī)械損傷;

l                      內(nèi)部鍵合連接失效。

可靠性測(cè)試

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      鍵合線拉力測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試。

通過推拉力測(cè)試機(jī)檢測(cè)連接結(jié)構(gòu)承載能力,評(píng)價(jià)封裝可靠性。

2. SIP(Single In-line Package,單列直插封裝)

SIP是一種單側(cè)排列引腳的直插式封裝。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      金屬引腳集中在封裝一側(cè);

l                      占用PCB面積相比DIP更小;

l                      適合結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的芯片或模塊。

應(yīng)用領(lǐng)域:

l                      電源模塊;

l                      功率模塊;

l                      電阻網(wǎng)絡(luò);

l                      部分存儲(chǔ)器件。

常見失效模式:

l                      引腳焊接不良;

l                      引腳連接強(qiáng)度不足;

l                      內(nèi)部焊線失效。

可靠性測(cè)試:

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      鍵合線拉力測(cè)試;

評(píng)價(jià)封裝連接可靠性。

3. PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier,塑封有引腳芯片載體)

PLCC是一種介于傳統(tǒng)直插封裝和表面貼裝封裝之間的封裝形式。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

l                      采用方形封裝結(jié)構(gòu);

l                      四周分布J型引腳;

l                      引腳向封裝底部彎折。

相比DIP:

l                      封裝尺寸更小;

l                      引腳數(shù)量更多;

l                      集成度更高。

應(yīng)用領(lǐng)域:

l                      EPROM;

l                      EEPROM;

l                      MCU;

l                      工業(yè)控制芯片。

常見失效模式:

l                      J型引腳焊接失效;

l                      焊點(diǎn)疲勞;

l                      內(nèi)部鍵合線斷裂。

可靠性測(cè)試:

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試;

l                      鍵合線拉力測(cè)試。

 

二、       表面貼裝封裝(SOIC、SOP、SSOP、TSSOP、QFP、QFN)

1. SOIC(Small Outline Integrated Circuit,小外形集成電路封裝)

SOIC是一種典型的小外形表面貼裝封裝。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      兩側(cè)分布海鷗翼形引腳;

l                      引腳間距相比傳統(tǒng)DIP更小;

l                      采用表面貼裝方式與PCB連接;

l                      封裝體積較小,適合自動(dòng)化裝配。

主要應(yīng)用于:

l                      模擬集成電路;

l                      電源管理芯片;

l                      EEPROM存儲(chǔ)器;

l                      運(yùn)算放大器;

l                      接口芯片。

常見失效模式:

l                      引腳焊點(diǎn)開裂;

l                      焊接界面結(jié)合強(qiáng)度下降;

l                      內(nèi)部鍵合線疲勞;

l                      熱循環(huán)導(dǎo)致封裝連接失效。

可靠性測(cè)試:

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)推力測(cè)試;

l                      鍵合線拉力測(cè)試。

通過推拉力測(cè)試機(jī)檢測(cè)封裝連接強(qiáng)度,分析焊接質(zhì)量及內(nèi)部連接可靠性。

2. SOP(Small Outline Package,小外形封裝)

SOP與SOIC結(jié)構(gòu)類似,是電子產(chǎn)品中應(yīng)用較為廣泛的一類表面貼裝封裝。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      兩側(cè)具有外伸式引腳;

l                      采用表面貼裝工藝;

l                      封裝結(jié)構(gòu)成熟,生產(chǎn)成本較低;

l                      支持多種引腳數(shù)量規(guī)格。

主要應(yīng)用于:

l                      電源芯片;

l                      控制芯片;

l                      模擬芯片;

l                      通信接口芯片。

常見失效模式:

l                      引腳焊接強(qiáng)度不足;

l                      焊點(diǎn)疲勞;

l                      內(nèi)部金線連接斷裂;

l                      封裝界面分層。

可靠性測(cè)試:

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試;

l                      鍵合線拉力測(cè)試。

通過測(cè)試最大承載力以及失效位置,判斷封裝工藝穩(wěn)定性。

3. SSOP(Shrink Small Outline Package,縮小型小外形封裝)

SSOP是在SOP基礎(chǔ)上的小型化封裝形式。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      引腳數(shù)量增加;

l                      引腳間距進(jìn)一步縮小;

l                      封裝厚度降低;

l                      芯片集成密度更高。

主要應(yīng)用于:

l                      存儲(chǔ)芯片;

l                      微控制器;

l                      音頻芯片;

l                      通信芯片。

常見失效模式:

l                      微小焊點(diǎn)連接不良;

l                      引腳焊接強(qiáng)度下降;

l                      鍵合線斷裂;

l                      熱應(yīng)力導(dǎo)致界面損傷。

可靠性測(cè)試:

l                      微焊點(diǎn)推力測(cè)試;

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      鍵合線拉力測(cè)試。

4. TSSOP(Thin Shrink Small Outline Package,薄型縮小小外形封裝)

TSSOP是在SSOP基礎(chǔ)上的薄型化設(shè)計(jì)。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      封裝厚度更低;

l                      引腳間距更小;

l                      芯片集成度較高;

l                      適合空間受限產(chǎn)品。

主要應(yīng)用于:

l                      便攜式電子設(shè)備;

l                      消費(fèi)電子產(chǎn)品;

l                      控制芯片;

l                      存儲(chǔ)器件。

常見失效模式:

l                      微小焊點(diǎn)疲勞;

l                      引腳連接失效;

l                      封裝內(nèi)部鍵合失效。

可靠性測(cè)試:

l                      焊點(diǎn)剪切測(cè)試;

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      鍵合線拉力測(cè)試。

5. QFP(Quad Flat Package,四方扁平封裝)

QFP是一種四邊引腳封裝形式,廣泛應(yīng)用于多引腳集成電路。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      封裝四周均分布引腳;

l                      引腳數(shù)量較多;

l                      引腳呈翼形向外伸出;

l                      支持較高輸入輸出數(shù)量。

主要應(yīng)用于:

l                      MCU微控制器;

l                      ASIC專用芯片;

l                      工業(yè)控制芯片;

l                      汽車電子控制器。

常見失效模式:

l                      引腳變形;

l                      焊點(diǎn)裂紋;

l                      焊接區(qū)域結(jié)合不足;

l                      內(nèi)部鍵合線失效。

可靠性測(cè)試:

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)推力測(cè)試;

l                      鍵合線拉力測(cè)試。

通過推拉力測(cè)試機(jī)分析引腳承載能力、焊點(diǎn)結(jié)合強(qiáng)度以及失效模式。

6. QFN(Quad Flat No-lead Package,無引腳封裝)

QFN是一種無外露引腳的表面貼裝封裝形式,目前在消費(fèi)電子和通信領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      取消傳統(tǒng)外露引腳;

l                      通過底部焊盤連接PCB;

l                      封裝尺寸小;

l                      散熱性能較好。

主要應(yīng)用于:

l                      WiFi芯片;

l                      藍(lán)牙芯片;

l                      射頻芯片;

l                      PMIC電源管理芯片;

l                      傳感器芯片。

常見失效模式:

l                      底部焊盤結(jié)合不足;

l                      焊接空洞;

l                      焊層裂紋;

l                      芯片與基板連接失效。

可靠性測(cè)試:

l                      焊點(diǎn)剪切測(cè)試;

l                      芯片剪切測(cè)試;

l                      焊層強(qiáng)度測(cè)試。

通過推拉力測(cè)試機(jī)檢測(cè)焊接區(qū)域和芯片連接結(jié)構(gòu)的承載能力,評(píng)價(jià)QFN封裝可靠性。

 

三、陣列類封裝(BGA、FBGA、CSP、LGA、PGA、PoP

隨著芯片功能不斷增加,傳統(tǒng)封裝通過四周引腳擴(kuò)展I/O數(shù)量的方式逐漸受到限制。為了滿足高引腳數(shù)量、高速信號(hào)傳輸以及小型化需求,陣列類封裝逐漸發(fā)展起來。

陣列類封裝的主要特點(diǎn)是:將電氣連接點(diǎn)從芯片外圍擴(kuò)展到封裝底部區(qū)域,通過焊球、金屬觸點(diǎn)或針腳形成陣列連接。常見陣列類封裝包括BGA、FBGA、CSP、LGA和PGA等。

1. BGA(Ball Grid Array,球柵陣列封裝)

BGA是目前應(yīng)用廣泛的陣列類封裝之一,通過底部排列的焊球與PCB進(jìn)行連接。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      封裝底部采用陣列式焊球;

l                      焊球數(shù)量多,能夠支持較高I/O密度;

l                      縮短信號(hào)傳輸路徑,提高電氣性能;

l                      具有較好的散熱能力。

主要應(yīng)用于:

l                      CPU處理器;

l                      GPU圖形芯片;

l                      FPGA芯片;

l                      高性能SoC;

l                      網(wǎng)絡(luò)通信芯片。

常見失效模式:

l                      焊球疲勞;

l                      焊點(diǎn)裂紋;

l                      焊球與焊盤分離;

l                      熱循環(huán)導(dǎo)致連接失效。

尤其是在高溫、高頻工作環(huán)境下,封裝材料之間的熱膨脹差異會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力,加速焊點(diǎn)損傷。

可靠性測(cè)試:

l                      焊球推力測(cè)試;

l                      芯片剪切測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試。

2. FBGA(Fine Pitch Ball Grid Array,細(xì)間距球柵陣列封裝)

FBGA是在BGA基礎(chǔ)上的小型化發(fā)展形式,主要用于對(duì)尺寸和集成度要求更高的產(chǎn)品。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      采用更小尺寸焊球;

l                      焊球間距更小;

l                      封裝厚度更低;

l                      支持更高集成密度。

相比普通BGA,F(xiàn)BGA能夠在更小面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多連接點(diǎn)。

主要應(yīng)用于:

l                      NAND Flash存儲(chǔ)芯片;

l                      DRAM存儲(chǔ)器;

l                      移動(dòng)設(shè)備存儲(chǔ)模塊;

l                      高密度存儲(chǔ)產(chǎn)品。

常見失效模式:

l                      微焊點(diǎn)強(qiáng)度不足;

l                      焊球疲勞斷裂;

l                      焊盤界面失效;

l                      封裝翹曲導(dǎo)致連接異常。

可靠性測(cè)試:

l                      微焊球推力測(cè)試;

l                      芯片剪切測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試。

通過檢測(cè)焊球或芯片連接區(qū)域的破壞力,評(píng)價(jià)FBGA封裝可靠性。

3. CSP(Chip Scale Package,芯片級(jí)封裝)

CSP是一種封裝尺寸接近裸芯片尺寸的封裝形式。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      封裝尺寸小;

l                      芯片與封裝比例高;

l                      可采用焊球或凸點(diǎn)連接;

l                      適合高密度電子產(chǎn)品。

主要應(yīng)用于:

l                      手機(jī)芯片;

l                      攝像頭傳感器;

l                      可穿戴設(shè)備;

l                      小型電子元器件。

常見失效模式:

l                      微焊點(diǎn)斷裂;

l                      凸點(diǎn)連接失效;

l                      芯片與基板分離;

l                      熱循環(huán)導(dǎo)致界面損傷。

可靠性測(cè)試:

l                      焊球推力測(cè)試;

l                      凸點(diǎn)剪切測(cè)試;

l                      芯片剪切測(cè)試。

通過測(cè)試微連接結(jié)構(gòu)承載能力,分析CSP封裝內(nèi)部連接可靠性。

4. LGA(Land Grid Array,柵格陣列封裝)

LGA是一種采用金屬觸點(diǎn)替代焊球的陣列封裝形式。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      底部采用平面金屬觸點(diǎn);

l                      不使用傳統(tǒng)焊球;

l                      通過插座或焊接方式實(shí)現(xiàn)連接;

l                      支持較高引腳數(shù)量。

主要應(yīng)用于:

l                      高性能處理器;

l                      工業(yè)控制芯片;

l                      部分通信芯片。

常見失效模式:

l                      觸點(diǎn)接觸不良;

l                      焊接區(qū)域失效;

l                      基板連接損傷。

可靠性測(cè)試:

l                      觸點(diǎn)連接強(qiáng)度;

l                      焊點(diǎn)可靠性;

l                      封裝結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

可通過:

l                      壓入力測(cè)試;

l                      拉力測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試;

評(píng)價(jià)封裝連接可靠性。

5. PGA(Pin Grid Array,針柵陣列封裝)

PGA是一種底部排列針狀引腳的封裝形式。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      底部排列大量金屬針腳;

l                      通過插座實(shí)現(xiàn)連接;

l                      支持較多I/O數(shù)量。

主要應(yīng)用于:

l                      早期CPU處理器;

l                      工業(yè)控制設(shè)備;

l                      部分高性能計(jì)算器件。

常見失效模式:

l                      針腳彎曲;

l                      插接失效;

l                      引腳機(jī)械損傷。

可靠性測(cè)試:

l                      引腳拉力測(cè)試;

l                      插拔力測(cè)試;

l                      焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試。

6. PoP(Package on Package,疊層封裝)

PoP是一種將多個(gè)封裝上下堆疊的封裝方式。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      兩個(gè)或多個(gè)封裝垂直堆疊;

l                      節(jié)省PCB空間;

l                      實(shí)現(xiàn)處理器與存儲(chǔ)器高度集成。

主要應(yīng)用于:

l                      智能手機(jī)處理器;

l                      移動(dòng)設(shè)備;

l                      嵌入式系統(tǒng)。

常見失效模式:

l                      堆疊焊點(diǎn)疲勞;

l                      上下封裝連接失效;

l                      焊球裂紋。

可靠性測(cè)試:

l                      焊球推力測(cè)試;

l                      芯片剪切測(cè)試;

l                      微連接強(qiáng)度測(cè)試。

 

四、晶圓級(jí)封裝(WLCSP、Fan-In、Fan-Out)

晶圓級(jí)封裝(Wafer Level Packaging,WLP)是在晶圓制造階段完成部分或全部封裝過程的一類技術(shù)。相比傳統(tǒng)封裝需要先切割芯片再進(jìn)行封裝,晶圓級(jí)封裝能夠減少封裝尺寸,提高生產(chǎn)效率,適合小型化、高集成產(chǎn)品。

1. WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package,晶圓級(jí)芯片尺寸封裝)

WLCSP是一種封裝尺寸接近裸芯片尺寸的晶圓級(jí)封裝形式。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      在晶圓階段完成重新布線和凸點(diǎn)制作;

l                      封裝尺寸接近芯片尺寸;

l                      厚度較低;

l                      信號(hào)傳輸距離短。

主要應(yīng)用于:

l                      手機(jī)處理器;

l                      圖像傳感器;

l                      MEMS傳感器;

l                      可穿戴設(shè)備。

常見失效模式:

l                      微凸點(diǎn)開裂;

l                      凸點(diǎn)連接強(qiáng)度不足;

l                      芯片與PCB連接失效;

l                      熱循環(huán)導(dǎo)致界面疲勞。

可靠性測(cè)試:

l                      凸點(diǎn)剪切測(cè)試;

l                      微焊點(diǎn)推力測(cè)試;

l                      芯片剪切測(cè)試。

用于評(píng)價(jià)微連接結(jié)構(gòu)機(jī)械可靠性。

2. Fan-In封裝(扇入型封裝)

Fan-In是傳統(tǒng)晶圓級(jí)封裝的一種形式,其連接區(qū)域位于芯片尺寸范圍以內(nèi)。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      輸入輸出連接點(diǎn)集中在芯片范圍內(nèi);

l                      封裝尺寸小;

l                      制造成本較低。

主要應(yīng)用于:

l                      小型傳感器;

l                      模擬芯片;

l                      移動(dòng)設(shè)備芯片。

常見失效模式:

l                      凸點(diǎn)連接失效;

l                      焊盤界面損傷;

l                      封裝裂紋。

可靠性測(cè)試:

l                      凸點(diǎn)剪切測(cè)試;

l                      芯片剪切測(cè)試。

3. Fan-Out封裝(扇出型封裝)

Fan-Out是在晶圓級(jí)封裝基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展。與Fan-In不同,F(xiàn)an-Out通過重新布線技術(shù),將連接區(qū)域擴(kuò)展到芯片外部。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      支持更多I/O連接;

l                      可實(shí)現(xiàn)多芯片集成;

l                      封裝尺寸靈活。

主要應(yīng)用于:

l                      手機(jī)處理器;

l                      高性能移動(dòng)芯片;

l                      射頻模塊。

常見失效模式:

l                      重布線層開裂;

l                      芯片與封裝基板分離;

l                      微連接失效。

可靠性測(cè)試:

l                      芯片剪切測(cè)試;

l                      微焊點(diǎn)剪切測(cè)試;

l                      界面結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試。

 

五、先進(jìn)封裝(Flip Chip、2.5D、3D、CoWoS、Chiplet)

隨著人工智能、高性能計(jì)算以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用快速發(fā)展,傳統(tǒng)單芯片封裝逐漸難以滿足算力需求,先進(jìn)封裝技術(shù)成為提升芯片性能的重要方向。

先進(jìn)封裝通過縮短信號(hào)傳輸距離、多芯片集成以及三維堆疊,實(shí)現(xiàn)更高性能和更高集成度。

1. Flip Chip(倒裝芯片封裝)

Flip Chip是一種區(qū)別于傳統(tǒng)金線鍵合的芯片連接方式。芯片翻轉(zhuǎn)后,通過凸點(diǎn)直接連接基板。

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優(yōu)勢(shì):

l                      信號(hào)傳輸距離短;

l                      電氣性能更好;

l                      支持高速運(yùn)行。

主要應(yīng)用于:

l                      CPU;

l                      GPU;

l                      FPGA;

l                      高性能計(jì)算芯片。

常見失效模式:

l                      凸點(diǎn)疲勞;

l                      芯片與基板界面分離;

l                      底部填充材料失效。

可靠性測(cè)試:

l                      凸點(diǎn)剪切測(cè)試;

l                      芯片剪切測(cè)試;

l                      界面結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試。

2. 2.5D封裝

2.5D封裝通過中介層(Interposer)連接多個(gè)芯片,實(shí)現(xiàn)高密度互聯(lián)。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      多芯片集成;

l                      芯片之間通過中介層通信;

l                      支持高速數(shù)據(jù)傳輸。

主要應(yīng)用于:

l                      AI GPU;

l                      高性能計(jì)算;

l                      數(shù)據(jù)中心芯片。

常見失效模式:

l                      芯片間連接失效;

l                      微凸點(diǎn)疲勞;

l                      中介層連接異常。

可靠性測(cè)試:

l                      Die Shear芯片剪切測(cè)試;

l                      微凸點(diǎn)剪切測(cè)試。

3. 3D封裝

3D封裝通過垂直堆疊多個(gè)芯片,實(shí)現(xiàn)更高集成度。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      芯片上下堆疊;

l                      采用TSV硅通孔連接;

l                      提升數(shù)據(jù)傳輸能力。

主要應(yīng)用于:

l                      HBM高帶寬存儲(chǔ);

l                      AI芯片;

l                      高性能計(jì)算。

常見失效模式:

l                      層間連接失效;

l                      微凸點(diǎn)斷裂;

l                      熱應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷。

可靠性測(cè)試:

l                      芯片剪切測(cè)試;

l                      微連接剪切測(cè)試;

l                      界面結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試。

4. CoWoS封裝

CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)是先進(jìn)封裝的重要技術(shù)路線。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l                      將邏輯芯片與HBM等高性能存儲(chǔ)集成;

l                      通過中介層實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)。

主要應(yīng)用于:

l                      AI加速芯片;

l                      數(shù)據(jù)中心GPU;

l                      高性能計(jì)算平臺(tái)。

常見失效模式:

l                      芯片連接失效;

l                      微凸點(diǎn)疲勞;

l                      多層界面分離。

可靠性測(cè)試:

l                      芯片剪切測(cè)試;

l                      微凸點(diǎn)剪切測(cè)試。

5. Chiplet(芯粒封裝)

Chiplet是一種模塊化芯片設(shè)計(jì)方式,將多個(gè)功能芯片組合在同一封裝內(nèi)。

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結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

l 多個(gè)Die集成;

l 模塊化設(shè)計(jì);

l 提升芯片開發(fā)靈活性。

主要應(yīng)用于:

l 高性能CPU

l AI芯片;

l 數(shù)據(jù)中心處理器。

常見失效模式:

l Die之間連接失效;

l 微互聯(lián)可靠性下降;

l 封裝界面問題。

可靠性測(cè)試:

l Die Shear芯片剪切測(cè)試;

l 微連接剪切測(cè)試;

l 界面強(qiáng)度分析。

 

六、特殊應(yīng)用領(lǐng)域芯片封裝特點(diǎn)及可靠性測(cè)試方法

除了按照封裝結(jié)構(gòu)分類外,在實(shí)際產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中,不同類型芯片由于工作環(huán)境、性能需求以及可靠性要求不同,也會(huì)采用不同封裝方案。

例如:

存儲(chǔ)芯片更加關(guān)注高速讀寫和高密度集成;

功率半導(dǎo)體更加關(guān)注高電壓、大電流以及熱可靠性;

射頻芯片更加關(guān)注高頻性能和信號(hào)完整性。

因此,不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?yīng)的封裝形式和可靠性測(cè)試重點(diǎn)也存在差異。

1、存儲(chǔ)芯片封裝

存儲(chǔ)芯片主要用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域,隨著容量提升和高速傳輸需求增加,封裝形式逐漸向高密度、小型化以及三維堆疊方向發(fā)展。

常見封裝形式:

l TSOP

l BGA

l FBGA

l PoP

l 3D Stack

主要應(yīng)用示例:

l NAND Flash

l DRAM

l HBM高帶寬存儲(chǔ);

l 手機(jī)存儲(chǔ)模塊;

l 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。

常見失效模式:

l 焊球疲勞;

l 微凸點(diǎn)斷裂;

l 堆疊芯片之間連接失效;

l 封裝翹曲導(dǎo)致界面損傷。

可靠性測(cè)試:

l 焊球推力測(cè)試;

l 微凸點(diǎn)剪切測(cè)試;

l 芯片剪切測(cè)試。

通過推拉力測(cè)試機(jī)檢測(cè)內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)承載能力,分析存儲(chǔ)封裝可靠性。

2、功率半導(dǎo)體器件封裝

功率半導(dǎo)體主要承擔(dān)電能轉(zhuǎn)換和控制任務(wù),與普通邏輯芯片相比,需要長(zhǎng)期承受高電壓、大電流以及高溫環(huán)境。

代表器件:

l IGBT

l MOSFET

l SiC

l GaN

常見封裝形式:

l TO系列封裝;

l 功率模塊封裝;

l DFN封裝。

主要應(yīng)用領(lǐng)域:

l 新能源汽車電控系統(tǒng);

l 光伏逆變器;

l 工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng);

l 電力電子設(shè)備。

常見失效模式:

l 鍵合線疲勞;

l 鍵合點(diǎn)脫離;

l 焊層裂紋;

l 芯片與基板分層;

l 引腳連接失效。

可靠性測(cè)試:

l 鍵合線拉力測(cè)試;

l 芯片剪切測(cè)試;

l 焊層剪切測(cè)試;

l 引腳強(qiáng)度測(cè)試。

通過推拉力測(cè)試機(jī)評(píng)價(jià)功率器件內(nèi)部連接強(qiáng)度,為封裝工藝優(yōu)化提供依據(jù)。

3、射頻及高頻封裝

射頻及高頻封裝主要服務(wù)于高速信號(hào)傳輸領(lǐng)域,需要同時(shí)滿足電氣性能、散熱能力以及結(jié)構(gòu)可靠性要求。

常見封裝形式:

l QFN

l BGA

l LTCC封裝;

l AiP天線封裝。

主要應(yīng)用領(lǐng)域:

l 5G通信設(shè)備;

l 手機(jī)射頻模塊;

l WiFi模塊;

l 汽車毫米波雷達(dá)。

常見失效模式:

l 焊點(diǎn)疲勞;

l 芯片與基板連接失效;

l 封裝界面分層;

l 高頻性能下降。

可靠性測(cè)試:

l 焊點(diǎn)推力測(cè)試;

l 芯片剪切測(cè)試;

l 封裝連接強(qiáng)度測(cè)試。

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以上就是科準(zhǔn)測(cè)控小編為您介紹的芯片封裝類型、不同封裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及封裝可靠性測(cè)試方法。從傳統(tǒng)的DIPSOP等引腳式封裝,到BGACSP、晶圓級(jí)封裝以及先進(jìn)封裝技術(shù),芯片封裝形式不斷向高密度、小型化和多芯片集成方向發(fā)展,其可靠性測(cè)試重點(diǎn)也有所變化。通過推拉力測(cè)試機(jī)對(duì)引腳、鍵合線、焊球、凸點(diǎn)以及芯片連接界面進(jìn)行力學(xué)測(cè)試,可以獲得樣品的承載能力、失效位置和破壞模式,為半導(dǎo)體封裝工藝優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量控制以及失效分析提供測(cè)試依據(jù)