集成电路封装行业技术水平和检测方法与技巧

一、集成电路封装行业技术水平的四阶段演变

目前,以全球半导体封装的主流正处在第三阶段的成熟期,PQFN和BGA等主要封装技术进行大规模生产,部分产品已开始在向第四阶段发展。发行人所掌握的WLCSP封装技术可以进行堆叠式封装,发行人封装的微机电系统(MEMS)芯片就是采用堆叠式的三维封装。半导体行业对芯片封装技术水平的划分存在不同的标准,目前国内比较通行的标准是采取封装芯片与基板的连接方式来划分。

集成电路封装封装技术的发展可分为四个阶段:

第一阶段插孔原件时代：封装的主要技术是针脚插装(PTH),其特点是插孔安装到PCB上,主要形式有SIP、DIP、PGA,它们的不足之处是密度、频率难以提高,难以满足自动化生产的要求。

第二阶段表面封装时代：表面贴装封装的主要特点是引线代替针脚,引线为翼形或丁形,两边或四边引出,节距为1.27到0.4mm,适合于3-300条引线,表面贴装技术改变了传统的PTH插装形式,通过细微的引线将集成电路贴装到PCB板上。主要形式为SOP(小外型封装)、PLCC(塑料有引线片式载体)、PQFP(塑料四边引线扁平封装)、J型引线QFJ和SOJ、LCCC(无引线陶瓷芯片载体)等。它们的主要优点是引线细、短,间距小,封装密度提高;电气性能提高;体积小,重量轻;易于自动化生产。它们所存在的不足之处是在封装密度、I/O数以及电路频率方面还是难以满足ASIC、微处理器发展的需要。

第三阶段面积阵列封装时代：该阶段主要的封装形式有焊球阵列封装(BGA)、芯片尺寸封装(CSP)、无引线四边扁平封装(PQFN)、多芯片组件(MCM)。BGA技术使得在封装中占有较大体积和重量的“管脚”被“焊球”所替代,芯片与系统之间的连接距离大大缩短,BGA技术的成功开发,使得一直滞后于芯片发展的封装终于跟上芯片发展的步伐。CSP技术解决了长期存在的芯片小而封装大的根本矛盾,引发了一场集成电路封装技术的革命。

第四阶段:微电子封装技术堆叠式封装时代：它在封装观念上发生了革命性的变化,从原来的封装元件概念演变成封装系统。

二、集成电路的检测方法和技巧

集成电路行之有效的检测方法包括：

1.不在线检测：一般情况下可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值，并和完好的集成电路或给出的各脚正反电姐值表进行比较判别电路的好坏。

2.在线检测：用万用表检测IC各引脚在路（IC接在电路中〕对地交、直流电压、直流电阻及总工作电流，与给定的正确值（参考值〕相比较进行判别的检测方法。

3.微处理器集成电路的检测：同型号微处理器的RESET复位电压也不相同，有的是低电平复位，即在开机瞬间为低电平，复位后维持高电平;有的是高电平复位，即在开关瞬间为高电平，复位后维持低电平。

4.开关电源集成电路的检测：测量各引脚对地的电压值和电阻值，若与正常值相差较大，在其外围元器件正常的情况下，可以确定是该集成电路已损坏。内置大功率开关管的厚膜集成电路，还可通过测量开关管C、B、E极之间的正、反向电阻值，来判断开关管是否正常。

5.音频功放集成电路的检测：若测得各引脚的数据值与正常值相差较大，其外围元件与正常，则是该集成电路内部损坏。对引起无声故障的音频功放集成电路，测量其电源电压正常时，可用信号干扰法来检查。测量时，万用表应置于R×1档，将红表笔接地，用黑表笔点触音频输入端，正常时扬声器中应有较强的“喀喀”声。

6.运算放大器集成电路的检测：用手持金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端(加入干扰信号)，若万用表表针有较大幅度的摆动，则说明该运算放大器完好;若万用表表针不动，则说明运算放大器已损坏。

7.时基集成电路的检测：将时基集成电路(例如NE555)插信IC插座后，按下电源开关S，若被测时基集成电路正常，则发光二极管LED将闪烁发光;若LED不亮或一直亮，则说明被测时基集成电路性能不良。