Layout常用零件之名词解释.docx
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Layout常用零件之名词解释
1、Active parts(Devices) 主动零件(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指半导体类之各种主动性集成电路器或晶体管,相对另有 Passive﹣Parts被动零件,如电阻器、电容器等。
2、Array 排列,数组(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
系指通孔的孔位,或表面黏装的焊垫,以方格交点式着落在板面上(即矩阵式)的数组情形。
常见"针脚格点式排列"的插装零件称为 PGA(Pin Grid Array),另一种"球脚格点矩阵式排列"的贴装零件,则称为 BGA(Ball Grid Array)。
3、ASIC 特定用途的集成电路器(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
Application-Specific Integrated Circuit,如电视、音响、录放机、摄影机等各种专用型订做的 IC 即是。
4、Axial-lead 轴心引脚(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指传统圆柱式电阻器或电容器,均自两端中心有接脚引出,用以插装在板子通孔中,以完成其整体功能。
5、Ball Grid Array 球脚数组(封装) (BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是一种大型组件的引脚封装方式,与 QFP的四面引脚相似,都是利用SMT锡膏焊接与电路板相连。
其不同处是罗列在四周的"一度空间"单排式引脚,如鸥翼形伸脚、平伸脚、或缩回腹底的J型脚等;改变成腹底全面数组或局部数组,采行二度空间面积性的焊锡球脚分布,做为芯片封装体对电路板的焊接互连工具。
BGA是 1986年Motorola公司所开发的封装法,先期是以 BT有机板材制做成双面载板(Substrate),代替传统的金属脚架(Lead Frame)对 IC进行封装。
BGA最大的好处是脚距 (Lead Pitch)比起 QFP要宽松很多,目前许多QFP的脚距已紧缩到 12.5mil 甚至 9.8mil 之密距 (如 P5 笔记型计算机所用 Daughter Card 上 320 脚 CPU 的焊垫即是,其裸铜垫面上的焊料现采 Super Solder法施工),使得PCB的制做与下游组装都非常困难。
但同功能的CPU若改成腹底全面方阵列脚的BGA方式时,其脚距可放松到 50 或60mil,大大舒缓了上下游的技术困难。
目前BGA约可分五类,即:
(1)塑料载板(BT)的 P-BGA(有双面及多层),此类国已开始量产。
(2)瓷载板的C-BGA
(3)以TAB方式封装的 T-BGA
(4)只比原芯片稍大一些的超小型m-BGA
(5)其它特殊 BGA ,如 Kyocera 公司的 D-Bga (Dimpled) ,olin的M-BGA及 Prolinx公司的V-BGA等。
后者特别值得一提,因其产品首先在国生产,且十分困难。
做法是以银膏做为层间互连的导电物料,采增层法(Build Up)制做的 V-BGA (Viper) ,此载板中因有两层厚达10mil以上的铜片充任散热层,故可做为高功率(5~6W)大型IC的封装用途。
6、Bare Chip Assembly 裸体芯片组装(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
从已完工的晶圆(Water)上切下的芯片,不按传统之 IC 先行封装成体,而将芯片直接组装在电路板上,谓之 Bare Chip Assembly。
早期的 COB (Chip on Board)做法就是裸体芯片的具体使用,不过 COB 是采芯片的背面黏贴在板子上,再行打线及胶封。
而新一代的 Bare Chip 却连打线也省掉,是以芯片正面的各电极点,直接反扣熔焊在板面各配合点上,称为 Flip Chip 法。
或以芯片的凸块扣接在 TAB 的脚上,再以其外脚连接在 PCB 上。
此二种新式组装法皆称为 "裸体芯片" 组装,可节省整体成本约 30% 左右。
7、Beam Lead 光芒式的平行密集引脚(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是指"卷带自动结合"(TAB)式的载体引脚,可将裸体芯片直接焊接在TAB的脚上,并再利用其外脚焊接在电路板上,这种做为芯片载体的梁式平行密集排列引脚,称为 Beam Lead。
8、Bonding Wire 结合线(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指从 IC 藏的芯片与引脚整间完成电性结合的金属细线而言,常用者有金线及铝线,直径在 1-2mil之间。
9、Bump 突块(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指各种突起的小块,如杜邦公司一种 SSD 制程(Selective Solder Deposit)中的各种 Solder Bump 法,即"突块"的一种用途(详见电路板信息杂志第 48 期P.72)。
又,TAB 之组装制程中,芯片(Chip)上线路面的四周外围,亦做有许多小型的焊锡或黄金"突块"(面积约 1μ2 ),可用以反扣覆接在 TAB 的对应脚上,以完成"晶粒"(Chip)与"载板"(PCB)各焊垫的互连。
此"突块"之角色至为重要,此制程目前国尚未推广。
10、Bumping Process凸块制程(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指在线路完工的晶圆表面,再制做上微小的焊锡凸块(或黄金凸块),以方便下游进行 TAB与Flip Chip等封装与组装制程。
这种尺寸在1mm左右的微小凸块,其制作技术非常困难,国至今尚未投入生产。
11、C4 Chip Joint,C4芯片焊接(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
利用锡铅之共融合金(63/37) 做成可高温软塌的凸球,并定构于芯片背面或线路正面,对下游电路板进行"直接安装"(DCA),谓之芯片焊接。
C4为IBM公司二十多年前所开故的制程,原指"对芯片进行可控制软塌的芯片焊接"(Controlled Collapsed Chip Connection),现又广用于 P-BGA对主机板上的组装焊接,是芯片连接以外的另一领域塌焊法。
12、Capacitance 电容(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
当两导体间有电位差存在时,其介质之中会集蓄电能量,些时将会有"电容"出现。
其数学表达方式C=Q/V,即电容(法拉)=电量(库伦)/电压(伏特)。
若两导体为平行之平板(面积 A),而相距 d,且该物质之介质常数(Dielectric Constant)为ε时,则C=εA/d。
故知当A、d不变时,介质常数愈低,则其间所出现的电容也将愈小。
13、Castallation堡型集成电路器(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是一种无引脚大型芯片(VLSI)的瓷质封装体,可利用其各垛口中的金属垫与对应板面上的焊垫进行焊接。
此种堡型 IC 较少用于一般性商用电子产品,只有在大型计算机或军用产品上才有用途。
14、Chip Interconnection芯片互连(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指半导体集成电路(IC)心脏部份之芯片(Chip),在进行封装成为完整零件前之互连作业。
传统芯片互连法,是在其各电极点与引脚之间采打线方式 (Wire Bonding) 进行;后有"卷带自动结合"(TAB)法;以及最先进困难的"覆晶法" (Flip Chip)。
后者是近乎裸晶大小的封装法(CSP),精密度非常高。
15、Chip on Board 芯片黏着板 (BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是将集成电路之芯片,以含银的环氧树脂胶,直接贴合黏着在电路板上,并经由引脚之"打线"(Wire Bonding)后,再加以适当抗垂流性的环氧树脂或硅烷(Silicone)树脂,将 COB 区予以密封,如此可省掉集成电路的封装成本。
一些消费级的电子表笔或电子表,以及各种定时器等,皆可利用此方式制造。
该次微米级的超细线路是来自铝膜真空蒸着(Vacuum Deposit),精密光阻,及精密电浆蚀刻(Plasma Etching)法所制得的晶圆。
再将晶圆切割而得单独芯片后,并续使晶粒在定架中心完成焊装(Die Bond)后,再经接脚打线、封装、弯脚成型即可得到常见的 IC。
其中四面接脚的大型 IC(VLSI)又称"Chip Carrier芯片载体",而新式的 TAB 也是一种无需先行封装的"芯片载体"。
又自 SMT 盛行以来,原应插装的电阻器及电容器等,为节省板面组装空间及方便自动化起见,已将其卧式轴心引脚的封装法,更改而为小型片状体,故亦称为片状电阻器 Chip Resistor ,或片状电容器 Chip Capacitor等。
又,Chips是指钻针上钻尖部份之第一面切削刃口之崩坏,谓之Chips。
16、Chip On Glass晶玻接装(COG) (芯片对玻璃电路板的直接安装) (BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
液晶显像器 (LCD) 玻璃电路中,其各ITO(Indium Tin Oxide)电极,须与电路板上的多种驱动 IC互连,才能发挥显像的功能。
目前各类大型IC仍广采QFP封装方式,故须先将 QFP安装在PCB上,然后再用导电胶(如Ag/Pd膏、Ag膏、单向导电胶等) 与玻璃电路板互连结合。
新开故的做法是把驱动用大型IC (Driver LSI)的Chip,直接用"覆晶"方式扣装在玻璃板的ITO电极点上,称为 COG法,是一很先进的组装技术。
类似的说法尚有COF(Chip on Film)等。
Conformal Coating 贴护层,护形完成零件装配的板子, 为使整片板子外形受到仔细的保护起见,再以绝缘性的涂料予以封护涂装,使有更好的信赖性。
一般军用或较高层次的装配板,才会用到这种外形贴护层。
17、Chip 晶粒、芯片、片状(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
各种集成电路(IC)封装体的心脏位置处,皆装有线路密集的晶粒(Dies)或芯片(Chip),此种小型的"线路片",是从多片集合的晶圆(Wafer)上所切割而来。
18、Daisy Chained Design菊瓣环设计(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指由四周"矩垫"紧密排列所组成之方环状设计,如同菊瓣依序罗列而成的花环。
常见者如芯片外围之电极垫,或板面各式QFP之焊垫均是。
19、Device 电子组件(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是指在一独立个体上,可执行独立运作的功能,且非经破坏无法再进一步区分其用途的基本电子零件。
20、Dicing芯片分割(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指将半导体晶圆(Wafer),以钻石刀逐一切割成电路体系完整的芯片 (Chip)或晶粒(Die)单位,其分割之过程称为Dicing。
21、Die Attach晶粒安装(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
将完成测试与切割后的良好晶粒,以各种方法安装在向外互连的引线架体系上(如传统的Lead Frame或新型的 BGA载板),称为"安晶"。
然后再自晶粒各输出点 (Output)与脚架引线间打线互连,或直接以凸块(Bump)进行覆晶法 (Flip Chip)结合,完成 IC的封装。
上述之"晶粒安装",早期是以芯片背面的镀金层配合脚架上的镀金层,采高温结合(T. C. Bond)或超音波结合 (U. C. Bond)下完成结合,故称为 Die Bond。
但目前为了节省镀金与因应板面"直接晶粒安装"(DCA或COB)之新制程起见,已改用含银导热胶之接着,代替镀金层熔接,故改称为"Die Attach"。
22、Die Bonding 晶粒接着(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
Die 亦指集成电路之心脏部份,系自晶圆(Wafer)上所切下一小片有线路的"晶粒",以其背面的金层,与定架(Lead Frame)中央的镀金面,做瞬间高温之机械压迫式熔接(Thermo Compression Bonding,T.C.Bonding)。
或以环氧树脂之接着方式予以固定,称为 Die Bond,完成 IC 部线路封装的第一步。
23、Diode 二极管(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
为半导体组件"晶体管"(Transistor)之一种,有两端点接在一母体上,当所施加电压的极性大小不同时,亦将展现不同导体性质。
另一种"发光二极管"可代替仪表板上各种颜色的发光点,比一般灯泡省电又耐用。
目前二极管已多半改成 SMT 形式,图中所示者即为 SOT-23 之解剖图。
24、DIP(Dual Inline Package)双排脚封装体(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指具有双排对称接脚的零件,可在电路板的双排对称脚孔中进行插焊。
此种外形的零件以早期的各式 IC 居多,而部份"网状电阻器"亦采用之。
25、Discrete Component 散装零件(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指一般小型被动式的电阻器或电容器,有别于主动零件功能集中的集成电路。
26、Encapsulating 囊封、胶囊(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
为了防水或防止空气影响,对某些物品加以封包而与外界隔绝之谓。
27、End Cap 封头(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指 SMD 一些小型片状电阻器或片状电容器,其两端可做为导电及焊接的金属部份,称为End Cap。
28、Flat Pack 扁平封装(之零件)(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指薄形零件,如小型特殊的 IC 类,其两侧有引脚平行伸出,可平贴焊接在板面,使组装品的体积或厚度得以大幅降低,多用于军品,是SMT的先河。
29、Flip Chip覆晶,扣晶(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
芯片在板面上的反扣直接结合,早期称为 Facedown Bonding,是以凸出式金属接点(如Gold Bump或 Solder Bump)做连接工具。
此种凸起状接点可安置在芯片上,或承接的板面上,再用 C4焊接法完成互连。
是一种芯片在板面直接封装兼组装之技术 (DCA或COB)。
30、Four Point Twisting四点扭曲法(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
本法是针对一些黏焊在板面上的大型QFP,欲了解其各焊点强度如何的一种外力试验法。
即在板子的两对角处设置支撑点,而于其它两对角处施加压力,强迫板子扭曲变形,并从其变形量与压力大小关系上,观察各焊点的强度。
31、Gallium Arsenide(GaAs) 砷化镓 (BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是常见半导体线路的一种基板材料,其化学符号为GaAs,可用以制造高速IC组件,其速度要比以硅为芯片基材者更快。
32、Gate Array闸极数组,闸列(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是半导体产品的基本要素,指控制讯号入口之电极,习惯上称之为"闸"。
33、Glob Top圆顶封装体(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指芯片直接安装于板面(Chip-On-Board)的一种圆弧外形胶封体(Encapsulant) 或其施工法而言。
所用的封胶剂有环氧树脂、硅树脂(Silicone,又称聚硅酮) 或其等混合胶类。
34、Gull Wing Tead 鸥翼引脚(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
此种小型向外伸出的双排脚,是专为表面黏装 SOIC 封装之用,系 1971 年由荷兰 Philips 公司所首先开发。
此种本体与引脚结合的外形,很像海鸥展翅的样子,故名"鸥翼脚"。
其外形尺寸目前在 JEDEC 的 MS-012 及 -013 规下,已经完成标准化。
35、Integrated Circuit(IC) 集成电路器(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
在多层次的同一薄片基材上(硅材),布置许多微小的电子组件(如电阻、电容、半导体、二极管、晶体管等),以及各种微小的互连(Interconnection)导体线路等,所集合而成的综合性主动零件,简称为 I.C.。
36、J-Lead J 型接脚(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)"塑料晶(芯)片载体"(即 VLSI) 的标准接脚方式,由于这种双面接脚或四面脚接之型表面黏装组件,具有相当节省板子的面积及焊后容易清洗的优点,且未焊装前各引脚强度也甚良好不易变形,比另一种鸥翼接脚(Gull Wing Lead)法更容易维持"共面性"(Coplanarity),已成为高脚数SMD 在封装(Packaging)及组装(Assembly)上的最佳方式。
37、Lead 引脚,接脚(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
电子组件欲在电路板上生根组装时,必须具有各式引脚而用以完成焊接与互连的工作。
早期的引脚多采插孔焊接式,近年来由于组装密度的增加,而渐改成表面黏装式 (SMD)的贴焊引脚。
且亦有"无引脚"却以零件封装体上特定的焊点,进行表面黏焊者,是为 Leadless 零件。
38、Known Good Die (KGD)已知之良好芯片(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
IC之芯片可称为Chip或Die,完工的晶圆 (Wafer)上有许多芯片存在,其等品质有好有坏,继续经过寿命试验后 (Burn-in Test亦称老化试验),其已知电性良好的芯片称为 KGD。
不过KGD的定义相当分歧,即使同一公司对不同产品或同一产品又有不同客户时,其定义也都难以一致。
一种代表性说法是:
「某种芯片经老化与电测后而有良好的电性品质,续经封装与组装之量产一年以上,仍能维持其良率在99. 5%以上者,这种芯片方可称KGD」。
39、Lead Frame 脚架(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
各种有密封主体及多只引脚的电子组件,如集成电路器(IC),网状电阻器或简单的二极管三极体等,其主体与各引脚在封装前所暂时固定的金属架,称成 Lead Frame。
此词亦被称为定架或脚架。
其封装过程是将中心部份的芯片(Die,或 Chip 芯片),以其背面的金层或银层,利用高温熔接法与脚架中心的镀金层加以固定,称为 Die Bond。
再另金线或铝线从已牢固的芯片与各引脚之间予以打线连通,称为 Lead Bond。
然后再将整个主体以塑料或瓷予以封牢,并剪去脚架外框,及进一步弯脚成形,即可得到所需的组件。
故知"脚架"在电子封装工业中占很重要的地位。
其合金材料常用者有 Kovar、Alloy 42 以及磷青铜等,其成形的方式有模具冲切法及化学蚀刻法等。
40、Lead Pitch脚距(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
指零件各种引脚中心线间的距离。
早期插孔装均为 100mil的标准脚距,现密集组装SMT的QFP脚距,由起初的 50mil一再紧缩,经 25mil、 20mil、16mil、12. 5mil至9.8mil等。
一般认为脚距在 25mil (0.653mm)以下者即称为密距(Fine Pitch)。
41、Multi-Chip-Module (MCM) 多芯片(芯片)模块(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
这是从 90 年才开始发展的另一种微电子产品,类似目前小型电路板的IC卡或Smart卡等。
不过 MCM所不同者,是把各种尚未封装成体的IC,以"裸体芯片"(Bare Chips)方式,直接用传统"Die Bond"或新式的 Flip Chip 或TAB 之方式,组装在电路板上。
如同早期在板子上直接装一枚芯片的电子表笔那样,还需打线及封胶,称为COB(Chip On Bond)做法。
但如今的 MCM 却复杂了许多,不仅在多层板上装有多枚芯片,且直接以"凸块"结合而不再"打线"。
是一种高层次 (High End) 的微电子组装。
MCM的定义是仅在小板面上,进行裸体芯片无需打线的直接组装,其芯片所占全板面积在 70%以上。
这种典型的MCM共有三种型式即 (目前看来以D型最具潜力):
MCM-L:
系仍采用PCB各种材质的基板(Laminates),其制造设傋及方法也与PCB完全相同,只是较为轻薄短小而已。
目前国能做IC卡,线宽在5mil孔径到 10 mil 者,将可生产此类 MCM 。
但因需打芯片及打线或反扣焊接的关系,致使其镀金"凸块"(Bump)的纯度须达99.99%,且面积更小到1微米见方,此点则比较困难。
MCM-C:
基材已改用混成电路(Hybrid)的瓷板(Ceramic),是一种瓷质的多层板(MLC),其线路与Hybrid类似,皆用厚膜印刷法的金膏或钯膏银膏等做成线路,芯片的组装也采用反扣覆晶法。
MCM-D:
其线路层及介质层的多层结构,是采用蒸着方式(Deposited)的薄膜法,或Green Tape的线路转移法,将导体及介质逐次迭层在瓷质或高分子质的底材上,而成为多层板的组合,此种 MCM-D 为三种中之最精密者。
42、OLB(Outer Lead Bond)外引脚结合(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
是"卷带自动结合"TAB(Tape Automatic Bonding)技术中的一个制程站是指TAB 组合体外围四面向外的引脚,可分别与电路板上所对应的焊垫进行焊接,称为"外引脚结合"。
这种TAB组合体亦另有四面向的引脚,是做为向连接集成电路芯片(Chip 或称芯片)用的,称为引脚接合(ILB),事实上脚与外脚本来就是一体。
故知TAB技术,简单的说就是把四面密集的外接脚当成"桥梁",而以OLB 方式把复杂的IC芯片半成品,直接结合在电路板上,省去传统IC事先封装的麻烦。
43、Packaging封装,构装(BGA、TAB、零件、封装、Bonding)
此词简单的说是指各种电子零件,完成其"密封"及"成型"的系列制程而言。
但若扩大延伸其意义时,那幺直到大型计算机的完工上市前,凡各种制造工作都可称之为"Interconnceted Packaging互连构装"。
若将电子王国分成许多层次的阶