超大规模集成电路封装与测试技术综述

第九章《超大规模集成电路设计导论》深入探讨了系统封装与测试的重要性，随着半导体器件复杂性和密度的提升，传统的封装技术已经无法满足需求，促使了VLSI封装方式的不断创新。本章主要介绍了几种关键的封装技术： 1. 印刷电路板（PCB）：基础的电子组件安装平台，但随着集成电路的发展，PCB不再适用于高端封装。 2. 多芯片模块（MCM）：将多个独立的芯片集成在一起，通过互连技术形成一个整体，提高系统性能和集成度。 3. 片上系统（SOC）：集成了完整的系统功能在单一芯片上，减少了外部组件的需求，提高了系统效率。 封装技术发展方面，章节列举了以下几种典型封装形式： - 双列直插式（DIP）：早期较为常见的封装，如陶瓷DIP和塑料DIP，引脚数量有限且封装体积较大，如40针PDIP封装，封装效率低。 - 表面安装封装（SMP）：1980年代兴起，包括SOT、SOP、SOJ和PLCC/PQFP等，引脚数量增多，引脚间距缩小，提高了封装密度和安装灵活性。 - 球型阵列封装（BGA）：90年代后期的创新，I/O引脚多且间距大，提高了组装精度，有助于降低功耗和改进散热，同时具有更薄的封装厚度和更好的电磁兼容性。 - 芯片尺寸封装（CSP）和晶圆级尺寸封装（WLP）：进一步缩小封装尺寸，提高封装密度。 - 裸芯片封装（COB）和倒装芯片封装（FC）：这两种封装方式将芯片直接贴合到基板上，减少了引线，提高信号传输速度和可靠性。 衡量封装技术先进性的关键指标是芯片面积与封装面积的比例，理想情况下，这一比例应尽可能接近1，以节省空间并提高封装效率。早期的DIP封装由于其尺寸与芯片面积不成比例，封装效率较低。相比之下，现代封装技术如BGA和CSP在封装效率上有了显著提升。 本章内容涵盖了封装技术的历史演变，以及不同封装形式的优缺点，这对于理解超大规模集成电路设计中的系统构建和优化至关重要，对于从事IC设计或相关领域的工程师来说，掌握这些封装知识是不可或缺的。