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为什么需要封装设计？

做过封装设计，做过PCB板级的设计，之前和网友有过交流，问题是：为什么要封装设计？信号完整性体系从大的方面来看：芯片级->封装级->板级。

能不能直径把IC，就是不经过封装设计，可以理解为晶圆Die直接放到PCB板，来实现信号的连接？

这里面需要注意两个问题：

①外界环境的影响，比如温度、湿度，以及物理受力等，这些对晶圆的性能会产生很大影响，这个如何解决？

②芯片里有大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit, VLSI)，有成千上万的晶体管组成，比如晶体三极管有源极、漏极、栅极三个引脚，如何将这些引脚引线到PCB板上？

封装设计做什么？就是为了解决这些问题，实现信号更好地互连。

外部环境的问题，解决的方案是：将晶圆放到基板上，裸片的引脚通过内部连接与基板互连，通过后道塑封将其封装好后，基板再通过外部连接与外部PCB主板互连，这样就实现内部芯片与外界的连接。

引脚的问题，比如晶体管的三极，栅极和漏极通过封装互连的相关技术，整体统一连接到栅极pad和漏极pad上，整合成的两个pad，再分别和两边的引脚相连，而源极和中间一整片引脚相连，最后进行封装。这就是我们常见的三个引脚的封装形式。

不管多复杂的封装，从本质来看，实现功能的方式都是类似的。当然，封装分立器件和封装多个具有I/O接口的IC难度是不一样。为了实现高密度集成电路的封装，发展出很多封装类型和技术，比如常见的封装互连技术有引线键合(Wire Bonding，WB)、倒装芯片(Flip Chip，FC)，当然还有晶圆级封装(Wafer-Level Packaging，WLP)、以及硅通孔(Through Silicon Via，TSV)等等。

需要注意的是，同一种封装类型中也可能采用不同的互连技术，比如产品芯片里的BGA封装同时有引线键合形式和倒装形式。

不同的封装互连技术都有其优势，比如倒装芯片技术，不再通过引线实现晶圆和基板的相连，而是通过金属焊球直接实现连接，减小了信号传输的距离，提高了信号传输速度。除了信号传输距离，还有引线引入串扰的问题，也是需要关注和优化的方向。

审核编辑：汤梓红

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