|
EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
元件封装起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用。同时,通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。
t* N! r2 J0 C2 G9 m因此,芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。而且封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装的好坏,直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB设计和制造,所以封装技术至关重要。- e# Q$ Q% y1 Z! h& L6 w1 T$ A0 ^
2 t9 D. M6 p- r" N! A9 e' C
衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是:芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。) @! C0 Y; d- N, |+ R( z# E2 G
封装时主要考虑的因素:
" I! z8 e( \2 ?9 Z+ t2 K芯片面积与封装面积之比,为提高封装效率,尽量接近1:1。
N0 }$ \9 Y( ~0 v+ f+ u' v引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能。/ j6 E6 F" v8 l- z
基于散热的要求,封装越薄越好。
# t( o1 k5 R. {5 z% @/ n! J封装大致经过了如下发展进程:" \ c& S% Q, D8 P, e
结构方面。( a6 s1 {/ v- n# s$ t
TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。- F% n' X! z! P. V' f
材料方面。金属、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。1 H5 l! O Z# m* G5 Z
引脚形状。长引线直插→短引线或无引线贴装→球状凸点。5 u9 O9 p. x1 d6 v& m9 k2 {
装配方式。通孔插装→表面组装→直接安装。
' M" e$ p F' ^8 U: J以下为具体的封装形式介绍:7 @' i# Z& E! I6 t0 M" j% P
一、SOP/SOIC封装SOP是英文Small Outline Package的缩写,即小外形封装。·
- o+ Y( }* y7 c# R: d3 {SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派生出:
& A1 b! R0 m+ z( i: ASOJ,J型引脚小外形封装6 R. {& z' o4 z- ?! q
TSOP,薄小外形封装
4 J6 q. ?# x+ e( q) t7 |9 }VSOP,甚小外形封装* d) M8 X U+ D% J0 V0 Y
SSOP,缩小型SOP) o, v( y/ A0 @( ?* T( F* l: k1 ^
TSSOP,薄的缩小型SOP% n" f4 U: i; N, w; `/ F0 X
SOT,小外形晶体管 x/ W3 w. w: j# ^+ y# }) W
SOIC,小外形集成电路( i4 \. ?: J# k6 }* M/ [
二、DIP封装DIP是英文“Double In-line Package”的缩写,即双列直插式封装。/ W2 v ~+ {. t2 e/ x) L
插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。0 V3 j. t$ }6 N/ \0 p
5 S4 }: W: b7 V* `! F: |, I三、PLCC封装PLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写,即塑封J引线芯片封装。. |1 O! H& x* x, ^1 `1 p
PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。9 W d# ?# Y: x2 `& A& h! e
5 A4 }( J i% m- S$ q
四、TQFP封装TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的缩写,即薄塑封四角扁平封装。四边扁平封装工艺能有效利用空间,从而降低对印刷电路板空间大小的要求。$ p3 a9 x# g0 k0 R$ K4 y5 V
由于缩小了高度和体积,这种封装工艺非常适合对空间要求较高的应用,如pcmcia卡和网络器件。几乎所有altera的cpld/FPGA都有TQFP封装。1 Z0 C& S: ]$ D* N4 j* r# N
- s9 [( V8 v- s$ O1 s五、PQFP封装PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写,即塑封四角扁平封装。1 m9 b7 k$ Z- h+ `# N
PQFP封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细。一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。
* Q, X" J+ I k# j* B8 V% s- g( r! M
六、TSOP封装TSOP是英文“Thin Small Outline Package”的缩写,即薄型小尺寸封装。TSOP内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚。TSOP适合用SMT(表面安装)技术在PCB上安装布线。0 @# J3 P( ^3 `6 o# @& m" M
TSOP封装外形,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动)减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。
6 P& V/ r4 j" a: {3 O4 B; k( ~! K
七、BGA封装BGA是英文“Ball Grid Array Package”的缩写,即球栅阵列封装。20世纪90年代,随着技术的进步,芯片集成度不断提高,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA封装开始被应用于生产。
$ p" r; Z8 O8 D y9 q采用BGA技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高两到三倍,BGA与TSOP相比,具有更小的体积,更好的散热性和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升,采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下,体积只有TSOP封装的三分之一。另外,与传统TSOP封装方式相比,BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径。2 C. S+ m% B# u$ n4 R7 }
$ x, Y, L/ h( X! |$ i; N" v
BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率。虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能。厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。
" C+ ]' C9 J: y2 d6 x
: `% ?6 C, j+ t* a. {3 v八、TinyBGA封装说到BGA封装,就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术。TinyBGA英文全称为“Tiny Ball Grid”,属于是BGA封装技术的一个分支,是Kingmax公司于1998年8月开发成功的。其芯片面积与封装面积之比不小于1:1.14,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2~3倍。与TSOP封装产品相比,其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。! F7 U2 [/ B# s% V
9 B" b8 K) D& }8 Y7 h( M. r' Y采用TinyBGA封装技术的内存产品,在相同容量情况下体积,只有TSOP封装的1/3。TSOP封装内存的引脚是由芯片四周引出的,而TinyBGA则是由芯片中心方向引出。这种方式有效地缩短了信号的传导距离,信号传输线的长度仅是传统的TSOP技术的1/4,因此信号的衰减也随之减少。这样不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能,而且提高了电性能。采用TinyBGA封装芯片可抗高达300MHz的外频,而采用传统TSOP封装技术最高只可抗150MHz的外频。' g/ `5 b) M. Y" Z. i
/ [5 c' ]- [( z
TinyBGA封装的内存其厚度也更薄(封装高度小于0.8mm),从金属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm。因此,TinyBGA内存拥有更高的热传导效率,非常适用于长时间运行的系统,稳定性极佳。
8 u; \( p( I3 E5 m
1 ]% |6 i, P: p0 U4 t& u; \九、QFP封装QFP是“Quad Flat Package”的缩写,即小型方块平面封装。QFP封装在早期的显卡上使用的比较频繁,但少有速度在4ns以上的QFP封装显存,因为工艺和性能的问题,目前已经逐渐被TSOP-II和BGA所取代。QFP封装在颗粒四周都带有针脚,识别起来相当明显。四侧引脚扁平封装。表面贴装型封装之一,引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。) F B6 `4 W/ I( S1 b0 Q" O
基材有陶瓷、金属和塑料三种。从数量上看,塑料封装占绝大部分。当没有特别表示出材料时,多数情况为塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引脚LSI封装,不仅用于微处理器,门陈列等数字逻辑LSI电路,而且也用于VTR信号处理、音响信号处理等模拟LSI电路。5 r+ s( `8 ^" R, e
; X/ @2 S7 ? ]- x
引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多种规格,0.65mm中心距规格中最多引脚数为304。
" O# [- m! j5 X |
|