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芯片封装之多少与命名规则

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发表于 2021-10-8 11:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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一、DIP双列直插式封装
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DIP(DualIn-linePackage)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝 大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯 片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。1 }. R6 z) i: J7 i

6 ]1 d! d0 \! j# J5 ADIP封装具有以下特点:
  g) R. }! i. G" d: t" |% H4 I0 J
1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。
' Q  ]& P, Y, t4 W+ Q' S* h  c3 e: \
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。
" ]0 N8 B. U% ?3 U+ y$ C% f" c2 E8 ?6 n
Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。5 Q/ t( R: I. _! p7 n& I. R' w) Z

+ r  A- o2 ~9 G( \2 @7 Q二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装! u; |+ G7 h- t  t% O, H& [$ D( M

5 h; D$ G  q4 ?: MQFP (PlasticQuadFlatPackage)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般 在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面 上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。. k" h/ C' @- m( E8 m
/ ?5 J& c( Q% ]4 A
PFP(PlasticFlatPackage)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。
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QFP/PFP封装具有以下特点:* \' Y; y# |7 A

. c' m4 k& r& I. Y- W0 L: x% {/ ]1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。" [+ ~! |" }( c" u- _6 T2 X
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2.适合高频使用。' M/ t  d) w! N8 I6 x

- e6 a1 E- s+ v3 K8 C3 Q6 J3 u3.操作方便,可靠性高。, P* Y$ ]9 h" \2 X/ [6 f, ?0 u
6 h0 \2 J& x5 l5 H# q) ?
4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。
  `" b) L1 R" c5 Y1 ]: c  N( m, T+ b' S
: @1 @' Y0 j% T1 N+ IIntel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。
$ B9 W. {+ |& _) r3 i- _! M
8 W; l( s- C' X2 T) Q* Q三、PGA插针网格阵列封装
" s1 q, J  H' D2 y( d+ c$ |# h5 T4 z. N4 c
PGA (PinGridArrayPackage)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的 多少,可以围成2-5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座, 专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。
. p3 Q6 L! C- Y2 S9 h; K& G, x% J$ ~6 s- e2 a  z* M, m3 k$ f2 o
ZIF(ZeroInsertionForceSocket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的引脚与插座牢牢地接触,绝对不存在接触不良的问题。) X8 @4 o7 L0 Z* q
) Q* U: w: K% i
而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。
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PGA封装具有以下特点:1 M# ]# \# `$ V$ Z# Z

* V5 K$ v7 N! k, s7 ~$ A1.插拔操作更方便,可靠性高。  X$ M' W: t3 |2 P- m
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2.可适应更高的频率。- X2 q0 Q% t9 I3 g3 H. M

" d. P' |/ c5 q: c1 e' G. v7 RIntel系列CPU中,80486和Pentium、PentiumPro均采用这种封装形式。
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四、BGA球栅阵列封装6 T, ^% g! K5 ^5 h
; A6 B5 l3 S$ z1 s3 L
随 着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所 谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数 芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(BallGridArrayPackage)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等 高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。
5 f/ {: W# I9 j- _  A5 ^
8 s+ C; a! f, W- f0 \/ e) K! cBGA封装技术又可详分为五大类:' I. @) i% Z0 w, z

% Y$ q0 j( r3 g7 C0 v( ~( h  B1.PBGA(PlasricBGA)基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,PentiumII、III、IV处理器均采用这种封装形式。! S- X& E$ ]0 U
2 I7 j, U6 @9 R) j$ f+ o
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装方式。Intel系列CPU中,PentiumI、II、PentiumPro处理器均采用过这种封装形式。4 s0 M# M, s& ^2 z- x! u
5 W6 n/ K! \) d; V/ A- S" S4 u- j
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。$ j: c& i' ]1 \+ {% g% [5 U

8 L* n: P5 W% H+ k4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。; D- c1 D: q* y/ L% x/ X% F
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5.CDPBGA(CarityDownPBGA)基板:指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。8 k1 |1 K2 C$ V3 G, R% C
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BGA封装具有以下特点:
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. z2 a7 X$ e. @1 z1.I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。
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2.虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。
% c% }) z# `7 `5 [
' ~: P* t9 t( {- \3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。! l8 U& j! ~& k+ S) _$ t9 P

9 a8 M$ ^: |9 V$ w4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。
1 `4 \/ }* q- m7 V  E) N; t# C
2 _$ y6 a4 h$ y: f2 O0 uBGA 封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城(Citizen)公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。而后, 摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。 直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组(如i850)中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩 展发挥了推波助澜的作用。1 R7 v6 @  X2 q  y

6 s1 @  j# y/ L' |- e4 o* V' C目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。* [4 X7 x. l0 V' c& M# W
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五、CSP芯片尺寸封装
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$ U0 L3 K: p1 V  r随 着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP(ChipSizePackage)。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸 有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒(Die)大不超过1.4倍。3 }8 N; t  T- l! D$ v$ P/ J
7 S6 X0 Z+ l5 ~9 V) f: H4 k2 v5 V! g
CSP封装又可分为四类:* a# i6 v- ?2 r$ @0 l" J# p

  X' P) D3 F3 Y! H8 m! M0 u1.LeadFrameType(传统导线架形式),代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。
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2.RigidInterposerType(硬质内插板型),代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。) l/ O5 y7 M- l  j4 Q

, D* X' ]! X2 |3.FlexibleInterposerType(软质内插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。0 X6 q6 G8 j7 ]1 Y# D+ ]% T

' j/ |. H! D( y* O4.WaferLevelPackage(晶圆尺寸封装):有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。
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6 b& {8 o0 ]  Y+ ^0 BCSP封装具有以下特点:/ B5 r& E' W# Y* ]

7 e  X) m4 B) v/ P6 l0 _1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。
: w" S' c" U# r: e  ]
2 [* y& N) {/ `- m' }. |2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。- L# `4 i: M; ]0 ~

1 T  R3 ~& z4 g2 S. s. Q+ H3.极大地缩短延迟时间。
$ u; d4 F- L9 K$ K+ c0 S! _7 ?8 B; @* @9 Y% y& ~( i" @8 a& l5 t
CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。
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9 z9 ~3 d% {1 k2 s  l" x$ D! V: t六、MCM多芯片模块8 R0 |, b6 V' q7 G; ~0 m7 B! b
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为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(MultiChipModel)多芯片模块系统。0 G$ }, g' v' U& r' j; V

, `8 z1 H, |& @# y+ Z$ [MCM具有以下特点:! v1 [6 }7 T" \1 S* Q
: ?. Q2 z3 z# ]% x% i" Y
1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。
5 b& d4 j2 G0 {6 ^0 c, P, b/ `6 `: s7 i1 ~0 o7 ^% V
2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。) ?6 n2 H1 h  H- H

" a7 d9 ]6 ^: r  `( D, T( O* O- p3.系统可靠性大大提高。
6 }7 Q- p" p+ m- |/ y% y4 {4 J  m* Y5 [5 A
总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。
1 y5 w) ]2 L! O% i, k* x. @声明。
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该用户从未签到

2#
发表于 2021-10-8 13:05 | 只看该作者
QFP/PFP封装适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

该用户从未签到

3#
发表于 2021-10-8 14:19 | 只看该作者
QFP 封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-27 15:07
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    4#
    发表于 2021-10-8 14:25 | 只看该作者
    芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大
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