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封装的好坏,将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。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。/ h4 X& R0 O3 k; c. `$ N
封装时主要考虑的因素:
7 ]& J8 H8 z: G+ O封装大致经过了以下发展进程:6 H* H; o# l4 M
下面为具体的封装形式介绍:
, Q, u+ w7 E, a) I5 H
1 S% Y7 p8 g) }1、SOP/SOIC封装, X8 T5 i/ T: S" Z
SOP是英文Small Outline Package的缩写,即小外形封装。4 ~/ B2 \$ [$ @" U+ V0 M) D
(SOP封装)
: l' w. S6 K- DSOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派生出:SOJ,J型引脚小外形封装 TSOP,薄小外形封装 VSOP,甚小外形封装 SSOP,缩小型SOP TSSOP,薄的缩小型SOP SOT,小外形晶体管 SOIC,小外形集成电路
2 Y9 ^0 s* r N
3 X# J' W( U$ Y# A9 y2、DIP封装1 s; L3 d! ]. ?+ ~6 ]2 h) B3 `4 T
DIP是英文“Double In-line Package”的缩写,即双列直插式封装。3 w" K0 S/ y* O; h
4 F, o0 v1 a% c* N
(DIP封装)8 |1 ?$ Q0 G( z/ E0 N( X
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。, c# \7 T: {9 e2 |4 m9 h
3、PLCC封装
1 n: e% W1 u( X: n- [8 b( z& h3 hPLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写,即塑封J引线芯片封装。
! d) b. t4 L7 B7 j+ c9 G- t(PLCC封装)) z) p; N" L w Z3 z. e
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。& q/ h' d' E. H/ B- k, K) V4 Z
4、TQFP封装6 G2 p* |8 ?/ `4 O
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。
* |. h) o5 H1 h(TQFP封装)
7 B3 R- ?. c' r% L3 F1 C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。
4 y$ \3 E7 A3 t7 N5、PQFP封装5 D8 _! \ _: b3 W, p
6 K: g" ?! X5 p% R% b4 p1 C4 N
PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写,即塑封四角扁平封装。
6 k. N& m, ~. O* Y/ X/ l(PQFP封装)3 a1 q: o& s4 M- ~- L: H4 F
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。- J B7 A1 o# X
6、TSOP封装
: U: P, ~7 p8 D! }( ?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。8 T$ |& @& q! S* S8 X
(TSOP封装)) k, m6 A- R. n' K) \$ `" |
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。7 y* u1 G1 B# v2 s% r- K: T ^& w' }+ ~7 b
7、BGA封装* R7 V* C2 _% R% L2 s5 E
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。
3 ?0 t- h7 o8 n8 X(BGA封装)9 T) q: x+ ]6 y1 X* C* A; J0 m
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。& Q6 P# e5 `8 ~" M0 o, M* b
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。4 x! B0 U7 n: h2 O1 \
8、TinyBGA封装- D* x) E- n* ]" g% |5 W+ z! t
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。
( F; w4 ^0 L- o6 i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。
`5 v9 x1 G8 g$ C7 {- S4 nTinyBGA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。* w1 ^+ ^8 R% |. `+ |7 y; b
9、QFP封装
* r% @' q5 m9 m8 V: n- cQFP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。! q* J0 a2 k3 t# b/ Z
(QFP封装)
: a/ X- e/ _' ~3 B$ o 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。# F- X8 Q0 y0 d% f4 L* _
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。
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