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标题: 介绍9种常见的芯片封装技术 [打印本页]
作者: rural    时间: 2021-2-19 13:18
标题: 介绍9种常见的芯片封装技术
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。
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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。
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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。. \- J, m, T0 g- y7 J% _% v7 c# v

; ^" X: z, j; ]7 Q▍封装时主要考虑的因素：
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4 \; ?  U3 \- f- i芯片面积与封装面积之比，为提高封装效率，尽量接近1:1。
6 i1 \9 |6 Z) Q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。
& v2 p' i! Z# E+ m" g基于散热的要求，封装越薄越好。
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( k# ]( O; v8 @7 o7 U8 ~8 S- n▍封装大致经过了如下发展进程：: [+ @8 s% Q- x% U# `

4 G" F, ~$ ], G/ J' ?结构方面。
+ K  C0 K0 U9 i, M9 m# STO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。
1 d" @6 `! L6 Z1 j5 I! c: [5 c; O材料方面。金属、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。
5 s5 H- a' c2 ?  f4 r5 ?引脚形状。长引线直插→短引线或无引线贴装→球状凸点。
1 @" y/ l5 F; \! I3 x装配方式。通孔插装→表面组装→直接安装。
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▍以下为具体的封装形式介绍：
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SOP/SOIC封装8 m' C' N" t! L. m, ^% O

. \$ Q1 y0 p( K4 _$ ~4 ?9 I( C) ZSOP是英文Small Outline Package的缩写，即小外形封装。
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# ^6 ~$ K9 U/ l! j/ e# ISOP封装
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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：
/ ^! i) r- X. X9 t3 {% U% `$ GSOJ，J型引脚小外形封装
4 ~% y% v0 ^4 `! {0 o/ I# @2 VTSOP，薄小外形封装
# G- W% k2 b( g/ }! UVSOP，甚小外形封装. e5 d9 ?+ O3 Z1 Q, V) K, M
SSOP，缩小型SOP2 o& x9 Z0 X3 ?5 d
TSSOP，薄的缩小型SOP
7 \3 Y, g5 R+ k5 fSOT，小外形晶体管
5 L* g" N3 Y* S8 _, h4 a% ?" VSOIC，小外形集成电路
$ K" l' F% M8 Y% y0 }/ h
( u5 H1 h' w. T  {. z3 q) W1 A( vDIP封装
+ v/ z9 L5 N. a% r1 [; O' F* B/ o& e! A! P! U9 Q: {
DIP是英文“Double In-line Package”的缩写，即双列直插式封装。! h1 x; ^. S: z( P5 K
$ j. p$ F: s$ Q7 N! x. @: C
DIP封装
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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。; Z# d# R, g, C
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PLCC封装
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PLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写，即塑封J引线芯片封装。' |" f; v. w- j$ D/ b  e
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# _1 e: H; t; k: P& O% DPLCC封装
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$ T( r" u6 A; p8 q/ V1 ?& j7 CPLCC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。: Z; c4 B$ ]5 Z
) Q, ]( J6 z; B
04TQFP封装
6 u/ x4 P  T! M6 a8 ?) V! k! B4 d' Z8 k5 J9 |5 N" q/ T
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。! U, r0 O1 g1 Y/ ~/ _

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TQFP封装4 X+ h/ I: O+ n. g5 ]( b: e5 m

( b/ H, m$ o& E0 B1 c% `5 J1 q3 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。
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0 u0 F# x' O+ PPQFP封装
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PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写，即塑封四角扁平封装。
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PQFP封装
4 ]! k$ r2 y3 x. L# \: w, d2 y# |) |$ ?$ N& X8 [" @
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。3 T* u1 ^% ?6 k( p1 i( Q

4 V4 Y- Z. Q8 T/ l" mTSOP封装) R$ r1 q& x9 V' w8 v% l8 Z. l
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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。
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- M& J. Z) }4 @( l9 T" c. KTSOP封装' z) B7 c) K8 z

: _- Z/ B$ c9 h& I3 x* _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 m9 N4 D# m/ p: y" \8 p
! y) h+ I1 |0 {2 J  a1 [: L
BGA封装: T- |& H, T8 E3 e! |  A
9 L* K1 l4 j! u& Z* H, Y
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。, k, H: Y2 y: f+ `( X$ d
, N, l* c" `. |) D7 A
BGA封装& ~, d; `: |4 a6 t" e; n: k1 Q

8 ^, A6 \. m' w$ A% ?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。
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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。
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TinyBGA封装
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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。
) r. L* y' ~0 l# ~. U# _9 T9 V! q; U' _, `" 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。  X" f6 t7 c# j+ O# F1 \0 C# J4 J
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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。9 ~. Y8 S) \. L" Q  F1 u7 f  V4 `: ]
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QFP封装6 d. L+ Q; T- W& u& c7 x1 k( \
) w5 G: H: K, e, t$ `  H
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。0 V, _) O# b: r3 i8 y$ Q2 i5 ]1 R
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QFP封装
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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。, v* K" N& M5 l" T+ G( E* |

6 g' c9 r  G! |) q$ V: R6 e6 j4 n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。. d( Q# J  Z+ m9 U; `$ J& x4 t
作者: embnn    时间: 2021-2-19 13:52
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。
作者: chenliangy    时间: 2021-2-25 17:52
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