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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。& E) ~ p, f% s
封装时主要考虑的因素:( `4 o; r1 [4 Q9 s8 E0 d( P6 H
封装大致经过了以下发展进程:' y! o2 t( R# _( W* T# {7 T
下面为具体的封装形式介绍:
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# c& P( h1 ?' K: a" P1、SOP/SOIC封装2 b" i" n' `9 `' Z- `5 e
SOP是英文Small Outline Package的缩写,即小外形封装。
! {# \5 v; d4 p# i# j(SOP封装)
+ w1 c2 W' s) a7 ?2 }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: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
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3 E8 {- v, a6 i. z7 G, x& v2、DIP封装
$ |7 U; y7 C- V* Q5 pDIP是英文“Double In-line Package”的缩写,即双列直插式封装。) D# ~+ y# P( @# J' R; ?
; t; d, o Z+ f9 M+ \- z(DIP封装)
/ X9 g% p& I+ \ f. r3 f+ ~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。: J2 b4 e$ N! a2 \+ b6 F+ P
3、PLCC封装. z+ J$ G# a( W2 Y
PLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写,即塑封J引线芯片封装。
3 T8 [, x$ G8 k& c; `6 I(PLCC封装)
$ S7 ?+ O, p5 i) f/ o7 e6 pPLCC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。
2 K) z( q! E( ~ ?0 M9 C5 j! c5 C! l. S4、TQFP封装
6 D6 Q) d3 a8 G$ e, vTQFP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。5 ~- W/ o7 t, W! { a6 n
(TQFP封装)
% D' ^1 Q2 Q/ R8 I; 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。! _& j- @7 f9 G' y! @
5、PQFP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。/ i& O; q+ D4 q) _! u
(PQFP封装)
& m. B5 w; Z8 |8 N3 ?: XPQFP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。# V* u2 i+ ?% j( j: w' K9 }$ N
6、TSOP封装7 d, N+ B' U. ^& s$ d6 [) H
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。
; U9 W% Y( ]6 v( J% p I* {. T/ A(TSOP封装)4 x1 k" A0 Q) O* |/ m( C, m1 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。/ s" `9 M" w- `9 f% P
7、BGA封装2 K3 ]- p$ U |
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 G' c* g6 c' P, _( k8 e: q5 ?
(BGA封装)4 V' \* G# c7 S; W! o. X
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。% U/ n& _& \5 g1 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。0 B5 S2 A$ o0 c/ {
8、TinyBGA封装
; Y. u& s2 S8 q! t1 J }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。. B" z) F0 _4 s- t, p3 g
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。4 `4 k% X Y4 s; ]
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。* \+ _( S# [: f
9、QFP封装 @' ^1 K- ?+ r0 ?5 v* Z9 c
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。
" a& b2 I4 j: T7 u(QFP封装)
& A/ c9 f2 u2 \/ W2 ^5 r9 {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。
$ J% C6 K [& c' R1 Y w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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