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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。+ x" j+ N6 ^# N9 y0 q3 A. _ \
封装时主要考虑的因素:
4 m; R& @" K2 a; M封装大致经过了以下发展进程:" ~. T/ u. W$ g$ U
下面为具体的封装形式介绍:
0 H( |! s) `8 P+ e: [6 g8 G
5 _; u1 Z0 ~8 d! P9 I# t6 W- _+ h1、SOP/SOIC封装/ G) i' [; r' v: T$ B5 ]
SOP是英文Small Outline Package的缩写,即小外形封装。- V' W; _: Y. V* d
(SOP封装)
( q. T$ ?$ ?- b& qSOP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 * K$ k4 U0 a9 j. [9 t8 j
) {' Y& W1 W% A ~: h+ V6 F3 h& E
2、DIP封装: _1 |5 Y: c: d1 Y. L! b7 Q
DIP是英文“Double In-line Package”的缩写,即双列直插式封装。
) V/ A5 r: Q8 Q" D1 g0 ^
+ _! g, T( G! ^; I, b& K(DIP封装)) ^7 @4 |6 U$ M5 K1 b5 I
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。
& g3 S* v$ m# Y* W" B+ o$ \3、PLCC封装
( w# R2 d6 X6 l* k/ L: TPLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写,即塑封J引线芯片封装。5 k6 U# V1 V* d+ p: |
(PLCC封装)
0 I5 q: ~3 _! FPLCC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。
0 }5 F2 k, f& T% }' f0 C `1 i- r: c' O4、TQFP封装
( w. W; K; d% @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。
, O, i% e. v3 b3 `(TQFP封装)
! o6 J' U! t# a+ D9 P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。
" |9 j0 b2 k1 T5 o0 ]5、PQFP封装# x" Y O; @) W0 w) D
: U: |1 P' [3 ?( j1 t+ oPQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写,即塑封四角扁平封装。
- w+ @ {3 ?( ? W% J(PQFP封装)0 z/ U/ y4 G5 F9 T) m
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。& F" S) ?5 ?% z; W5 J( P: |4 r
6、TSOP封装" e7 x/ B6 N& Y1 N& j- ]2 M Z
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。
1 L' C# z% B% u/ t" u(TSOP封装)
0 T* |4 h- _) ~3 p V5 l- y: J! CTSOP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。8 Z/ f7 C+ \+ p/ c' w
7、BGA封装- v3 X$ X/ P8 x t1 E. g
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。
# z X6 R7 O3 G$ \, ~6 Q(BGA封装): X5 ]2 o' m* X) y
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。; w8 W, G8 L# \: w
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。9 w3 |7 g# N( f* W0 h
8、TinyBGA封装/ Y; z$ T& {4 d, ?0 W: G
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。! {% N q/ @* H0 }: @9 O4 n S
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。
+ _3 z2 H |4 W! f9 X& a9 I8 cTinyBGA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。5 z& W( ^; f; W* a& d
9、QFP封装
/ S* R: I- z' J0 [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。
& ^5 z8 j; i2 s! `' Y4 P! A g0 F( U(QFP封装)
6 B# B/ T3 B8 I; r: _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 V+ C3 x' V% m$ g7 R7 b* k+ ^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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