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      九種常見的元器件封裝技術介紹

      發布時間:2020-01-17 責任編輯:xueqi

      【導讀】以下為大家詳細介紹九種常見的元器件封裝技術。元件封裝起著安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等方面的作用。同時,通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件相連接,從而實現內部芯片與外部電路的連接。
       
      因此,芯片必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。而且封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝的好壞,直接影響到芯片自身性能的發揮和與之連接的PCB設計和制造,所以封裝技術至關重要。
       
      衡量一個芯片封裝技術先進與否的重要指標是:芯片面積與封裝面積之比,這個比值越接近1越好。
       
      ▍封裝時主要考慮的因素:
       
      芯片面積與封裝面積之比,為提高封裝效率,盡量接近1:1。
       
      引腳要盡量短以減少延遲,引腳間的距離盡量遠,以保證互不干擾,提高性能。
       
      基于散熱的要求,封裝越薄越好。
       
      ▍封裝大致經過了如下發展進程:
       
      結構方面。TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。
       
      材料方面。金屬、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。
       
      引腳形狀。長引線直插→短引線或無引線貼裝→球狀凸點。
       
      裝配方式。通孔插裝→表面組裝→直接安裝。
       
      ▍以下為具體的封裝形式介紹:
       
      SOP/SOIC封裝
       
      SOP是英文Small Outline Package的縮寫,即小外形封裝。
       
      SOP封裝
       
      SOP封裝技術由1968~1969年菲利浦公司開發成功,以后逐漸派生出:
       
      SOJ,J型引腳小外形封裝
       
      TSOP,薄小外形封裝
       
      VSOP,甚小外形封裝
       
      SSOP,縮小型SOP
       
      TSSOP,薄的縮小型SOP
       
      SOT,小外形晶體管
       
      SOIC,小外形集成電路
       
      DIP封裝
       
      DIP是英文“Double In-line Package”的縮寫,即雙列直插式封裝。
       
      DIP封裝
       
      插裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出,封裝材料有塑料和陶瓷兩種。DIP是最普及的插裝型封裝,應用范圍包括標準邏輯IC,存貯器LSI,微機電路等。
       
      PLCC封裝
       
      PLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的縮寫,即塑封J引線芯片封裝。
       
      PLCC封裝
       
      PLCC封裝方式,外形呈正方形,32腳封裝,四周都有管腳,外形尺寸比DIP封裝小得多。PLCC封裝適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線,具有外形尺寸小、可靠性高的優點。
       
      04TQFP封裝
       
      TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的縮寫,即薄塑封四角扁平封裝。四邊扁平封裝工藝能有效利用空間,從而降低對印刷電路板空間大小的要求。
       
      TQFP封裝
       
      由于縮小了高度和體積,這種封裝工藝非常適合對空間要求較高的應用,如PCMCIA卡和網絡器件。幾乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封裝。
       
      PQFP封裝
       
      PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的縮寫,即塑封四角扁平封裝。
       
      PQFP封裝
       
      PQFP封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細。一般大規模或超大規模集成電路采用這種封裝形式,其引腳數一般都在100以上。
       
      TSOP封裝
       
      TSOP是英文“Thin Small Outline Package”的縮寫,即薄型小尺寸封裝。TSOP內存封裝技術的一個典型特征就是在封裝芯片的周圍做出引腳。TSOP適合用SMT(表面安裝)技術在PCB上安裝布線。
       
      TSOP封裝
       
      TSOP封裝外形,寄生參數(電流大幅度變化時,引起輸出電壓擾動)減小,適合高頻應用,操作比較方便,可靠性也比較高。
       
      BGA封裝
       
      BGA是英文“Ball Grid Array Package”的縮寫,即球柵陣列封裝。20世紀90年代,隨著技術的進步,芯片集成度不斷提高,I/O引腳數急劇增加,功耗也隨之增大,對集成電路封裝的要求也更加嚴格。為了滿足發展的需要,BGA封裝開始被應用于生產。
       
      BGA封裝
       
      采用BGA技術封裝的內存,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高兩到三倍,BGA與TSOP相比,具有更小的體積,更好的散熱性和電性能。BGA封裝技術使每平方英寸的存儲量有了很大提升,采用BGA封裝技術的內存產品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一。另外,與傳統TSOP封裝方式相比,BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。
       
      BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術的優點是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距并沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率。雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能。厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少;寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。
       
      TinyBGA封裝
       
      說到BGA封裝,就不能不提Kingmax公司的專利TinyBGA技術。TinyBGA英文全稱為“Tiny Ball Grid”,屬于是BGA封裝技術的一個分支,是Kingmax公司于1998年8月開發成功的。其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高2~3倍。與TSOP封裝產品相比,其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。
       
      采用TinyBGA封裝技術的內存產品,在相同容量情況下體積,只有TSOP封裝的1/3。TSOP封裝內存的引腳是由芯片四周引出的,而TinyBGA則是由芯片中心方向引出。這種方式有效地縮短了信號的傳導距離,信號傳輸線的長度僅是傳統的TSOP技術的1/4,因此信號的衰減也隨之減少。這樣不僅大幅提升了芯片的抗干擾、抗噪性能,而且提高了電性能。采用TinyBGA封裝芯片可抗高達300MHz的外頻,而采用傳統TSOP封裝技術最高只可抗150MHz的外頻。
       
      TinyBGA封裝的內存其厚度也更薄(封裝高度小于0.8mm),從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.36mm。因此,TinyBGA內存擁有更高的熱傳導效率,非常適用于長時間運行的系統,穩定性極佳。
       
      QFP封裝
       
      QFP是“Quad Flat Package”的縮寫,即小型方塊平面封裝。QFP封裝在早期的顯卡上使用的比較頻繁,但少有速度在4ns以上的QFP封裝顯存,因為工藝和性能的問題,目前已經逐漸被TSOP-II和BGA所取代。QFP封裝在顆粒四周都帶有針腳,識別起來相當明顯。四側引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一,引腳從四個側面引出呈海鷗翼(L)型。
       
      QFP封裝
       
      基材有陶瓷、金屬和塑料三種。從數量上看,塑料封裝占絕大部分。當沒有特別表示出材料時,多數情況為塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引腳LSI封裝,不僅用于微處理器,門陳列等數字邏輯LSI電路,而且也用于VTR信號處理、音響信號處理等模擬LSI電路。
       
      引腳中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多種規格,0.65mm中心距規格中最多引腳數為304。
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