芯片封装,简单来说就是把厂商生产的集成电路裸芯片放在一个承载基板上,然后引出管脚,再把封装固定成一个整体。可以保护芯片,相当于芯片的外壳。既能固定和密封芯片,又能增强其电加热性能。所以封装在CPU等大规模集成电路中起着非常重要的作用。
今天,让下面用非网络编辑器介绍一些常见的芯片封装类型。
双列直插式
DIP是指双列直插式封装的集成电路芯片。大多数中小型集成电路都采用这种封装形式,管脚数一般不超过100个。DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入DIP结构的芯片插座。当然也可以直接插入到电路板上相同数量和几何排列的焊接孔中进行焊接。插入和取出DIP封装的芯片时,应特别小心,以免损坏引脚。
DIP封装结构包括多层陶瓷双列直插式、单层陶瓷双列直插式、引线框架式DIP(包括玻璃陶瓷密封型、塑封结构型、陶瓷低熔点玻璃封装型)。
DIP是最受欢迎的插件封装,其应用包括标准逻辑ic、存储器和微型计算机电路。
双列直插式组件
特点:
适用于PCB(印刷电路板)上的冲孔和焊接,操作简单。
芯片面积占封装面积的比例大,所以体积也大。
最早的CPU,比如4004、8008、8086、8088,都是采用DIP封装,上面的两排管脚可以插入插槽,也可以焊接在主板上。
在内存颗粒直接插在主板上的年代,DIP封装非常流行。还有一种SDIP的衍生物(收缩DIP),它比DIP的针密度高6倍。
现状:但由于其封装面积和厚度较大,而且插拔时引脚容易损坏,可靠性较差。同时,由于工艺的影响,这种封装方式的引脚数量一般不超过100个。随着CPU的高度集成,DIP封装迅速退出历史舞台。只有老的VGA/SVGA显卡或者BIOS芯片才能看到它们的足迹。
PQFP/PFP封装
PQFP封装芯片四周都是引脚,引脚间距很小,引脚很细。一般大规模或超大规模集成电路都采用这种封装形式,管脚数一般在100个以上。
这种形式封装的芯片必须通过SMT(表面贴装技术)与主板焊接在一起。SMT贴装芯片不需要在主板上打孔。一般主板表面都有设计好的对应引脚的焊点。将芯片的引脚对准相应的焊点,实现与主板的焊接。
PFP模式封装的芯片与PQFP模式封装的芯片基本相同。唯一的区别是PQFP一般是正方形,而PFP可以是正方形也可以是长方形。
PQFP封装
特点:PQFP封装适用于SMT表面贴装技术在PCB上安装布线,适合高频使用。它具有操作简单、可靠性高、技术成熟、价格低廉等优点。
现状:PQFP封装的缺点也很明显。由于芯片边长有限,PQFP封装的引脚数无法增加,限制了图形加速芯片的发展。平行引脚也是PQFP封装继续发展的绊脚石。因为平行引脚在传输高频信号时会产生一定的电容,进而产生高频噪声信号,而长引脚很容易吸收这种干扰噪声。就像收音机的天线一样,数百个天线相互干扰,使得PQFP封装的芯片难以在更高的频率下工作。另外,PQFP封装的芯片面积/封装面积比太小,也限制了PQFP封装的发展。90年代后期,随着BGA技术的不断成熟,PQFP终于被市场淘汰。
PGA(针栅阵列)封装
封装的PGA芯片内外有很多方形引脚。每个方形引脚沿着芯片的外围以一定的距离排列。根据针数,可形成2 ~ 5圈。安装时,将芯片插入专用PGA插座。为了方便CPU的安装和拆卸,从486芯片开始就出现了ZIF CPU插座,专门用来满足PGA封装CPU的安装和拆卸要求。这种技术一般用于插拔操作频繁的场合。
PGA封装
特点:1。插拔操作更加方便,可靠性高。
能适应更高的频率。
球栅阵列封装
随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI、VLSI和ULSI相继出现。硅片的集成度不断提高,对集成电路封装的要求也越来越严格。I/O引脚数量急剧增加,功耗也随之增加。当IC的频率超过100MHZ时,所谓的相声传统封装方法可能出现的现象,当IC的引脚数超过208引脚时,传统封装。为适应发展需要,在原有封装品种的基础上,增加了新品种——球栅阵列封装(简称BGA)。
BGA封装的I/O端子以阵列中圆形或柱状焊点的形式分布在封装下方。
球栅阵列封装
特点:
1.虽然I/O引脚的数量增加,但引脚间距比QFP大得多,从而提高了组装成品率。
2.虽然BGA的功耗增加,但可以采用可控崩片法焊接,简称C4焊接,从而提高其电热性能。
3.与QFP相比,厚度减少1/2以上,重量减少3/4以上。
4.寄生参数降低,信号传输延迟小,使用频率大大提高。
5.可采用共面焊接进行组装,可靠性高。
6.BGA封装仍然像QFP和PGA一样占据太多的基板面积。
QFP(方形扁平)包装
这种技术实现的CPU芯片的管脚间距很小,管脚很细。一般大规模或超大规模集成电路都采用这种封装形式,管脚数一般在100个以上。
方形扁平封装
特点:1。适用于SMD表面安装技术在PCB上安装布线。
2.适合高频使用。
3.操作简单,可靠性高。
4.芯片面积和封装面积之间的比率很小。
QFN包装类型
QFN是一种无引脚四方扁平封装,这是一种无铅封装,具有外围端子焊盘和芯片焊盘,用于机械和热完整性暴露。
包装可以是正方形或长方形。封装的四个侧面配备有电极触点。因为没有引脚,安装面积比QFP小,高度比QFP低。
QFN套餐
特点:1。表面贴装封装,无引脚设计。
2.无引脚焊盘设计占用更小的PCB面积。
3.元件很薄(1mm),可以满足对空间要求严格的应用。
4.极低的阻抗和自感,可满足高速或微波应用。
5.散热性能出色,主要是因为底部的大面积散热垫。
6.重量轻,适合便携式应用。
小外形的QFN封装可用于便携式消费电子产品,如笔记本电脑、数码相机、个人数字助理(PDA)、手机和MP3。从市场的角度来看,QFN包装已经吸引了越来越多的用户的关注。考虑到成本和体积的因素,QFN包装将是未来几年的一个增长点,其发展前景极为乐观。
无引线芯片载体
LCC封装形式是为无引脚芯片封装而设计的。这种封装采用贴片封装,其引脚在芯片边缘向内弯曲,靠近芯片,减少了安装体积。但是这种芯片的缺点是在使用中调试焊接非常麻烦。一般在设计上不会直接焊接到印刷电路板上。而是利用PGA封装结构的管脚适配器焊接到印刷电路板上,然后将LCC封装芯片安装在管脚适配器的LCC结构的安装槽中,这样就可以随时拆卸芯片,方便调试。
无引线芯片载体
COB封装
COB包,全称ch
COB封装是将裸芯片用导电或不导电的粘接剂粘接在互连基板上,然后引线键合实现其电连接。如果裸芯片直接暴露在空气中,很容易被污染或人为损坏,会影响或破坏芯片的功能,所以芯片和键合线都用胶水封装。
SO型包装
SO型封装包括SOP(小尺寸封装)、TOSP(薄型封装)、SSOP(缩减型SOP)、VSOP(极小尺寸封装)、SOIC(小尺寸集成电路封装)等类似QFP的封装,但只是芯片封装,两侧都有引脚。这种类型的封装是表面贴装封装的一种,引脚从封装的两侧以L 形状。
这种封装的典型特点是在封装芯片周围制作许多引脚,便于封装操作,可靠性高。是目前主流的封装方式之一,目前常用于IC的一些存储器类型。
SOP包
SIP封装
SIP封装是将多种功能芯片,包括处理器、存储器等功能芯片集成到一个封装中,从而实现一个基本完整的功能。对应SOC。不同的是,系统级封装(SOC)采用不同的芯片并排或叠加,而SOC是高度集成的芯片产品。从封装发展的角度来看,SIP是SOC封装的基础。
SiP应用广泛,包括无线通信、汽车电子、医疗电子、计算机、军事电子等。
SIP封装
晶圆级封装
3D晶圆级封装,包括CIS发射器、MEMS封装和标准器件封装。是指在不改变封装尺寸的情况下,将两个以上芯片垂直堆叠在同一封装内的封装技术。它起源于闪存(NOR/NAND)和SDRAM的叠层封装。
3D封装的主要特点包括:多功能、高效率;大容量、高密度、单位体积多种功能和应用以及低成本。
晶圆级封装
分类:
第一,包装趋势是层压(POP);低收益芯片似乎偏爱流行。
二:多芯片封装(MCP)法,而高密度高性能芯片倾向于MCP。
第三,系统级封装(SiP)技术是主要技术,其中逻辑器件和存储器件通过它们自己的工艺制造,然后在SiP封装中组合在一起。
目前,大多数闪存采用多芯片封装(MCP),通常将ROM和RAM封装在一起。多核封装(MCP)技术是通过微焊接和封装技术,将构成电子电路的各种微元件(裸芯片和芯片元件)组装在高密度多层互连基板上,形成高密度、高性能、高可靠性的微电子产品(包括元器件、组件、子系统和系统)。
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