芯片封装详细介绍

plug

一、DIP双列直插式封装
* N6 p: H% Q5 Q　　DIP(DualIn－line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。
$ U0 F; K/ H. ^( o6 d/ Z
, O, ]1 i; p* ^4 w) f$ N+ mDIP封装具有以下特点：

' N+ ?2 C( w" k( B. K　　1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。
1 R7 _$ `& l) M6 X  ?1 E' a4 o6 x4 w　　2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。

& ^# O; l0 X- r5 x# E0 n" o二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装
2 A) C0 z/ L$ a" x  F' n+ y5 B　　QFP（Plastic Quad Flat Package）封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。
　　PFP（Plastic Flat Package）方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。QFP/PFP封装具有以下特点：
7 A; m, j+ a2 u6 b- d) h, D1 }
0 X8 `" Z0 n& F  ^　　1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。
3 e3 g+ Y( k1 f0 w　　2.适合高频使用。
) K9 V3 }  H5 N0 }4 @( y; u　　3.操作方便，可靠性高。
　　4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。
% `7 ~2 M" n; M0 a7 C" K& h8 E
三、PGA插针网格阵列封装
& ^' H' Y- l: y! o$ g5 z" ~　　PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少，可以围成2-5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸，从486芯片开始，出现一种名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。
, c. z2 k/ f, n) w" ]4 y　　ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起，CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起，则压力解除，CPU芯片即可轻松取出。
5 P9 f8 E7 B' @# c- lPGA封装具有以下特点：

　　1.插拔操作更方便，可靠性高。
/ g3 C3 t' c) N% L' C. V  `6 `　　2.可适应更高的频率。

3 r" b9 f( a7 U3 x2 f5 u) _" Z四、BGA球栅阵列封装
　　随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208 Pin时，传统的封装方式有其困难度。因此，除使用QFP封装方式外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片与芯片组等）皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。BGA封装技术又可详分为五大类：

　　1.PBGA（Plasric BGA）基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。

　　2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。

! H4 w0 }& F% R0 z. _　　3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。
2 O# \. _! z: m& v  k3 m' c/ g$ n1 j% i
　　4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。
* }' `; ?8 _, u; _$ L3 a* t
4 }" R, p5 w( c* w9 o5 D* O　　5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。
( T8 e) {0 f3 d: Y% hBGA封装具有以下特点：
! B% W, D0 C/ @% `; E1 o& k+ `
2 Y% V7 p0 J" n3 _6 B　　1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。
* _' y! a* [/ A& H3 }  x8 p$ @　　2.虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。
7 q5 {! p; k$ _+ s0 S) ~　　3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。
1 C! ]3 b1 ]8 P! B3 s　　4.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。
　　BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel公司在电脑CPU中（即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热门的IC封装技术，其全球市场规模在2000年为12亿块，预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。
0 a7 p4 C, T) z. d. [. g五、CSP芯片尺寸封装
　　随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。它减小了芯片封装外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒（Die）大不超过1.4倍。
CSP封装又可分为四类：
5 j/ I7 F6 f' E0 m2 L
$ M* p! b. y  ~　　1.Lead Frame Type(传统导线架形式)，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。
) ~, F7 R" L. |6 W1 s- K* R7 N  b$ b
　　2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型)，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。

' b" N% {* n( y  I( d/ g　　3.Flexible Interposer Type(软质内插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气（GE）和NEC。
2 U: r  j6 j& [: O8 X
　　4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装)：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。
CSP封装具有以下特点：
6 S2 r$ h+ C% w( y) i$ v
　　1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。
; N( ~4 A) M% X4 G　　2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。
+ ?$ @$ F7 _+ t& c% R) _% C　　3.极大地缩短延迟时间。

　　CSP封装适用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。
六、MCM多芯片模块
3 O" V- v6 u0 L( B# v- Z　　为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题，把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统，从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。MCM具有以下特点：
6 w, I3 p7 v, E+ _% ^, c: }" B9 a9 U
  I( X& ]9 M. s- ?　　1.封装延迟时间缩小，易于实现模块高速化。
+ Q/ ]2 \) u) X% V* x　　2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。
# a# P& T( e5 \8 Z! B( d　　3.系统可靠性大大提高。
　　总之，由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展，集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化，而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展
! I! s" z3 n0 X" F" ]& ?8 e, u

SIN2020

是的，随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。它减小了芯片封装外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒（Die）大不超过1.4倍。

lhprjj

学习了，感谢分享

rergr

采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上
# I$ z2 p3 g5 x- h