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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) e, K* U- [# b4 U) V/ L
封装时主要考虑的因素:
) K7 a+ |+ E- ?6 t封装大致经过了以下发展进程:
0 v6 w s; R% C3 i; }. K下面为具体的封装形式介绍:
+ R0 Y5 ?8 e- j9 ^# { Y3 s
6 C# r6 c; t. X% K( [, x: N1、SOP/SOIC封装2 b& ~1 R/ h& a% c. A# \3 Q% I u
SOP是英文Small Outline Package的缩写,即小外形封装。
) W3 a& ?' {" c; s) o$ h(SOP封装). y2 T4 T, ?& [
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 9 {+ K$ N5 P# A' u9 j
P' [- F2 g* L6 J" X
2、DIP封装
I) _8 B& w, yDIP是英文“Double In-line Package”的缩写,即双列直插式封装。
& D0 Q. A& @, z2 f U+ L1 A( ~ j6 Y1 w( }+ ^# a8 H3 l
(DIP封装)
" r* Z" U ~: {$ {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。8 R: x* X/ c2 j1 A% c
3、PLCC封装
4 u0 c; u' t& M) pPLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写,即塑封J引线芯片封装。9 \3 |' S9 m! m5 H# p
(PLCC封装)9 Q1 a, C! K9 M/ A
PLCC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。
8 U) @3 \9 g* g; K1 U5 P' } W4、TQFP封装
; W* f' y, V& |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。
( ]4 x- a' N6 V) g8 `: Z(TQFP封装)! I- Y k W d1 N8 ~1 ^
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。
. s. p5 G X+ g' ~+ L& u7 @5 \5、PQFP封装% ^( k: Z, m3 \. R1 Y: ~4 I
: _$ b1 Y- d& ]0 BPQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写,即塑封四角扁平封装。
) u- `6 D# o T( x(PQFP封装)6 ~ o9 w5 \9 d7 V/ f+ [9 p) M! q
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。
: c8 E/ S2 Q, { ?5 V6、TSOP封装2 _& N" G! `" s6 X/ [, r0 d. n
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。6 R0 ]/ w. l4 U4 K! u3 t
(TSOP封装)
0 A$ p0 {! m9 ~2 [: e' LTSOP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。* I9 m: ~0 z- o4 w, L3 B4 b7 U8 D
7、BGA封装+ n" G) I t& ]4 v% s' `
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。* G; E3 r8 J3 Y2 @5 H* e: z; s
(BGA封装)2 |( I+ u6 G5 ?" i( ?: R
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。
2 @6 s! L7 O' o. U$ E" SBGA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。1 K+ c' A; m! i
8、TinyBGA封装
' R+ ~& |+ X% j" s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。 U; x) M2 _: F% A3 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。' a$ _! W8 ^3 g' U9 |8 I5 W
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。
. [- ]9 _$ z; f: m9、QFP封装
9 G: {* |; e) a, VQFP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。& K9 }5 I9 o; Y H8 `) R1 ?5 P
(QFP封装). [4 u" c6 P6 Z G+ ]2 K7 m
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。
" O' L: D- J* H6 h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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