常見的半導體封裝方式有哪些
A. 半導體封裝的分類
各種半導體封裝形式的特點和優點:
DIP雙列直插式封裝
DIP(DualIn-line Package)是指採用雙列直插形式封裝的集成電路晶元,絕大多數中小規模集成電路(IC)均採用這種封裝形式,其引腳數一般不超過100個。採用DIP封裝的CPU晶元有兩排引腳,需要插入到具有DIP結構的晶元插座上。當然,也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的晶元在從晶元插座上插拔時應特別小心,以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點:
1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接,操作方便。
2.晶元面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就採用這種封裝形式,緩存(Cache)和早期的內存晶元也是這種封裝形式。
BGA球柵陣列封裝
隨著集成電路技術的發展,對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關繫到產品的功能性,當IC的頻率超過100MHz時,傳統封裝方式可能會產生所謂的「CrossTalk」現象,而且當IC的管腳數大於208 Pin時,傳統的封裝方式有其困難度。因此,除使用QFP封裝方式外,現今大多數的高腳數晶元(如圖形晶元與晶元組等)皆轉而使用BGA(Ball Grid Array Package)封裝技術。BGA一出現便成為CPU、主板上南/北橋晶元等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝技術又可詳分為五大類:1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV處理器均採用這種封裝形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,晶元與基板間的電氣連接通常採用倒裝晶元(FlipChip,簡稱FC)的安裝方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro處理器均採用過這種封裝形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬質多層基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:基板為帶狀軟質的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封裝中央有方型低陷的晶元區(又稱空腔區)。
BGA封裝具有以下特點:
1.I/O引腳數雖然增多,但引腳之間的距離遠大於QFP封裝方式,提高了成品率。
2.雖然BGA的功耗增加,但由於採用的是可控塌陷晶元法焊接,從而可以改善電熱性能。
3.信號傳輸延遲小,適應頻率大大提高。
4.組裝可用共面焊接,可靠性大大提高。
BGA封裝方式經過十多年的發展已經進入實用化階段。1987年,日本西鐵城(Citizen)公司開始著手研製塑封球柵面陣列封裝的晶元(即BGA)。而後,摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發BGA的行列。1993年,摩托羅拉率先將BGA應用於行動電話。同年,康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前,Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等),以及晶元組(如i850)中開始使用BGA,這對BGA應用領域擴展發揮了推波助瀾的作用。BGA已成為極其熱門的IC封裝技術,其全球市場規模在2000年為12億塊,預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。
QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
QFP(Plastic Quad Flat Package)封裝的晶元引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規模或超大型集成電路都採用這種封裝形式,其引腳數一般在100個以上。用這種形式封裝的晶元必須採用SMD(表面安裝設備技術)將晶元與主板焊接起來。採用SMD安裝的晶元不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將晶元各腳對准相應的焊點,即可實現與主板的焊接。用這種方法焊上去的晶元,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。
PFP(Plastic Flat Package)方式封裝的晶元與QFP方式基本相同。唯一的區別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點:
1.適用於SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線。
2.適合高頻使用。
3.操作方便,可靠性高。
4.晶元面積與封裝面積之間的比值較小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板採用這種封裝形式。
PGA插針網格陣列封裝
PGA(Pin Grid Array Package)晶元封裝形式在晶元的內外有多個方陣形的插針,每個方陣形插針沿晶元的四周間隔一定距離排列。根據引腳數目的多少,可以圍成2-5圈。安裝時,將晶元插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486晶元開始,出現一種名為ZIF的CPU插座,專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起,CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然後將扳手壓回原處,利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力,將CPU的引腳與插座牢牢地接觸,絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU晶元只需將插座的扳手輕輕抬起,則壓力解除,CPU晶元即可輕松取出。
PGA封裝具有以下特點:1.插拔操作更方便,可靠性高。
2.可適應更高的頻率。
Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均採用這種封裝形式。
MCM多晶元模塊
為解決單一晶元集成度低和功能不夠完善的問題,把多個高集成度、高性能、高可靠性的晶元,在高密度多層互聯基板上用SMD技術組成多種多樣的電子模塊系統,從而出現MCM(Multi Chip Model)多晶元模塊系統。
MCM具有以下特點:
1.封裝延遲時間縮小,易於實現模塊高速化。
2.縮小整機/模塊的封裝尺寸和重量。
3.系統可靠性大大提高。
總之,由於CPU和其他超大型集成電路在不斷發展,集成電路的封裝形式也不斷作出相應的調整變化,而封裝形式的進步又將反過來促進晶元技術向前發展。
CSP晶元尺寸封裝
隨著全球電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮,封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了晶元封裝外形的尺寸,做到裸晶元尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝後的IC尺寸邊長不大於晶元的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過1.4倍。
CSP封裝又可分為四類:
1.Lead Frame Type(傳統導線架形式),代表廠商有富士通、曰立、Rohm、高士達(Goldstar)等等。
2.Rigid Interposer Type(硬質內插板型),代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
3.Flexible Interposer Type(軟質內插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也採用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝):有別於傳統的單一晶元封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一晶元,它號稱是封裝技術的未來主流,已投入研發的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點:
1.滿足了晶元I/O引腳不斷增加的需要。
2.晶元面積與封裝面積之間的比值很小。
3.極大地縮短延遲時間。
CSP封裝適用於腳數少的IC,如內存條和便攜電子產品。未來則將大量應用在信息家電(IA)、數字電視(DTV)、電子書(E-Book)、無線網路WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機晶元、藍芽(Bluetooth)等新興產品中。
B. 常見晶元封裝有那幾種各有什麼特點
我們經常聽說某某晶元採用什麼什麼的封裝方式,在我們的電腦中,存在著各種各樣不同處理晶元,那麼,它們又是是採用何種封裝形式呢?並且這些封裝形式又有什麼樣的技術特點以及優越性呢?那麼就請看看下面的這篇文章,將為你介紹個中晶元封裝形式的特點和優點。
一、DIP雙列直插式封裝
DIP(DualIn-line Package)是指採用雙列直插形式封裝的集成電路晶元,絕大多數中小規模集成電路(IC)均採用這種封裝形式,其引腳數一般不超過100個。採用DIP封裝的CPU晶元有兩排引腳,需要插入到具有DIP結構的晶元插座上。當然,也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的晶元在從晶元插座上插拔時應特別小心,以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點:
1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接,操作方便。
2.晶元面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就採用這種封裝形式,緩存(Cache)和早期的內存晶元也是這種封裝形式。
二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
QFP(Plastic Quad Flat Package)封裝的晶元引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規模或超大型集成電路都採用這種封裝形式,其引腳數一般在100個以上。用這種形式封裝的晶元必須採用SMD(表面安裝設備技術)將晶元與主板焊接起來。採用SMD安裝的晶元不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將晶元各腳對准相應的焊點,即可實現與主板的焊接。用這種方法焊上去的晶元,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。
PFP(Plastic Flat Package)方式封裝的晶元與QFP方式基本相同。唯一的區別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點:
1.適用於SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線。
2.適合高頻使用。
3.操作方便,可靠性高。
4.晶元面積與封裝面積之間的比值較小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板採用這種封裝形式。
三、PGA插針網格陣列封裝
PGA(Pin Grid Array Package)晶元封裝形式在晶元的內外有多個方陣形的插針,每個方陣形插針沿晶元的四周間隔一定距離排列。根據引腳數目的多少,可以圍成2-5圈。安裝時,將晶元插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486晶元開始,出現一種名為ZIF的CPU插座,專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起,CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然後將扳手壓回原處,利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力,將CPU的引腳與插座牢牢地接觸,絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU晶元只需將插座的扳手輕輕抬起,則壓力解除,CPU晶元即可輕松取出。
PGA封裝具有以下特點:
1.插拔操作更方便,可靠性高。
2.可適應更高的頻率。
Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均採用這種封裝形式。
四、BGA球柵陣列封裝
隨著集成電路技術的發展,對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關繫到產品的功能性,當IC的頻率超過100MHz時,傳統封裝方式可能會產生所謂的「CrossTalk」現象,而且當IC的管腳數大於208 Pin時,傳統的封裝方式有其困難度。因此,除使用QFP封裝方式外,現今大多數的高腳數晶元(如圖形晶元與晶元組等)皆轉而使用BGA(Ball Grid Array Package)封裝技術。BGA一出現便成為CPU、主板上南/北橋晶元等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝技術又可詳分為五大類:
1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV處理器均採用這種封裝形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,晶元與基板間的電氣連接通常採用倒裝晶元(FlipChip,簡稱FC)的安裝方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro處理器均採用過這種封裝形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬質多層基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:基板為帶狀軟質的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封裝中央有方型低陷的晶元區(又稱空腔區)。
BGA封裝具有以下特點:
1.I/O引腳數雖然增多,但引腳之間的距離遠大於QFP封裝方式,提高了成品率。
2.雖然BGA的功耗增加,但由於採用的是可控塌陷晶元法焊接,從而可以改善電熱性能。
3.信號傳輸延遲小,適應頻率大大提高。
4.組裝可用共面焊接,可靠性大大提高。
BGA封裝方式經過十多年的發展已經進入實用化階段。1987年,日本西鐵城(Citizen)公司開始著手研製塑封球柵面陣列封裝的晶元(即BGA)。而後,摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發BGA的行列。1993年,摩托羅拉率先將BGA應用於行動電話。同年,康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前,Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等),以及晶元組(如i850)中開始使用BGA,這對BGA應用領域擴展發揮了推波助瀾的作用。目前,BGA已成為極其熱門的IC封裝技術,其全球市場規模在2000年為12億塊,預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。
五、CSP晶元尺寸封裝
隨著全球電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮,封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了晶元封裝外形的尺寸,做到裸晶元尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝後的IC尺寸邊長不大於晶元的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過1.4倍。
CSP封裝又可分為四類:
1.Lead Frame Type(傳統導線架形式),代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(Goldstar)等等。
2.Rigid Interposer Type(硬質內插板型),代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
3.Flexible Interposer Type(軟質內插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也採用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝):有別於傳統的單一晶元封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一晶元,它號稱是封裝技術的未來主流,已投入研發的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點:
1.滿足了晶元I/O引腳不斷增加的需要。
2.晶元面積與封裝面積之間的比值很小。
3.極大地縮短延遲時間。
CSP封裝適用於腳數少的IC,如內存條和便攜電子產品。未來則將大量應用在信息家電(IA)、數字電視(DTV)、電子書(E-Book)、無線網路WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機晶元、藍芽(Bluetooth)等新興產品中。
六、MCM多晶元模塊
為解決單一晶元集成度低和功能不夠完善的問題,把多個高集成度、高性能、高可靠性的晶元,在高密度多層互聯基板上用SMD技術組成多種多樣的電子模塊系統,從而出現MCM(Multi Chip Model)多晶元模塊系統。
MCM具有以下特點:
1.封裝延遲時間縮小,易於實現模塊高速化。
2.縮小整機/模塊的封裝尺寸和重量。
3.系統可靠性大大提高。
結束語
總之,由於CPU和其他超大型集成電路在不斷發展,集成電路的封裝形式也不斷作出相應的調整變化,而封裝形式的進步又將反過來促進晶元技術向前發展。
C. 常見晶元封裝有哪幾種
一、DIP雙列直插式封裝
DIP(DualIn-line Package)是指採用雙列直插形式封裝的集成電路晶元,絕大多數中小規模集成電路(IC)均採用這種封裝形式,其引腳數一般不超過100個。採用DIP封裝的CPU晶元有兩排引腳,需要插入到具有DIP結構的晶元插座上。當然,也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的晶元在從晶元插座上插拔時應特別小心,以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點:
1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接,操作方便。
2.晶元面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就採用這種封裝形式,緩存(Cache)和早期的內存晶元也是這種封裝形式。
二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
QFP(Plastic Quad Flat Package)封裝的晶元引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規模或超大型集成電路都採用這種封裝形式,其引腳數一般在100個以上。用這種形式封裝的晶元必須採用SMD(表面安裝設備技術)將晶元與主板焊接起來。採用SMD安裝的晶元不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將晶元各腳對准相應的焊點,即可實現與主板的焊接。用這種方法焊上去的晶元,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。
PFP(Plastic Flat Package)方式封裝的晶元與QFP方式基本相同。唯一的區別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點:
1.適用於SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線。
2.適合高頻使用。
3.操作方便,可靠性高。
4.晶元面積與封裝面積之間的比值較小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板採用這種封裝形式。
三、PGA插針網格陣列封裝
PGA(Pin Grid Array Package)晶元封裝形式在晶元的內外有多個方陣形的插針,每個方陣形插針沿晶元的四周間隔一定距離排列。根據引腳數目的多少,可以圍成2-5圈。安裝時,將晶元插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486晶元開始,出現一種名為ZIF的CPU插座,專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起,CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然後將扳手壓回原處,利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力,將CPU的引腳與插座牢牢地接觸,絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU晶元只需將插座的扳手輕輕抬起,則壓力解除,CPU晶元即可輕松取出。
PGA封裝具有以下特點:
1.插拔操作更方便,可靠性高。
2.可適應更高的頻率。
Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均採用這種封裝形式。
四、BGA球柵陣列封裝
隨著集成電路技術的發展,對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關繫到產品的功能性,當IC的頻率超過100MHz時,傳統封裝方式可能會產生所謂的「CrossTalk」現象,而且當IC的管腳數大於208 Pin時,傳統的封裝方式有其困難度。因此,除使用QFP封裝方式外,現今大多數的高腳數晶元(如圖形晶元與晶元組等)皆轉而使用BGA(Ball Grid Array Package)封裝技術。BGA一出現便成為CPU、主板上南/北橋晶元等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝技術又可詳分為五大類:
1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV處理器均採用這種封裝形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,晶元與基板間的電氣連接通常採用倒裝晶元(FlipChip,簡稱FC)的安裝方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro處理器均採用過這種封裝形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬質多層基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:基板為帶狀軟質的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封裝中央有方型低陷的晶元區(又稱空腔區)。
BGA封裝具有以下特點:
1.I/O引腳數雖然增多,但引腳之間的距離遠大於QFP封裝方式,提高了成品率。
2.雖然BGA的功耗增加,但由於採用的是可控塌陷晶元法焊接,從而可以改善電熱性能。
3.信號傳輸延遲小,適應頻率大大提高。
4.組裝可用共面焊接,可靠性大大提高。
BGA封裝方式經過十多年的發展已經進入實用化階段。1987年,日本西鐵城(Citizen)公司開始著手研製塑封球柵面陣列封裝的晶元(即BGA)。而後,摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發BGA的行列。1993年,摩托羅拉率先將BGA應用於行動電話。同年,康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前,Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等),以及晶元組(如i850)中開始使用BGA,這對BGA應用領域擴展發揮了推波助瀾的作用。目前,BGA已成為極其熱門的IC封裝技術,其全球市場規模在2000年為12億塊,預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。
五、CSP晶元尺寸封裝
隨著全球電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮,封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了晶元封裝外形的尺寸,做到裸晶元尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝後的IC尺寸邊長不大於晶元的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過1.4倍。
CSP封裝又可分為四類:
1.Lead Frame Type(傳統導線架形式),代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(Goldstar)等等。
2.Rigid Interposer Type(硬質內插板型),代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
3.Flexible Interposer Type(軟質內插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也採用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝):有別於傳統的單一晶元封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一晶元,它號稱是封裝技術的未來主流,已投入研發的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點:
1.滿足了晶元I/O引腳不斷增加的需要。
2.晶元面積與封裝面積之間的比值很小。
3.極大地縮短延遲時間。
CSP封裝適用於腳數少的IC,如內存條和便攜電子產品。未來則將大量應用在信息家電(IA)、數字電視(DTV)、電子書(E-Book)、無線網路WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機晶元、藍芽(Bluetooth)等新興產品中。
六、MCM多晶元模塊
為解決單一晶元集成度低和功能不夠完善的問題,把多個高集成度、高性能、高可靠性的晶元,在高密度多層互聯基板上用SMD技術組成多種多樣的電子模塊系統,從而出現MCM(Multi Chip Model)多晶元模塊系統。
MCM具有以下特點:
1.封裝延遲時間縮小,易於實現模塊高速化。
2.縮小整機/模塊的封裝尺寸和重量。
3.系統可靠性大大提高。
晶元封裝分類
1,按晶元的裝載方式;
裸晶元在裝載時,它的有電極的一面可以朝上也可以朝下,因此,晶元就有正裝片和倒裝片之分,布線面朝上為正裝片,反之為倒裝片.
另外,裸晶元在裝載時,它們的電氣連接方式亦有所不同,有的採用有引線鍵合方式,有的則採用無引線鍵合方式
2,按晶元的基板類型;
基板的作用是搭載和固定裸晶元,同時兼有絕緣,導熱,隔離及保護作用.它是晶元內外電路連接的橋梁.從材料上看,基板有有機和無機之分,從結構上看,基板有單層的,雙層的,多層的和復合的.
3,按晶元的封接或封裝方式;
裸晶元裸晶元及其電極和引線的封裝或封接方式可以分為兩類,即氣密性封裝和樹脂封裝,而氣密性封裝中,根據封裝材料的不同又可分為:金屬封裝,陶瓷封裝和玻璃封裝三種類型.
前三類屬一級封裝的范疇,涉及裸晶元及其電極和引線的封裝或封接,
4,按晶元的外型結構;
按晶元的外型,結構分大致有DIP,SIP,ZIP,S-DIP,SK-DIP,PGA, 其中前6種屬引腳插入型
SOP,MSP,QFP,SVP,LCCC,PLCC,SOJ,BGA,CSP, , ,隨後的9種為表面貼裝型:
DIP:雙列直插式封裝.顧名思義,該類型的引腳在晶元兩側排列,是插入式封裝中最常見的一種,引腳節距為2.54 mm,電氣性能優良,又有利於散熱,可製成大功率器件.
SIP:單列直插式封裝.該類型的引腳在晶元單側排列,引腳節距等特徵與DIP基本相同.ZIP:Z型引腳直插式封裝.該類型的引腳也在晶元單側排列,只是引腳比SIP粗短些,節距等特徵也與DIP基本相同.
S-DIP:收縮雙列直插式封裝.該類型的引腳在晶元兩側排列,引腳節距為1.778 mm,晶元集成度高於DIP.
SK-DIP:窄型雙列直插式封裝.除了晶元的寬度是DIP的1/2以外,其它特徵與DIP相同.PGA:針柵陣列插入式封裝.封裝底面垂直陣列布置引腳插腳,如同針柵.插腳節距為2.54 mm或1.27mm,插腳數可多達數百腳.用於高速的且大規模和超大規模集成電路.
SOP:小外型封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個側面引出,字母L狀.引腳節距為1.27mm.
MSP:微方型封裝.表面貼裝型封裝的一種,又叫QFI等,引腳端子從封裝的四個側面引出,呈I字形向下方延伸,沒有向外突出的部分,實裝佔用面積小,引腳節距為1.27mm.
QFP:四方扁平封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個側面引出,呈L字形,引腳節距為1.0mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm,0.4mm,0.3mm,引腳可達300腳以上.
SVP:表面安裝型垂直封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的一個側面引出,引腳在中間部位彎成直角,彎曲引腳的端部與PCB鍵合,為垂直安裝的封裝.實裝佔有面積很小.引腳節距為0.65mm,0.5mm .
LCCC:無引線陶瓷封裝載體.在陶瓷基板的四個側面都設有電極焊盤而無引腳的表面貼裝型封裝.用於高速,高頻集成電路封裝.
PLCC:無引線塑料封裝載體.一種塑料封裝的LCC.也用於高速,高頻集成電路封裝.
SOJ:小外形J引腳封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個側面引出,呈J字形,引腳節距為1.27mm.
BGA:球柵陣列封裝.表面貼裝型封裝的一種,在PCB的背面布置二維陣列的球形端子,而不採用針腳引腳.焊球的節距通常為1.5mm,1.0mm,0.8mm,與PGA相比,不會出現針腳變形問題.
CSP:晶元級封裝.一種超小型表面貼裝型封裝,其引腳也是球形端子,節距為0.8mm,0.65mm,0.5mm等.
TCP等,最後一種是TAB型
TCP:帶載封裝.在形成布線的絕緣帶上搭載裸晶元,並與布線相連接的封裝.與其他表面貼裝型封裝相比,晶元更薄,引腳節距更小,達0.25mm,而引腳數可達500針以上.
5,按晶元的封裝材料
按晶元的封裝材料分有金屬封裝,陶瓷封裝,金屬-陶瓷封裝,塑料封裝.
金屬封裝:金屬材料可以沖,壓,因此有封裝精度高,尺寸嚴格,便於大量生產,價格低廉等優點.
陶瓷封裝:陶瓷材料的電氣性能優良,適用於高密度封裝.
金屬-陶瓷封裝:兼有金屬封裝和陶瓷封裝的優點.
塑料封裝:塑料的可塑性強,成本低廉,工藝簡單,適合大批量生產.
後二類屬二級封裝的范疇,對PCB設計大有用處,
D. 電子元器件都有什麼封裝形式
CDIP-----Ceramic Dual In-Line Package
CLCC-----Ceramic Leaded Chip Carrier
CQFP-----Ceramic Quad Flat Pack
DIP-----Dual In-Line Package
LQFP-----Low-Profile Quad Flat Pack
MAPBGA------Mold Array Process Ball Grid Array
PBGA-----Plastic Ball Grid Array
PLCC-----Plastic Leaded Chip Carrier
PQFP-----Plastic Quad Flat Pack
QFP-----Quad Flat Pack
SDIP-----Shrink Dual In-Line Package
SOIC-----Small Outline Integrated Package
SSOP-----Shrink Small Outline Package
DIP-----Dual In-Line Package-----雙列直插式封裝。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,應用范圍包括標准邏輯IC,存貯器LSI,微機電路等。
PLCC-----Plastic Leaded Chip Carrier-----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。
PQFP-----Plastic Quad Flat Package-----PQFP封裝的晶元引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規模或超大規模集成電路採用這種封裝形式,其引腳數一般都在100以上。
SOP-----Small Outline Package------1968~1969年菲為浦公司就開發出小外形封裝(SOP)。以後逐漸派生出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)及SOT(小外形晶體管)、SOIC(小外形集成電路)等。
常見的封裝材料有:塑料、陶瓷、玻璃、金屬等,現在基本採用塑料封裝。
按封裝形式分:普通雙列直插式,普通單列直插式,小型雙列扁平,小型四列扁平,圓形金屬,體積較大的厚膜電路等。
按封裝體積大小排列分:最大為厚膜電路,其次分別為雙列直插式,單列直插式,金屬封裝、雙列扁平、四列扁平為最小。
兩引腳之間的間距分:普通標准型塑料封裝,雙列、單列直插式一般多為2.54±0.25 mm,其次有2mm(多見於單列直插式)、1.778±0.25mm(多見於縮型雙列直插式)、1.5±0.25mm,或1.27±0.25mm(多見於單列附散熱片或單列V型)、1.27±0.25mm(多見於雙列扁平封裝)、1±0.15mm(多見於雙列或四列扁平封裝)、0.8±0.05~0.15mm(多見於四列扁平封裝)、0.65±0.03mm(多見於四列扁平封裝)。
雙列直插式兩列引腳之間的寬度分:一般有7.4~7.62mm、10.16mm、12.7mm、15.24mm等數種。
雙列扁平封裝兩列之間的寬度分(包括引線長度:一般有6~6.5±mm、7.6mm、10.5~10.65mm等。
四列扁平封裝40引腳以上的長×寬一般有:10×10mm(不計引線長度)、13.6×13.6±0.4mm(包括引線長度)、20.6×20.6±0.4mm(包括引線長度)、8.45×8.45±0.5mm(不計引線長度)、14×14±0.15mm(不計引線長度)等。
E. 二極體的封裝形式有哪些
封裝:指把矽片上的電路管腳,用導線接引到外部接頭處,以便與其它器件連接。
封裝形式:是指安裝半導體用的外殼。
封裝的作用:不改變二極體特性,是為了生產出的元件能有統一的規格方便安裝,同時也對內部元件起保護作用。
常用封裝的形式:有玻璃封裝,金屬封裝和塑料封裝幾種.
二極體 DIODE DIODE0.4(AXIAL0.3)
穩壓二極 ZENER1(2、3) DIODE0.4(AXIAL0.3)
發光二極體LED DIODE0.4
接收二極體PHOTO
一般DO-15是1.5A~2A的管子,DO-41是1A或是1A以下的管子,而DO-27是3A的管子。
貼片二極體的PCB封裝:SOD 123 ,SOD-323,SOD-523,SOD-723,SOT-23,SOT-323,SOT-523
網路文庫里有更詳細的介紹:
http://wenku..com/view/709585e69b89680203d8250b.html
http://wenku..com/view/e5cf649051e79b89680226c6.html?re=view
F. 半導體集成電路的封裝形式
一般有四種封裝形式:一,簡封,直接做在電路板上,再在上面塗一層黑膠。就像糖雞屎一樣,質量最差;二,塑料封裝封,最常見,質量一般;三,陶瓷封裝,質量較好;四,金屬封裝,質量最好。
G. 半導體封裝測試的形式
半導體器件有許多封裝形式,按封裝的外形、尺寸、結構分類可分為引腳插入型、表面版貼裝型和高級封權裝三類。從DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技術指標一代比一代先進。總體說來,半導體封裝經歷了三次重大革新:第一次是在上世紀80年代從引腳插入式封裝到表面貼片封裝,它極大地提高了印刷電路板上的組裝密度;第二次是在上世紀90年代球型矩陣封裝的出現,滿足了市場對高引腳的需求,改善了半導體器件的性能;晶元級封裝、系統封裝等是現在第三次革新的產物,其目的就是將封裝面積減到最小。
H. 常見元件及其封裝形式
受不了,你早做功課呀,而且也沒有具體說,面試嗎?嘿嘿
封裝有兩大類;一類是通孔插入式封裝(through-hole package);另—類為表面安裝式封裝(surface mounted package)。每一類中又有多種形式。表l和表2是它們的圖例,英文縮寫、英文全稱和中文譯名。圖6示出了封裝技術在小尺寸和多引腳數這兩個方向發展的情況。
DIP是20世紀70年代出現的封裝形式。它能適應當時多數集成電路工作頻率的要求,製造成本較低,較易實現封裝自動化印測試自動化,因而在相當一段時間內在集成電路封裝中佔有主導地位。
但DIP的引腳節距較大(為2.54mm),並佔用PCB板較多的空間,為此出現了SHDIP和SKDIP等改進形式,它們在減小引腳節距和縮小體積方面作了不少改進,但DIP最大引腳數難以提高(最大引腳數為64條)且採用通孔插入方式,因而使它的應用受到很大限制。
為突破引腳數的限制,20世紀80年代開發了PGA封裝,雖然它的引腳節距仍維持在2.54mm或1.77mm,但由於採用底面引出方式,因而引腳數可高達500條~600條。
隨著表面安裝技術 (surface mounted technology, SMT)的出現,DIP封裝的數量逐漸下降,表面安裝技術可節省空間,提高性能,且可放置在印刷電路板的上下兩面上。 SOP應運而生,它的引腳從兩邊引出,且為扁平封裝,引腳可直接焊接在PCB板上,也不再需要插座。它的引腳節距也從DIP的2.54 mm減小到1.77mm。後來有SSOP和TSOP改進型的出現,但引腳數仍受到限制。
QFP也是扁平封裝,但它們的引腳是從四邊引出,且為水平直線,其電感較小,可工作在較高頻率。引腳節距進一步降低到1.00mm,以至0.65 mm和0.5 mm,引腳數可達500條,因而這種封裝形式受到廣泛歡迎。但在管腳數要求不高的情況下,SOP以及它的變形SOJ(J型引腳)仍是優先選用的封裝形式,也是目前生產最多的一種封裝形式。
方形扁平封裝-QFP (Quad Flat Package)
[特點] 引腳間距較小及細,常用於大規模或超大規模集成電路封裝。必須採用SMT(表面安裝技術)進行焊接。操作方便,可靠性高。晶元面積與封裝面積的比值較大。
小型外框封裝-SOP (Small Outline Package)
[特點] 適用於SMT安裝布線,寄生參數減小,高頻應用,可靠性較高。引腳離晶元較遠,成品率增加且成本較低。晶元面積與封裝面積比值約為1:8
小尺寸J型引腳封裝-SOJ (Smal Outline J-lead)
有引線晶元載體-LCC (Leaded Chip Carrier)
據1998年統計,DIP在封裝總量中所佔份額為15%,SOP在封裝總量中所佔57%, QFP則佔12%。預計今後DIP的份額會進一步下降,SOP也會有所下降,而QFP會維持原有份額,三者的總和仍占總封裝量的80%。
以上三種封裝形式又有塑料包封和陶瓷包封之分。塑料包封是在引線鍵合後用環氧樹脂鑄塑而成,環氧樹脂的耐濕性好,成本也低,所以在上述封裝中佔有主導地位。陶瓷封裝具有氣密性高的特點,但成本較高,在對散熱性能、電特性有較高要求時,或者用於國防軍事需求時,常採用陶瓷包封。
PLCC是一種塑料有引腳(實際為J形引腳)的片式載體封裝(也稱四邊扁平J形引腳封裝QFJ (quad flat J-lead package)),所以採用片式載體是因為有時在系統中需要更換集成電路,因而先將晶元封裝在一種載體(carrier)內,然後將載體插入插座內,載體和插座通過硬接觸而導通的。這樣在需要時,只要在插座上取下載體就可方便地更換另一載體。
LCC稱陶瓷無引腳式載體封裝(實際有引腳但不伸出。它是鑲嵌在陶瓷管殼的四側通過接觸而導通)。有時也稱為CLCC,但通常不加C。在陶瓷封裝的情況下。如對載體結構和引腳形狀稍加改變,載體的引腳就可直接與PCB板進行焊接而不再需要插座。這種封裝稱為LDCC即陶瓷有引腳片式載體封裝。
TAB封裝技術是先在銅箔上塗覆一層聚醯亞胺層。然後用刻蝕方法將銅箔腐蝕出所需的引腳框架;再在聚醯亞胺層和銅層上製作出小孔,將金屬填入銅圖形的小孔內,製作出凸點(採用銅、金或鎳等材料)。由這些凸點與晶元上的壓焊塊連接起來,再由鑄塑技術加以包封。它的優點是由於不存在內引線高度問題.因而封裝厚度很薄,此外可獲得很小的引腳節距(如0.5mm,0.25 mm)而有1000個以上的引腳等,但它的成本較高,因而其應用受到限制。
I. 常見晶元封裝有哪幾種
常見晶元封裝2010年01月11日 星期一 下午 02:42 我們經常聽說某某晶元採用什麼什麼的封裝方式,在我們的電腦中,存在著各種各樣不同處理晶元,那麼,它們又是是採用何種封裝形式呢?並且這些封裝形式又有什麼樣的技術特點以及優越性呢?那麼就請看看下面的這篇文章,將為你介紹個中晶元封裝形式的特點和優點。
一、DIP雙列直插式封裝
DIP(DualIn-line Package)是指採用雙列直插形式封裝的集成電路晶元,絕大多數中小規模集成電路(IC)均採用這種封裝形式,其引腳數一般不超過100個。採用DIP封裝的CPU晶元有兩排引腳,需要插入到具有DIP結構的晶元插座上。當然,也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的晶元在從晶元插座上插拔時應特別小心,以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點:
1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接,操作方便。
2.晶元面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就採用這種封裝形式,緩存(Cache)和早期的內存晶元也是這種封裝形式。
二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
QFP(Plastic Quad Flat Package)封裝的晶元引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規模或超大型集成電路都採用這種封裝形式,其引腳數一般在100個以上。用這種形式封裝的晶元必須採用SMD(表面安裝設備技術)將晶元與主板焊接起來。採用SMD安裝的晶元不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將晶元各腳對准相應的焊點,即可實現與主板的焊接。用這種方法焊上去的晶元,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。
PFP(Plastic Flat Package)方式封裝的晶元與QFP方式基本相同。唯一的區別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點:
1.適用於SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線。
2.適合高頻使用。
3.操作方便,可靠性高。
4.晶元面積與封裝面積之間的比值較小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板採用這種封裝形式。
三、PGA插針網格陣列封裝
PGA(Pin Grid Array Package)晶元封裝形式在晶元的內外有多個方陣形的插針,每個方陣形插針沿晶元的四周間隔一定距離排列。根據引腳數目的多少,可以圍成2-5圈。安裝時,將晶元插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486晶元開始,出現一種名為ZIF的CPU插座,專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起,CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然後將扳手壓回原處,利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力,將CPU的引腳與插座牢牢地接觸,絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU晶元只需將插座的扳手輕輕抬起,則壓力解除,CPU晶元即可輕松取出。
PGA封裝具有以下特點:
1.插拔操作更方便,可靠性高。
2.可適應更高的頻率。
Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均採用這種封裝形式。
四、BGA球柵陣列封裝
隨著集成電路技術的發展,對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關繫到產品的功能性,當IC的頻率超過100MHz時,傳統封裝方式可能會產生所謂的「CrossTalk」現象,而且當IC的管腳數大於208 Pin時,傳統的封裝方式有其困難度。因此,除使用QFP封裝方式外,現今大多數的高腳數晶元(如圖形晶元與晶元組等)皆轉而使用BGA(Ball Grid Array Package)封裝技術。BGA一出現便成為CPU、主板上南/北橋晶元等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝技術又可詳分為五大類:
1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV處理器均採用這種封裝形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,晶元與基板間的電氣連接通常採用倒裝晶元(FlipChip,簡稱FC)的安裝方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro處理器均採用過這種封裝形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬質多層基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:基板為帶狀軟質的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封裝中央有方型低陷的晶元區(又稱空腔區)。
BGA封裝具有以下特點:
1.I/O引腳數雖然增多,但引腳之間的距離遠大於QFP封裝方式,提高了成品率。
2.雖然BGA的功耗增加,但由於採用的是可控塌陷晶元法焊接,從而可以改善電熱性能。
3.信號傳輸延遲小,適應頻率大大提高。
4.組裝可用共面焊接,可靠性大大提高。
BGA封裝方式經過十多年的發展已經進入實用化階段。1987年,日本西鐵城(Citizen)公司開始著手研製塑封球柵面陣列封裝的晶元(即BGA)。而後,摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發BGA的行列。1993年,摩托羅拉率先將BGA應用於行動電話。同年,康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前,Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等),以及晶元組(如i850)中開始使用BGA,這對BGA應用領域擴展發揮了推波助瀾的作用。目前,BGA已成為極其熱門的IC封裝技術,其全球市場規模在2000年為12億塊,預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。
五、CSP晶元尺寸封裝
隨著全球電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮,封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了晶元封裝外形的尺寸,做到裸晶元尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝後的IC尺寸邊長不大於晶元的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過1.4倍。
CSP封裝又可分為四類:
1.Lead Frame Type(傳統導線架形式),代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(Goldstar)等等。
2.Rigid Interposer Type(硬質內插板型),代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
3.Flexible Interposer Type(軟質內插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也採用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝):有別於傳統的單一晶元封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一晶元,它號稱是封裝技術的未來主流,已投入研發的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點:
1.滿足了晶元I/O引腳不斷增加的需要。
2.晶元面積與封裝面積之間的比值很小。
3.極大地縮短延遲時間。
CSP封裝適用於腳數少的IC,如內存條和便攜電子產品。未來則將大量應用在信息家電(IA)、數字電視(DTV)、電子書(E-Book)、無線網路WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機晶元、藍芽(Bluetooth)等新興產品中。
六、MCM多晶元模塊
為解決單一晶元集成度低和功能不夠完善的問題,把多個高集成度、高性能、高可靠性的晶元,在高密度多層互聯基板上用SMD技術組成多種多樣的電子模塊系統,從而出現MCM(Multi Chip Model)多晶元模塊系統。
MCM具有以下特點:
1.封裝延遲時間縮小,易於實現模塊高速化。
2.縮小整機/模塊的封裝尺寸和重量。
3.系統可靠性大大提高。
晶元封裝分類
1,按晶元的裝載方式;
裸晶元在裝載時,它的有電極的一面可以朝上也可以朝下,因此,晶元就有正裝片和倒裝片之分,布線面朝上為正裝片,反之為倒裝片.
另外,裸晶元在裝載時,它們的電氣連接方式亦有所不同,有的採用有引線鍵合方式,有的則採用無引線鍵合方式
2,按晶元的基板類型;
基板的作用是搭載和固定裸晶元,同時兼有絕緣,導熱,隔離及保護作用.它是晶元內外電路連接的橋梁.從材料上看,基板有有機和無機之分,從結構上看,基板有單層的,雙層的,多層的和復合的.
3,按晶元的封接或封裝方式;
裸晶元裸晶元及其電極和引線的封裝或封接方式可以分為兩類,即氣密性封裝和樹脂封裝,而氣密性封裝中,根據封裝材料的不同又可分為:金屬封裝,陶瓷封裝和玻璃封裝三種類型.
前三類屬一級封裝的范疇,涉及裸晶元及其電極和引線的封裝或封接,
4,按晶元的外型結構;
按晶元的外型,結構分大致有DIP,SIP,ZIP,S-DIP,SK-DIP,PGA, 其中前6種屬引腳插入型
SOP,MSP,QFP,SVP,LCCC,PLCC,SOJ,BGA,CSP, , ,隨後的9種為表面貼裝型:
DIP:雙列直插式封裝.顧名思義,該類型的引腳在晶元兩側排列,是插入式封裝中最常見的一種,引腳節距為2.54 mm,電氣性能優良,又有利於散熱,可製成大功率器件.
SIP:單列直插式封裝.該類型的引腳在晶元單側排列,引腳節距等特徵與DIP基本相同.ZIP:Z型引腳直插式封裝.該類型的引腳也在晶元單側排列,只是引腳比SIP粗短些,節距等特徵也與DIP基本相同.
S-DIP:收縮雙列直插式封裝.該類型的引腳在晶元兩側排列,引腳節距為1.778 mm,晶元集成度高於DIP.
SK-DIP:窄型雙列直插式封裝.除了晶元的寬度是DIP的1/2以外,其它特徵與DIP相同.PGA:針柵陣列插入式封裝.封裝底面垂直陣列布置引腳插腳,如同針柵.插腳節距為2.54 mm或1.27mm,插腳數可多達數百腳.用於高速的且大規模和超大規模集成電路.
SOP:小外型封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個側面引出,字母L狀.引腳節距為1.27mm.
MSP:微方型封裝.表面貼裝型封裝的一種,又叫QFI等,引腳端子從封裝的四個側面引出,呈I字形向下方延伸,沒有向外突出的部分,實裝佔用面積小,引腳節距為1.27mm.
QFP:四方扁平封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個側面引出,呈L字形,引腳節距為1.0mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm,0.4mm,0.3mm,引腳可達300腳以上.
SVP:表面安裝型垂直封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的一個側面引出,引腳在中間部位彎成直角,彎曲引腳的端部與PCB鍵合,為垂直安裝的封裝.實裝佔有面積很小.引腳節距為0.65mm,0.5mm .
LCCC:無引線陶瓷封裝載體.在陶瓷基板的四個側面都設有電極焊盤而無引腳的表面貼裝型封裝.用於高速,高頻集成電路封裝.
PLCC:無引線塑料封裝載體.一種塑料封裝的LCC.也用於高速,高頻集成電路封裝.
SOJ:小外形J引腳封裝.表面貼裝型封裝的一種,引腳端子從封裝的兩個側面引出,呈J字形,引腳節距為1.27mm.
BGA:球柵陣列封裝.表面貼裝型封裝的一種,在PCB的背面布置二維陣列的球形端子,而不採用針腳引腳.焊球的節距通常為1.5mm,1.0mm,0.8mm,與PGA相比,不會出現針腳變形問題.
CSP:晶元級封裝.一種超小型表面貼裝型封裝,其引腳也是球形端子,節距為0.8mm,0.65mm,0.5mm等.
TCP等,最後一種是TAB型
TCP:帶載封裝.在形成布線的絕緣帶上搭載裸晶元,並與布線相連接的封裝.與其他表面貼裝型封裝相比,晶元更薄,引腳節距更小,達0.25mm,而引腳數可達500針以上.
5,按晶元的封裝材料
按晶元的封裝材料分有金屬封裝,陶瓷封裝,金屬-陶瓷封裝,塑料封裝.
金屬封裝:金屬材料可以沖,壓,因此有封裝精度高,尺寸嚴格,便於大量生產,價格低廉等優點.
陶瓷封裝:陶瓷材料的電氣性能優良,適用於高密度封裝.
金屬-陶瓷封裝:兼有金屬封裝和陶瓷封裝的優點.
塑料封裝:塑料的可塑性強,成本低廉,工藝簡單,適合大批量生產.
後二類屬二級封裝的范疇,對PCB設計大有用處,
J. 晶元都有哪些封裝形式步驟是什麼
集成電路晶元的封裝形式
自從美國Intel公司1971年設計製造出4位微處a理器晶元以來,在20多年時間內,CPU從Intel4004、80286、80386、80486發展到Pentium和PentiumⅡ,數位從4位、8位、16位、32位發展到64位;主頻從幾兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU晶元里集成的晶體管數由2000個躍升到500萬個以上;半導體製造技術的規模由SSI、MSI、LSI、VLSI達到 ULSI。封裝的輸入/輸出(I/O)引腳從幾十根,逐漸增加到幾百根,下世紀初可能達2千根。這一切真是一個翻天覆地的變化。
對於CPU,讀者已經很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如數家珍似地列出一長串。但談到CPU和其他大規模集成電路的封裝,知道的人未必很多。所謂封裝是指安裝半導體集成電路晶元用的外殼,它不僅起著安放、固定、密封、保護晶元和增強電熱性能的作用,而且還是溝通晶元內部世界與外部電路的橋梁——晶元上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印製板上的導線與其他器件建立連接。因此,封裝對CPU和其他LSI集成電路都起著重要的作用。新一代CPU的出現常常伴隨著新的封裝形式的使用。
晶元的封裝技術已經歷了好幾代的變遷,從DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技術指標一代比一代先進,包括晶元面積與封裝面積之比越來越接近於1,適用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,引腳數增多,引腳間距減小,重量減小,可靠性提高,使用更加方便等等。
下面將對具體的封裝形式作詳細說明。
一、DIP封裝
70年代流行的是雙列直插封裝,簡稱DIP(Dual In-line Package)。DIP封裝結構具有以下特點:
1.適合PCB的穿孔安裝;
2.比TO型封裝(圖1)易於對PCB布線;
3.操作方便。
DIP封裝結構形式有:多層陶瓷雙列直插式DIP,單層陶瓷雙列直插式DIP,引線框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封結構式,陶瓷低熔玻璃封裝式),如圖2所示。
衡量一個晶元封裝技術先進與否的重要指標是晶元面積與封裝面積之比,這個比值越接近1越好。以採用40根I/O引腳塑料包封雙列直插式封裝(PDIP)的CPU為例,其晶元面積/封裝面積=3×3/15.24×50=1:86,離1相差很遠。不難看出,這種封裝尺寸遠比晶元大,說明封裝效率很低,佔去了很多有效安裝面積。
Intel公司這期間的CPU如8086、80286都採用PDIP封裝。
二、晶元載體封裝
80年代出現了晶元載體封裝,其中有陶瓷無引線晶元載體LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引線晶元載體PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封裝SOP(Small Outline Package)、塑料四邊引出扁平封裝PQFP(Plastic Quad Flat Package),封裝結構形式如圖3、圖4和圖5所示。
以0.5mm焊區中心距,208根I/O引腳的QFP封裝的CPU為例,外形尺寸28×28mm,晶元尺寸10×10mm,則晶元面積/封裝面積=10×10/28×28=1:7.8,由此可見QFP比DIP的封裝尺寸大大減小。QFP的特點是:
1.適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線;
2.封裝外形尺寸小,寄生參數減小,適合高頻應用;
3.操作方便;
4.可靠性高。
在這期間,Intel公司的CPU,如Intel 80386就採用塑料四邊引出扁平封裝PQFP。
三、BGA封裝
90年代隨著集成技術的進步、設備的改進和深亞微米技術的使用,LSI、VLSI、ULSI相繼出現,硅單晶元集成度不斷提高,對集成電路封裝要求更加嚴格,I/O引腳數急劇增加,功耗也隨之增大。為滿足發展的需要,在原有封裝品種基礎上,又增添了新的品種——球柵陣列封裝,簡稱BGA(Ball Grid Array Package)。如圖6所示。
BGA一出現便成為CPU、南北橋等VLSI晶元的高密度、高性能、多功能及高I/O引腳封裝的最佳選擇。其特點有:
1.I/O引腳數雖然增多,但引腳間距遠大於QFP,從而提高了組裝成品率;
2.雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷晶元法焊接,簡稱C4焊接,從而可以改善它的電熱性能:
3.厚度比QFP減少1/2以上,重量減輕3/4以上;
4.寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;
5.組裝可用共面焊接,可靠性高;
6.BGA封裝仍與QFP、PGA一樣,佔用基板面積過大;
Intel公司對這種集成度很高(單晶元里達300萬只以上晶體管),功耗很大的CPU晶元,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ採用陶瓷針柵陣列封裝CPGA和陶瓷球柵陣列封裝CBGA,並在外殼上安裝微型排風扇散熱,從而達到電路的穩定可靠工作。
四、面向未來的新的封裝技術
BGA封裝比QFP先進,更比PGA好,但它的晶元面積/封裝面積的比值仍很低。
Tessera公司在BGA基礎上做了改進,研製出另一種稱為μBGA的封裝技術,按0.5mm焊區中心距,晶元面積/封裝面積的比為1:4,比BGA前進了一大步。
1994年9月日本三菱電氣研究出一種晶元面積/封裝面積=1:1.1的封裝結構,其封裝外形尺寸只比裸晶元大一點點。也就是說,單個IC晶元有多大,封裝尺寸就有多大,從而誕生了一種新的封裝形式,命名為晶元尺寸封裝,簡稱CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封裝具有以下特點:
1.滿足了LSI晶元引出腳不斷增加的需要;
2.解決了IC裸晶元不能進行交流參數測試和老化篩選的問題;
3.封裝面積縮小到BGA的1/4至1/10,延遲時間縮小到極短。
曾有人想,當單晶元一時還達不到多種晶元的集成度時,能否將高集成度、高性能、高可靠的CSP晶元(用LSI或IC)和專用集成電路晶元(ASIC)在高密度多層互聯基板上用表面安裝技術(SMT)組裝成為多種多樣電子組件、子系統或系統。由這種想法產生出多晶元組件MCM(Multi Chip Model)。它將對現代化的計算機、自動化、通訊業等領域產生重大影響。MCM的特點有:
1.封裝延遲時間縮小,易於實現組件高速化;
2.縮小整機/組件封裝尺寸和重量,一般體積減小1/4,重量減輕1/3;
3.可靠性大大提高。
隨著LSI設計技術和工藝的進步及深亞微米技術和微細化縮小晶元尺寸等技術的使用,人們產生了將多個LSI晶元組裝在一個精密多層布線的外殼內形成MCM產品的想法。進一步又產生另一種想法:把多種晶元的電路集成在一個大圓片上,從而又導致了封裝由單個小晶元級轉向硅圓片級(wafer level)封裝的變革,由此引出系統級晶元SOC(System On Chip)和電腦級晶元PCOC(PC On Chip)。
隨著CPU和其他ULSI電路的進步,集成電路的封裝形式也將有相應的發展,而封裝形式的進步又將反過來促成晶元技術向前發展。
晶元封裝形式
封裝形式:
封裝形式是指安裝半導體集成電路晶元用的外殼。它不僅起著安裝、固定、密封、保護晶元及增強電熱性能等方面的作用,而且還通過晶元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。衡量一個晶元封裝技術先進與否的重要指標是晶元面積與封裝面積之比,這個比值越接近1越好。
封裝大致經過了如下發展進程:
結構方面:TO->DIP->LCC->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。
DIP--Double In-line Package--雙列直插式封裝。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,應用范圍包括標准邏輯IC,存貯器LSI,微機電路等。
PLCC--Plastic Leaded Chip Carrier--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。
PQFP--Plastic Quad Flat Package--PQFP封裝的晶元引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規模或超大規模集成電路採用這種封裝形式,其引腳數一般都在100以上。
SOP--Small Outline Package--1968~1969年菲為浦公司就開發出小外形封裝(SOP)。以後逐漸派生出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)及SOT(小外形晶體管)、SOIC(小外形集成電路)等。
http://www.sunplusmcu.com/bbs/Dispbbs.asp?boardid=2&ID=601