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常用电子元件封装收集珍藏版
常用封装收集
SOP:
一种元件封装形式
sop封装示意图
由1980年代以前的通孔插装(PTH)型态,主流产品为DIP(DualIn-LinePackage),进展至1980年代以SMT(SurfaceMountTechnology)技术衍生出的SOP(SmallOut-LinePackage)、SOJ(SmallOut-LineJ-Lead)、PLCC(PlasticLeadedChipCarrier)、QFP(QuadFlatPackage)封装方式,在IC功能及I/O脚数逐渐增加后,1997年Intel率先由QFP封装方式更新为BGA(BallGridArray,球脚数组矩阵)封装方式,除此之外,近期主流的封装方式有CSP(ChipScalePackage芯片级封装)及FlipChip(覆晶)。
SOP封装的应用范围很广,而且以后逐渐派生出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)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等在集成电路中都起到了举足轻重的作用。
像主板的频率发生器就是采用的SOP封装。
SOJ(SmallOut-LineJ-Lead)J型引脚小外形封装
SSOP芯片封装
SSOP(ShrinkSmallOutlinePackage)
窄间距小外型塑封
ssop封装示意图
1968~1969年菲为浦公司就开发出小外形封装(SOP)。
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)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。
TSOP
到了上个世纪80年代,内存第二代的封装技术TSOP出现,得到了业界广泛的认可,时至今日仍旧是内存封装的主流技术。
TSOP是“ThinSmallOutlinePackage”的缩写,意思是薄型小尺寸封装。
TSOP内存是在芯片的周围做出引脚,采用SMT技术(表面安装技术)直接附着在PCB板的表面。
TSOP封装外形尺寸时,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。
同时TSOP封装具有成品率高,价格便宜等优点,因此得到了极为广泛的应用。
TSOP封装方式中,内存芯片是通过芯片引脚焊接在PCB板上的,焊点和PCB板的接触面积较小,使得芯片向PCB办传热就相对困难。
而且TSOP封装方式的内存在超过150MHz后,会产品较大的信号干扰和电磁干扰。
BGA
BGA封装图示例
BGA封装内存
BGA封装(BallGridArrayPackage)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。
BGA封装技术可详分为五大类:
1.PBGA(PlasricBGA)基板:
一般为2-4层有机材料构成的多层板。
Intel系列CPU中,PentiumII、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,PentiumI、II、PentiumPro处理器均采用过这种封装形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:
硬质多层基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:
基板为带状软质的1-2层PCB电路板。
5.CDPBGA(CarityDownPBGA)基板:
指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。
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TinyBallGridArray(小型球栅阵列封装),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。
FBGA
FBGA封装
Fine-PitchBallGridArray:
细间距球栅阵列
FBGA(通常称作CSP)是一种在底部有焊球的面阵引脚结构,使封装所需的安装面积接近于芯片尺寸。
BGA是英文BallGridArrayPackage的缩写,即球栅阵列封装。
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,更好的散热性能和电性能。
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。
BGA发展来的CSP封装技术正在逐渐展现它生力军本色,金士顿、勤茂科技等领先内存制造商已经推出了采用CSP封装技术的内存产品。
CSP,全称为ChipScalePackage,即芯片尺寸封装的意思。
作为新一代的芯片封装技术,在BGA、TSOP的基础上,CSP的性能又有了革命性的提升。
CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1:
1.14,已经相当接近1:
1的理想情况,绝对尺寸也仅有32平方毫米,约为普通的BGA的1/3,仅仅相当于TSOP内存芯片面积的1/6。
这样在相同体积下,内存条可以装入更多的芯片,从而增大单条容量。
也就是说,与BGA封装相比,同等空间下CSP封装可以将存储容量提高三倍,图4展示了三种封装技术内存芯片的比较,从中我们可以清楚的看到内存芯片封装技术正向着更小的体积方向发展。
CSP封装内存不但体积小,同时也更薄,其金属基板到散热体的最有效散热路径仅有0.2mm,大大提高了内存芯片在长时间运行后的可靠性,线路阻抗显著减小,芯片速度也随之得到大幅度的提高。
CSP封装的电气性能和可靠性也相比BGA、TOSP有相当大的提高。
在相同的芯片面积下CSP所能达到的引脚数明显的要比TSOP、BGA引脚数多的多(TSOP最多304根,BGA以600根为限,CSP原则上可以制造1000根),这样它可支持I/O端口的数目就增加了很多。
此外,CSP封装内存芯片的中心引脚形式有效的缩短了信号的传导距离,其衰减随之减少,芯片的抗干扰、抗噪性能也能得到大幅提升,这也使得CSP的存取时间比BGA改善15%-20%。
在CSP的封装方式中,内存颗粒是通过一个个锡球焊接在PCB板上,由于焊点和PCB板的接触面积较大,所以内存芯片在运行中所产生的热量可以很容易地传导到PCB板上并散发出去;而传统的TSOP封装方式中,内存芯片是通过芯片引脚焊在PCB板上的,焊点和PCB板的接触面积较小,使得芯片向PCB板传热就相对困难。
CSP封装可以从背面散热,且热效率良好,CSP的热阻为35℃/W,而TSOP热阻40℃/W。
测试结果显示,运用CSP封装的内存可使传导到PCB板上的热量高达88.4%,而TSOP内存中传导到PCB板上的热量能为71.3%。
另外由于CSP芯片结构紧凑,电路冗余度低,因此它也省去了很多不必要的电功率消耗,致使芯片耗电量和工作温度相对降低。
目前内存颗粒厂在制造DDR333和DDR400内存的时候均采用0.175微米制造工艺,良品率比较低。
而如果将制造工艺提升到0.15甚至0.13微米的话,良品率将大大提高。
而要达到这种工艺水平,采用CSP封装方式则是不可避免的。
因此CSP封装的高性能内存是大势所趋.
这种高密度、小巧、扁薄的封装技术非常适宜用于设计小巧的手持式消费类电子装置,如个人信息工具、手机、摄录一体机、以及数码相机
DIP
DIP封装(DualIn-linePackage),也叫双列直插式封装技术,双入线封装,DRAM的一种元件封装形式。
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均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100。
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,以免损坏管脚。
DIP封装结构形式有:
多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式)等。
QFP封装
这种技术的中文含义叫方型扁平式封装技术(PlasticQuadFlatPockage),该技术实现的CPU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。
该技术封装CPU时操作方便,可靠性高;而且其封装外形尺寸较小,寄生参数减小,适合高频应用;该技术主要适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线。
QFP(QuadFlatPockage)为四侧引脚扁平封装,是表面贴装型封装之一,引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。
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。
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。
LQFP
LQFP也就是薄型QFP(Low-profileQuadFlatPackage)指封装本体厚度为1.4mm的QFP,是日本电子机械工业会根据制定的新QFP外形规格所用的名称。
下面介绍下QFP封装:
这种技术的中文含义叫方型扁平式封装技术(PlasticQuadFlatPackage),该技术实现的CPU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。
该技术封装CPU时操作方便,可靠性高;而且其封装外形尺寸较小,寄生参数减小,适合高频应用;该技术主要适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线。
PQFP
PQFP:
(PlasticQuadFlatPackage,塑料方块平面封装)一种芯片封装形式。
单列直插式封装(SIP)
单列直插式封装(SIP)引脚从封装一个侧面引出,排列成一条直线。
通常,它们是通孔式的,管脚插入印刷电路板的金属孔内。
当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。
这种形式的一种变化是锯齿型单列式封装(ZIP),它的管脚仍是从封装体的一边伸出,但排列成锯齿型。
这样,在一个给定的长度范围内,提高了管脚密度。
引脚中心距通常为2.54mm,引脚数从2至23,多数为定制产品。
封装的形状各异。
也有的把形状与ZIP相同的封装称为SIP。
SIP封装并无一定型态,就芯片的排列方式而言,SIP可为多芯片模块(Multi-chipModule;MCM)的平面式2D封装,也可再利用3D封装的结构,以有效缩减封装面积;而其内部接合技术可以是单纯的打线接合(WireBonding),亦可使用覆晶接合(FlipChip),但也可二者混用。
除了2D与3D的封装结构外,另一种以多功能性基板整合组件的方式,也可纳入SIP的涵盖范围。
此技术主要是将不同组件内藏于多功能基板中,亦可视为是SIP的概念,达到功能整合的目的。
PGA封装
PGA:
(Pin-GridArray,引脚网格阵列)一种芯片封装形式,缺点是耗电量大。
陈列引脚封装。
插装型封装之一,其底面的垂直引脚呈陈列状排列。
封装基材基本上都采
用多层陶瓷基板。
在未专门表示出材料名称的情况下,多数为陶瓷PGA,用于高速大规模逻辑
LSI电路。
成本较高。
引脚中心距通常为2.54mm,引脚数从64到447左右。
了为降低成本,封装基材可用玻璃环氧树脂印刷基板代替。
也有64~256引脚的塑料PGA。
另外,还有一种引脚中心距为1.27mm的短引脚表面贴装型PGA(碰焊PGA)。
PLCC
PLCC为特殊引脚芯片封装,它是贴片封装的一种,这种封装的引脚在芯片底部向内弯曲,因此在芯片的俯视图中是看不见芯片引脚的。
这种芯片的焊接采用回流焊工艺,需要专用的焊接设备,在调试是要取下芯片也很麻烦,现在已经很少用了。
PLCC(PlasticLeadedChipCarrier),带引线的塑料芯片载体.表面贴装型封装之一,外形呈正方形,32脚封装,引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形,是塑料制品,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.
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