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电子物料封装
电子元器件封装规格介绍
编程/设计2008-01-1013:
43:
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封装
封装主要分为DIP双列直插和SMD贴片封装两种。
从结构方面,封装经历了最早期的晶体管TO(如TO-89、TO92)封装发展到了双列直插封装,随后由PHILIP公司开发出了SOP小外型封装,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。
从材料介质方面,包括金属、陶瓷、塑料、塑料,目前很多高强度工作条件需求的电路如军工和宇航级别仍有大量的金属封装。
封装大致经过了如下发展进程:
结构方面:
TO->DIP->PLCC->QFP->BGA->CSP;
材料方面:
金属、陶瓷->陶瓷、塑料->塑料;
引脚形状:
长引线直插->短引线或无引线贴装->球状凸点;
装配方式:
通孔插装->表面组装->直接安装
具体的封装形式
1、SOP/SOIC封装
SOP是英文SmallOutlinePackage的缩写,即小外形封装。
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)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。
引脚:
0.45 间距:
1.27
2、DIP封装
DIP是英文DoubleIn-line(DualIn-line)Package的缩写,即双列直插式封装。
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。
引脚:
0.45 间距:
2.54
3、PLCC封装
PLCC是英文PlasticLeadedChipCarrier的缩写,即塑封J引线芯片封装。
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。
4、TQFP封装
TQFP是英文thinquadflatpackage的缩写,即薄塑封四角扁平封装。
四边扁平封装(TQFP)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。
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。
5、PQFP封装
PQFP是英文PlasticQuadFlatPackage的缩写,即塑封四角扁平封装。
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
6、TSOP封装
TSOP是英文ThinSmallOutlinePackage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技术(表面安装技术)在PCB(印制电路板)上安装布线。
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。
引脚:
0.25 间距:
0.65
7、BGA封装
BGA是英文BallGridArrayPackage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。
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。
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TinyBallGrid
Array(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。
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。
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。
QFP是QuadFlatPackage的缩写,是“小型方块平面封装”的意思。
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。
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QFP(quadflatpackage)
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。
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。
japon将引脚中心距小于0.65mm的QFP称为QFP(FP)。
但现在japon电子机械工业会对QFP的外形规格进行了重新评价。
在引脚中心距上不加区别,而是根据封装本体厚度分为QFP(2.0mm~3.6mm厚)、LQFP(1.4mm厚)和TQFP(1.0mm厚)三种。
另外,有的LSI厂家把引脚中心距为0.5mm的QFP专门称为收缩型QFP或SQFP、VQFP。
但有的厂家把引脚中心距为0.65mm及0.4mm的QFP也称为SQFP,至使名称稍有一些混乱。
QFP的缺点是,当引脚中心距小于0.65mm时,引脚容易弯曲。
为了防止引脚变形,现已出现了几种改进的QFP品种。
如封装的四个角带有树指缓冲垫的BQFP(见BQFP);带树脂保护环覆盖引脚前端的GQFP(见GQFP);在封装本体里设置测试凸点、放在防止引脚变形的专用夹具里就可进行测试的TPQFP(见TPQFP)。
在逻辑LSI方面,不少开发品和高可靠品都封装在多层陶瓷QFP里。
引脚中心距最小为0.4mm、引脚数最多为348的产品也已问世。
此外,也有用玻璃密封的陶瓷QFP(见Gerqad)。
下面是更详细的封装介绍(按字母排列)
1、BGA(ballgridarray)
球形触点陈列,表面贴装型封装之一。
在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚,在印刷基板的正面装配LSI芯片,然后用模压树脂或灌封方法进行密封。
也称为凸点陈列载体(PAC)。
引脚可超过200,是多引脚LSI用的一种封装。
封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。
例如,引脚中心距为1.5mm的360引脚BGA仅为31mm见方;而引脚中心距为0.5mm的304引脚QFP为40mm见方。
而且BGA不用担心QFP那样的引脚变形问题。
该封装是美国Motorola公司开发的,首先在便携式电话等设备中被采用,今后在美国有可能在个人计算机中普及。
最初,BGA的引脚(凸点)中心距为1.5mm,引脚数为225。
现在也有一些LSI厂家正在开发500引脚的BGA。
BGA的问题是回流焊后的外观检查。
现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。
有的认为,由于焊接的中心距较大,连接可以看作是稳定的,只能通过功能检查来处理。
美国Motorola公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC,而把灌封方法密封的封装称为GPAC(见OMPAC和GPAC)。
2、BQFP(quadflatpackagewithbumper)
带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。
QFP封装之一,在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫)以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。
美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC等电路中采用此封装。
引脚中心距0.635mm,引脚数从84到196左右(见QFP)。
3、碰焊PGA(buttjointpingridarray)
表面贴装型PGA的别称(见表面贴装型PGA)。
4、C-(ceramic)
表示陶瓷封装的记号。
例如,CDIP表示的是陶瓷DIP。
是在实际中经常使用的记号。
5、Cerdip
用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装,用于ECLRAM,DSP(数字信号处理器)等电路。
带有玻璃窗口的Cerdip用于紫外线擦除型EPROM以及内部带有EPROM的微机电路等。
引脚中心距2.54mm,引脚数从8到42。
在japon,此封装表示为DIP-G(G即玻璃密封的意思)。
6、Cerquad
表面贴装型封装之一,即用下密封的陶瓷QFP,用于封装DSP等的逻辑LSI电路。
带有窗口的Cerquad用于封装EPROM电路。
散热性比塑料QFP好,在自然空冷条件下可容许1.5~2W的功率。
但封装成本比塑料QFP高3~5倍。
引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm等多种规格。
引脚数从32到368。
7、CLCC(ceramicleadedchipcarrier)
带引脚的陶瓷芯片载体,表面贴装型封装之一,引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形。
带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM以及带有EPROM的微机电路等。
此封装也称为QFJ、QFJ-G(见QFJ)。
8、COB(chiponboard)
板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用树脂覆盖以确保可靠性。
虽然COB是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB和倒片焊技术。
9、DFP(dualflatpackage)
双侧引脚扁平封装。
是SOP的别称(见SOP)。
以前曾有此称法,现在已基本上不用。
10、DIC(dualin-lineceramicpackage)
陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称(见DIP).
11、DIL(dualin-line)
DIP的别称(见DIP)。
欧洲半导体厂家多用此名称。
12、DIP(dualin-linepackage)
双列直插式封装。
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。
引脚中心距2.54mm,引脚数从6到64。
封装宽度通常为15.2mm。
有的把宽度为7.52mm和10.16mm的封装分别称为skinnyDIP和slimDIP(窄体型DIP)。
但多数情况下并不加区分,只简单地统称为DIP。
另外,用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP也称为cerdip(见cerdip)。
13、DSO(dualsmallout-lint)
双侧引脚小外形封装。
SOP的别称(见SOP)。
部分半导体厂家采用此名称。
14、DICP(dualtapecarrierpackage)
双侧引脚带载封装。
TCP(带载封装)之一。
引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。
由于利用的是TAB(自动带载焊接)技术,封装外形非常薄。
常用于液晶显示驱动LSI,但多数为定制品。
另外,0.5mm厚的存储器LSI簿形封装正处于开发阶段。
在japon,按照EIAJ(japon电子机械工业)会标准规定,将DICP命名为DTP。
15、DIP(dualtapecarrierpackage)
同上。
japon电子机械工业会标准对DTCP的命名(见DTCP)。
16、FP(flatpackage)
扁平封装。
表面贴装型封装之一。
QFP或SOP(见QFP和SOP)的别称。
部分半导体厂家采用此名称。
17、flip-chip
倒焊芯片。
裸芯片封装技术之一,在LSI芯片的电极区制作好金属凸点,然后把金属凸点与印刷基板上的电极区进行压焊连接。
封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。
是所有封装技术中体积最小、最薄的一种。
但如果基板的热膨胀系数与LSI芯片不同,就会在接合处产生反应,从而影响连接的可靠性。
因此必须用树脂来加固LSI芯片,并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。
18、FQFP(finepitchquadflatpackage)
小引脚中心距QFP。
通常指引脚中心距小于0.65mm的QFP(见QFP)。
部分导导体厂家采用此名称。
19、CPAC(globetoppadarraycarrier)
美国Motorola公司对BGA的别称(见BGA)。
20、CQFP(quadfiatpackagewithguardring)
带保护环的四侧引脚扁平封装。
塑料QFP之一,引脚用树脂保护环掩蔽,以防止弯曲变形。
在把LSI组装在印刷基板上之前,从保护环处切断引脚并使其成为海鸥翼状(L形状)。
这种封装在美国Motorola公司已批量生产。
引脚中心距0.5mm,引脚数最多为208左右。
21、H-(withheatsink)
表示带散热器的标记。
例如,HSOP表示带散热器的SOP。
22、pingridarray(surfacemounttype)
表面贴装型PGA。
通常PGA为插装型封装,引脚长约3.4mm。
表面贴装型PGA在封装的底面有陈列状的引脚,其长度从1.5mm到2.0mm。
贴装采用与印刷基板碰焊的方法,因而也称为碰焊PGA。
因为引脚中心距只有1.27mm,比插装型PGA小一半,所以封装本体可制作得不怎么大,而引脚数比插装型多(250~528),是大规模逻辑LSI用的封装。
封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。
以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。
23、JLCC(J-leadedchipcarrier)
J形引脚芯片载体。
指带窗口CLCC和带窗口的陶瓷QFJ的别称(见CLCC和QFJ)。
部分半导体厂家采用的名称。
24、LCC(Leadlesschipcarrier)
无引脚芯片载体。
指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。
是高速和高频IC用封装,也称为陶瓷QFN或QFN-C(见QFN)。
25、LGA(landgridarray)
触点陈列封装。
即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。
装配时插入插座即可。
现已实用的有227触点(1.27mm中心距)和447触点(2.54mm中心距)的陶瓷LGA,应用于高速逻辑LSI电路。
LGA与QFP相比,能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。
另外,由于引线的阻抗小,对于高速LSI是很适用的。
但由于插座制作复杂,成本高,现在基本上不怎么使用。
预计今后对其需求会有所增加。
26、LOC(leadonchip)
芯片上引线封装。
LSI封装技术之一,引线框架的前端处于芯片上方的一种结构,芯片的中心附近制作有凸焊点,用引线缝合进行电气连接。
与原来把引线框架布置在芯片侧面附近的结构相比,在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm左右宽度。
27、LQFP(lowprofilequadflatpackage)
薄型QFP。
指封装本体厚度为1.4mm的QFP,是japon电子机械工业会根据制定的新QFP外形规格所用的名称。
28、L-QUAD
陶瓷QFP之一。
封装基板用氮化铝,基导热率比氧化铝高7~8倍,具有较好的散热性。
封装的框架用氧化铝,芯片用灌封法密封,从而抑制了成本。
是为逻辑LSI开发的一种封装,在自然空冷条件下可容许W3的功率。
现已开发出了208引脚(0.5mm中心距)和160引脚(0.65mm中心距)的LSI逻辑用封装,并于1993年10月开始投入批量生产。
29、MCM(multi-chipmodule)
多芯片组件。
将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。
根据基板材料可分为MCM-L,MCM-C和MCM-D三大类。
MCM-L是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。
布线密度不怎么高,成本较低。
MCM-C是用厚膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或玻璃陶瓷)作为基板的组件,与使用多层陶瓷基板的厚膜混合IC类似。
两者无明显差别。
布线密度高于MCM-L。
MCM-D是用薄膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或氮化铝)或Si、Al作为基板的组件。
布线密谋在三种组件中是最高的,但成本也高。
30、MFP(miniflatpackage)
小形扁平封装。
塑料SOP或SSOP的别称(见SOP和SSOP)。
部分半导体厂家采用的名称。
31、MQFP(metricquadflatpackage)
按照JEDEC(美国联合电子设备委员会)标准对QFP进行的一种分类。
指引脚中心距为0.65mm、本体厚度为3.8mm~2.0mm的标准QFP(见QFP)。
32、MQUAD(metalquad)
美国Olin公司开发的一种QFP封装。
基板与封盖均采用铝材,用粘合剂密封。
在自然空冷条件下可容许2.5W~2.8W的功率。
japon新光电气工业公司于1993年获得特许开始生产。
33、MSP(minisquarepackage)
QFI的别称(见QFI),在开发初期多称为MSP。
QFI是japon电子机械工业会规定的名称。
34、OPMAC(overmoldedpadarraycarrier)
模压树脂密封凸点陈列载体。
美国Motorola公司对模压树脂密封BGA采用的名称(见BGA)。
35、P-(plastic)
表示塑料封装的记号。
如PDIP表示塑料DIP。
36、PAC(padarraycarrier)
凸点陈列载体,BGA的别称(见BGA)。
37、PCLP(printedcircuitboardleadlesspackage)
印刷电路板无引线封装。
japon富士通公司对塑料QFN(塑料LCC)采用的名称(见QFN)。
引脚中心距有0.55mm和0.4mm两种规格。
目前正处于开发阶段。
38、PFPF(plasticflatpackage)
塑料扁平封装。
塑料QFP的别称(见QFP)。
部分LSI厂家采用的名称。
39、PGA(pingridarray)
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)。
(见表面贴装型PGA)。
40、piggyback
驮载封装。
指配有插座的陶瓷封装,形关与DIP、QFP、QFN相似。
在开发带有微机的设备时用于评价程序确认操作。
例如,将EPROM插入插座进行调试。
这种封装基本上都是定制品,市场上不怎么流通。
41、PLCC(plasticleadedchipcarrier)
带引线的塑料芯片载体。
表面贴装型封装之一。
引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形,是塑料制品。
美国德克萨斯仪器公司首先在64k位DRAM和256kDRAM中采用,现在已经普及用于逻辑LSI、DLD(或程逻辑器件)等电路。
引脚中心距1.27mm,引脚数从18到84。
J形引脚不易变形,比QFP容易操作,但焊接后的外观检查较为困难。
PLCC与LCC(也称QFN)相似。
以前,两者的区别仅在于前者用塑料,后者用陶瓷。
但现在已经出现用陶瓷制作的J形引脚封装和用塑料制作的无引脚封装(标记为塑料LCC、PCLP、P-LCC等),已经无法分辨。
为此,japon电子机械工业会于1988年决定,把从四侧引出J形引脚的封装称为QFJ,把在四侧带有电极凸点的封装称为QFN(见QFJ和QFN)。
42、P-LCC(plasticteadlesschipcarrier)(plasticleadedchipcurrier)
有时候是塑料QFJ的别称,有时候是QFN(塑料LCC)的别称(见QFJ和QFN)。
部分LSI厂家用PLCC表示带引线封装,用P-LCC表示无引线封装,以示区别。
43、QFH(quadflathighpackage)
四侧引脚厚体扁平封装。
塑料QFP的一种,为了防止封装本体断裂,QFP本体制作得较厚(见QFP)。
部分半导体厂家采用的名称。
44、QFI(quadflatI-leadedpackgac)
四侧I形引脚扁平封装。
表面贴装型封装之一。
引脚从封装四个侧面引出,向下呈I字。
也称为MSP(见MSP)。
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