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平尚详解芯片封装技术简介

文章出处:新闻中心 责任编辑:东莞市平尚电子科技有限公司 发表时间:2016-06-22
  
   我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优呢?那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍个中芯片封装形式的特点和优点。   
一 DIP双列直插式封装
  DIP(DualIn-line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,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小心,以免损坏引脚。详细资料请访问我们的网站http://www.pad-china.cn
  DIP封装具有以下特点:
  1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。
  2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。
  二 QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装
  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。详细资料请访问我们的网站http://www.pad-china.cn
  QFP/PFP封装具有以下特点:
  1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。
  2.适合高频使用。
  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。
  Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。
  三 PGA插针网格阵列封装
  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。详细资料请访问我们的网站http://www.pad-china.cn
  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、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的引脚与插座地接触,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芯片取出。
  PGA封装具有以下特点:
  1.插拔操作方便,可靠性高。
  2.可适应高的频率。详细资料请访问我们的网站http://www.pad-china.cn
  Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。
  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。
  3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。详细资料请访问我们的网站http://www.pad-china.cn
  4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。
  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)。
  BGA封装具有以下特点:
  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。
  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。
  3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。
  4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。详细资料请访问我们的网站http://www.pad-china.cn
  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已成为热门的IC封装技术,其全场规模在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。
  五 CSP芯片尺寸封装
  随着电子产品个性化、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面积比晶粒(Die)大不过1.4倍。
  CSP封装又可分为四类:
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。
2.      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。
  3.Flexible Interposer Type(软质内插板型),其中有名的是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。
  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。详细资料请访问我们的网站http://www.pad-china.cn
  CSP封装具有以下特点:
  1.芯片I/O引脚不断增加的需要。
  2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。
  3.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。详细资料请访问我们的网站http://www.pad-china.cn
  六 MCM多芯片模块
  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:
  1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。
  2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。
  3.系统可靠性大大提高。
  结束语
  总之,由于CPU和其他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。
集成电路封装缩写 
  BGA(Ball Grid Array):球栅阵列,面阵列封装的一种。
    QFP(Quad Flat Package):方形扁平封装。
     PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier):有引线塑料芯片栽体。 
     DIP(Dual In-line Package):双列直插封装。
     SIP(Single inline Package):单列直插封装
     SOP(Small Out-Line Package):小外形封装。
     SOJ(Small Out-Line J-Leaded Package):J形引线小外形封装。
     COB(Chip on Board):板上芯片封装。
     Flip-Chip:倒装焊芯片。
     片式元件(CHIP):片式元件主要为片式电阻、片式电容、片式电感等无源元件。根据引脚的不同,有全端子元件(即元件引线端子覆盖整个元件端)和非全端子元件,一般的普通片式电阻、电容为全端子元件,而像钽电容之类则为非全端子元件。
     THT(Through Hole Technology):通孔插装技术
     SMT(Surface Mount Technology):表面安装技术 


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