芯片封裝原理及功能特性

發(fā)布：探針臺 2019-06-03 09:19 閱讀：2164

一名電子工程師，日常工作基本上都會接觸上很多各種類型的IC，比如邏輯芯片、存儲芯片、MCU或者FPGA等;對于各種類型的IC的功能特性，或許會清楚得更多，但對于IC的封裝，不知道了解了多少?本文將介紹一些日常常用IC的封裝原理及功能特性，通過了解各種類型IC的封裝，電子工程師在設(shè)計電子電路原理時，可以準確地選擇IC，而對于工廠批量生產(chǎn)燒錄，更可以快速地找到對應(yīng)IC封裝的燒錄座型號。

一、DIP雙列直插式封裝

DIP是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的IC有兩排引腳，需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。當(dāng)然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應(yīng)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. 芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。
DIP是最普及的插裝型封裝，應(yīng)用范圍包括標準邏輯IC，存儲器和微機電路等!二、QFP/ PFP類型封裝

QFP/PFP封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)�；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD(表面安裝設(shè)備技術(shù))將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設(shè)計好的相應(yīng)管腳的焊點。將芯片各腳對準相應(yīng)的焊點，即可實現(xiàn)與主板的焊接。

QFP/PFP封裝具有以下特點：
1. 適用于SMD表面安裝技術(shù)在PCB電路板上安裝布線;
2. 成本低廉，適用于中低功耗，適合高頻使用;
3. 操作方便，可靠性高;
4. 芯片面積與封裝面積之間的比值較小;
5. 成熟的封轉(zhuǎn)類型，可采用傳統(tǒng)的加工方法。

目前QFP/PFP封裝應(yīng)用非常廣泛，很多MCU 廠家的A芯片都采用了該封裝。

三、BGA類型封裝

隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術(shù)關(guān)系到產(chǎn)品的功能性，當(dāng)IC的頻率超過100MHZ時，傳統(tǒng)封裝方式可能會產(chǎn)生所謂的“CrossTalk”現(xiàn)象，而且當(dāng)IC的管腳數(shù)大于208 Pin時，傳統(tǒng)的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片皆轉(zhuǎn)為使用BGA(BALL Grid Array PACKAGE)封裝技術(shù)。

BGA封裝具有以下特點：
1. I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率;
2. BGA的陣列焊球與基板的接觸面大、短，有利于散熱;
3. BGA陣列焊球的引腳很短，縮短了信號的傳輸路徑，減小了引線電感、電阻;信號傳輸延遲小，適應(yīng)頻率大大提高，因而可改善電路的性能;
4. 組裝可用共面焊接，可靠性大大提高;
5. BGA適用于MCM封裝，能夠?qū)崿F(xiàn)MCM的高密度、高性能。

圖3 BGA封裝圖

四、SO類型封裝

SO類型封裝包含有:SOP(小外形封裝)、TOSP(薄小外形封裝)、SSOP (縮小型SOP)、VSOP(甚小外形封裝)、SOIC(小外形集成電路封裝)等類似于QFP形式的封裝，只是只有兩邊有管腳的芯片封裝形式，該類型的封裝是表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出呈“ L” 字形。

該類型的封裝的典型特點就是在封裝芯片的周圍做出很多引腳，封裝操作方便,可靠性比較高,是目前的主流封裝方式之一，目前比較常見的是應(yīng)用于一些存儲器類型的IC。

圖4 SOP封裝圖

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