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常見芯片封裝技術(shù)

封裝，Package，是把集成電路裝配為芯片最終產(chǎn)品的過程，簡(jiǎn)單地說，就是把Foundry生產(chǎn)出來的集成電路裸片(Die)放在一塊起到承載作用的基板上，把管腳引出來，然后固定包裝成為一個(gè)整體。

1、 芯片面積與封裝面積之比為提高封裝效率，盡量接近1：1;

2、 引腳要盡量短以減少延遲，引腳間的距離盡量遠(yuǎn)，以保證互不干擾，提高性能;

3、 基于散熱的要求，封裝越薄越好。

封裝主要分為DIP雙列直插和SMD貼片封裝兩種。從結(jié)構(gòu)方面，封裝經(jīng)歷了最早期的晶體管TO(如TO-89、TO92)封裝發(fā)展到了雙列直插封裝，隨后由PHILIP公司開發(fā)出了SOP小外型封裝，以后逐漸派生出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。從材料介質(zhì)方面，包括金屬、陶瓷、塑料，很多高強(qiáng)度工作條件需求的電路如軍工和宇航級(jí)別仍有大量的金屬封裝。

1、BGA 封裝 (ball grid array)

球形觸點(diǎn)陳列，表面貼裝型封裝之一。在印刷基板的背面按陳列方式制作出球形凸點(diǎn)用以 代替引腳，在印 刷基板的正面裝配 LSI 芯片，然后用模壓樹脂或灌封方法進(jìn)行密封。也 稱為凸 點(diǎn)陳列載體(PAC)。引腳可超過200，是多引腳LSI 用的一種封裝。 封裝本體也可做得比 QFP(四側(cè)引腳扁平封裝)小。例如，引腳中心距為1.5mm 的360引腳 BGA 僅為31mm 見方;而引腳中心距為0.5mm 的304 引腳 QFP 為40mm 見方。而且 BGA不 用擔(dān) 心 QFP 那樣的引腳變形問題。 該封裝是美國(guó)Motorola 公司開發(fā)的，首先在便攜式電話等設(shè)備中被采用，今后在 美國(guó)有 可 能在個(gè)人計(jì)算機(jī)中普及。最初，BGA的引腳(凸點(diǎn))中心距為 1.5mm，引腳數(shù)為225�，F(xiàn)在 也有 一些 LSI 廠家正在開發(fā)500 引腳的BGA。 BGA 的問題是回流焊后的外觀檢查�，F(xiàn)在尚不清楚是否有效的外觀檢查方 法。有的認(rèn)為 ，由于焊接的中心距較大，連接可以看作是穩(wěn)定的，只能通過功能檢查來處理。 美國(guó) Motorola 公司把用模壓樹脂密封的封裝稱為 OMPAC，而把灌封方法密封的封裝稱為 GPAC(見 OMPAC 和 GPAC)。

2、BQFP 封裝 (quad flat packagewith bumper)

帶緩沖墊的四側(cè)引腳扁平封裝。QFP 封裝之一，在封裝本體的四個(gè)角設(shè)置突起(緩沖墊) 以 防止在運(yùn)送過程 中引腳發(fā)生彎曲變形。美國(guó)半導(dǎo)體廠家主要在微處理器和 ASIC 等電路中采用 此封裝。引腳中心距0.635mm， 引腳數(shù)從84 到196 左右(見 QFP)。

3、碰焊 PGA 封裝 (butt joint pin grid array)

表面貼裝型 PGA 的別稱(見表面貼裝型 PGA)。

4、C-(ceramic)封裝

表示陶瓷封裝的記號(hào)。例如，CDIP 表示的是陶瓷 DIP。是在實(shí)際中經(jīng)常使用的記號(hào)。

5、Cerdip 封裝

用玻璃密封的陶瓷雙列直插式封裝，用于 ECL RAM，DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)等電路。帶有玻璃窗口的Cerdip

用于紫外線擦除型EPROM 以及內(nèi)部帶有 EPROM 的微機(jī)電路等。引腳中心 距2.54mm，引腳數(shù)從8 到42。在日本，此封裝表示為 DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。

6、Cerquad 封裝

表面貼裝型封裝之一，即用下密封的陶瓷 QFP，用于封裝 DSP 等的邏輯LSI 電路。帶有窗 口的 Cerquad用于封裝EPROM 電路。散熱性比塑料 QFP 好，在自然空冷條件下可容許1. 5～ 2W 的功率。但封裝成本比塑料

QFP 高3～5 倍。引腳中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、 0.5mm、 0.4mm等多種規(guī)格。引腳數(shù)從32 到368。

帶引腳的陶瓷芯片載體，表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出，呈丁字形。 帶有窗口的用于 封裝紫外線擦除型 EPROM 以及帶有 EPROM 的微機(jī)電路等。此封裝也稱為 QFJ、QFJ-G(見 QFJ)。

7、CLCC 封裝 (ceramic leadedchip carrier)

帶引腳的陶瓷芯片載體，表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出，呈丁字形。帶有窗口的用于封裝紫外線擦除型 EPROM 以及帶有 EPROM 的微機(jī)電路等。此封裝也稱為 QFJ、QFJ-G(見 QFJ)。

8、COB 封裝 (chip on board)

板上芯片封裝，是裸芯片貼裝技術(shù)之一，半導(dǎo)體芯片交接貼裝在印刷線路板上，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實(shí)現(xiàn)，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實(shí)現(xiàn)，并用樹脂覆 蓋以確�？�*性。雖然 COB 是最簡(jiǎn)單的裸芯片貼裝技術(shù)，但它的封裝密度遠(yuǎn)不如 TAB 和倒片 焊技術(shù)。

9、DFP(dual flat package)

雙側(cè)引腳扁平封裝。是SOP 的別稱(見 SOP)。以前曾有此稱法，現(xiàn)在已基本上不用。

10、DIC(dual in-line ceramic package)

陶瓷 DIP(含玻璃密封)的別稱(見 DIP).

11、DIL(dual in-line)

DIP 的別稱(見 DIP)。歐洲半導(dǎo)體廠家多用此名稱。

12、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(cè)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(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯 IC，存貯器 LSI，微機(jī)電路等。

引腳中心距2.54mm，引腳數(shù)從6 到64。封裝寬度通常為15.2mm。有的把寬度為7.52mm 和10.16mm 的封 裝分別稱為 skinny DIP 和 slim DIP(窄體型 DIP)。但多數(shù)情況下并不加區(qū)分，只簡(jiǎn)單地統(tǒng)稱為 DIP。另外，用低熔點(diǎn)玻璃密封的陶瓷 DIP 也稱為 cerdip(見cerdip)。

13、Flip-chip

倒焊芯片。裸芯片封裝技術(shù)之一，在 LSI 芯片的電極區(qū)制作好金屬凸點(diǎn)，然后把金屬凸點(diǎn)與印刷基板上的電極區(qū)進(jìn)行壓焊連接。封裝的占有面積基本上與芯片尺寸相同。是所有封裝技術(shù)中體積最小、最薄的一種。

但如果基板的熱膨脹系數(shù)與LSI 芯片不同，就會(huì)在接合處產(chǎn)生反應(yīng)，從而影響連接的可靠性。因此必須用樹脂來加固 LSI 芯片，并使用熱膨脹系數(shù)基本相同的基板材料。其中SiS 756北橋芯片采用最新的Flip-chip封裝，全面支持AMD Athlon 64/FX中央處理器。支持PCI Express X16接口，提供顯卡最高8GB/s雙向傳輸帶寬。支持最高HyperTransport Technology，最高2000MT/s MHz的傳輸帶 寬。內(nèi)建矽統(tǒng)科技獨(dú)家AdvancedHyperStreaming Technology，MuTIOL 1G Technology。

14、FQFP(fine pitch quad flat package)

小引腳中心距 QFP。通常指引腳中心距小于0.65mm 的 QFP(見 QFP)。部分導(dǎo)導(dǎo)體廠家采用此名稱。塑料四邊引出扁平封裝 PQFP(Plastic Quad Flat Package)PQFP 的封裝形式最為普遍。其芯片引腳之間距離很小，引腳很細(xì)，很多大規(guī)模或超大集成電路都采用這種封裝形式，引腳數(shù)量一般都在100個(gè)以上。Intel 系列 CPU 中80286、80386和某些486主板芯片采用這種封裝形式。 此種封裝形式的芯片必須采用 SMT 技術(shù)(表面安裝設(shè)備)將芯片與電路板焊接起來。采用 SMT 技術(shù)安裝的芯片 不必在電路板上打孔，一般在電路板表面上有設(shè)計(jì)好的相應(yīng)引腳的焊點(diǎn)。將芯片各腳對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的焊點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。SMT 技術(shù)也被廣泛的使用在芯 片焊接領(lǐng)域，此后很多高級(jí)的封裝技術(shù)都需要使用 SMT 焊接。

以下是一顆 AMD 的 QFP 封裝的286處理器芯片。0.5mm焊區(qū)中心距，208根 I/O 引腳，外形尺寸28×28mm， 芯片尺寸10×10mm，則芯片面積/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了。