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1、集成电路封装形式简介（图文）封装大致经过了如下发展进程：结构方面：DIP 封装(70 年代)-SMT 工艺(80 年代LCCC/PLCC/SOP/QFP)-BGA 封装(90 年代 )-面向未来的工艺(CSP/MCM)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 直接安装裸片安装分类裸芯片在装载时，它的有电极的一面可以朝上也可以朝下，因此，芯片就有正装片和倒装片之分，布线面朝上为正装片，反之为倒装片（FC）。另外，裸芯片在装载时，它们的电气连接方式亦有所不同，有的采用有引线键合方式，有的则采用无引线键合方式材料分类按芯片的封装
2、材料分有金属封装、陶瓷封装、金属- 陶瓷封装、塑料封装。金属封装：金属材料可以冲、压，因此有封装精度高，尺寸严格，便于大量生产，价格低廉等优点。陶瓷封装：陶瓷材料的电气性能优良，适用于高密度封装。金属-陶瓷封装：兼有金属封装和陶瓷封装的优点。塑料封装：塑料的可塑性强，成本低廉，工艺简单，适合大批量生产。形式分类一TO 晶体管外形封装TO（Transistor Out-line）的中文意思是“晶体管外形” 。这是早期的封装规格，例如 TO-92，TO-92L，TO-220，TO-252 等等都是插入式封装设计。近年来表面贴装市场需求量增大，TO 封装也进展到表面贴装式封装。TO252 和 TO2
3、63 就是表面贴装封装。其中 TO-252 又称之为 D-PAK，TO-263 又称之为 D2PAK。D-PAK 封装的 MOSFET 有 3 个电极，栅极（G ）、漏极（D）、源极（S）。其中漏极（D）的引脚被剪断不用，而是使用背面的散热板作漏极（D），直接焊 接在 PCB 上，一方面用于输出大 电流，一方面通 过 PCB散热。所以 PCB 的 D-PAK 焊盘有三处，漏极（D ）焊盘较大。二 DIP 双列直插式封装DIP(DualInline Package)是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(IC)均采用这种封装形式，引脚节距为 2.54 mm，其引脚数
4、一般不超 过 100 个。封装材料有塑料和陶瓷两种。采用 DIP 封装的 CPU 芯片有两排引脚，使用时，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。（DIP）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.比 TO 型封装易于对 PCB 布线。3.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。以采用40 根 I/O 引脚塑料双列直插式
5、封装(PDIP)的 CPU 为例，其芯片面积/封装面积=(3 3)/(15.2450)=1:86，离 1 相差很 远。（PS:衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近 1 越好。如果封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了很多有效安装面积。）用途：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。 Intel 公司早期 CPU，如 8086、80286 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。S-DIP：收缩双列直插式封装。该类型的引脚在芯片两 侧排列，引脚节距为 1.778
6、 mm，芯片集成度高于 DIP。SK-DIP：窄型双列直插式封装。除了芯片的宽度是 DIP 的 1/2 以外，其它特征与 DIP 相同。SIP：单列直插式封装。该类型的引脚在芯片单侧排列，引脚节距等特征与 DIP 基本相同。ZIP： 。该类型的引脚也在芯片单侧排列，只是引脚比 SIP 粗短些，节距等特征也与 DIP 基本相同。（SIP）PS.以下三 六使用的是 SMT 封装工艺（表面组装技术）。SMT 就是表面 组装技 术（Surface MountedTechnology 的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件,从而实现了电
7、子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生产的自动化。这种小型化的元器件称为：SMY 器件（或称 SMC、片式器件）。将元件装配到印刷（或其它基板）上的工艺方法称为 SMT 工艺 。相关的组装设备则称为SMT 设备。目前，先进的电子产品，特别是在计算机及通讯类电子产品，已普遍采用 SMT 技术。国 际上 SMD 器件产量逐年上升，而 传统器件产量逐年下降，因此随着进间的推移，SMT 技术将越来越普及三QFP 方型扁平式封装QFP(Plastic Quad Flat Pockage)技术实现的 CPU 芯片引脚之间距离很小，管脚很细，呈 L 字形一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形
8、式，其引脚数一般都在 100 以上。基材有陶瓷、金属和塑料三种。引脚中心距有 1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多种规格。（QFP）其特点是：1.用 SMT 表面安装技术在 PCB 上安装布线。2.封装外形尺寸小，寄生参数减小，适合高频应用。以 0.5mm 焊区中心距、208 根 I/O 引脚 QFP 封装的 CPU 为例，如果外形尺寸为28mm28mm，芯片尺寸 为 10mm10mm，则 芯片面积/ 封装面积=(1010)/(2828)=1:7.8，由此可见 QFP 封装比 DIP 封装的尺寸大大减小。3.封装 CPU 操作方便、可靠性高。QFP 的缺
9、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(见图)；带树脂保护环覆盖引脚前端的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。（BQFP）用途：QFP 不仅用于微处理器（Intel 公司的 80386 处理器就采用塑料四边引出扁平封装），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。四SOP 小尺寸封装SOP 器件又称为 SOIC(Small Outline Integrated Circuit)
10、，是 DIP的缩小形式，引线字母 L 状引线中心距为 1.27mm，材料有塑料和陶瓷两种。SOP 也叫 SOL 和 DFP。SOP 封装标准有 SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28 等等，SOP 后面的数字表示引脚数 ，业界往往把“P”省略，叫 SO（Small Out-Line ）。（sop）还派生出 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。五PLCC 塑封有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Ch
11、ip Carrier)，引 线中心距为 1.27mm，引线呈 J 形，向器件下方弯曲，有矩形、方形两种。用于高速、高频集成电路封装。(PLCC)PLCC 器件特点：1.组装面积小，引线强度高，不易变形。2.多根引线保证了良好的共面性，使焊点的一致性得以改善。3.因 J 形引线向下弯曲，检修有些不便。用途：现在大部分主板的 BIOS 都是采用的这种封装形式。六LCCC 无引线陶瓷芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)其电极中心距有1.0mm、1.27mm 两种。通常 电极数目为 18156 个。在陶瓷基板的四个侧面都设有电极焊盘而无引脚的表面贴装型封装。用
12、于高速、高频集成电路封装。(LCCC)特点：1.寄生参数小，噪声、延时特性明显改善。2.应力小，焊点易开裂。用途：用于高速，高频集成电路封装。主要用于军用电路。七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一定距离排列。根据引脚数目的多少，可以围成 2-5 圈。插脚节 距为 2.54 mm 或1.27mm，插脚数可多达数百脚 。用于高速的且大规模和超大规模集成电路。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
13、 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。(PGA)ZIF(Zero Inser tion 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、轻松地插入插座中。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 的引脚与插座牢牢地接触，绝对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 芯片即可轻松取出。PGA 封装具有以下特点：1.插拔操作更方便，可靠性高。2.可适应更高的频率。实例：Intel 系列 C PU 中，80486 和 Pentium、Pen
14、tium Pro 均采用这种封装形式。八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更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当 IC 的频率超过 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 脚时，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 P ackage)封装技术 。焊球的节距通常为1.5mm、1.0mm、0.8mm，与 PGA 相比，不会出 现针脚变形问题(BGA)用途：BGA 一出
15、现便成 为 CPU、主板上南/北 桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。BGA 封装技术又可详 分为五大类：1.PBGA（Plasric BGA）基板：PBGA 是最普遍的 BGA 封装类型，其载体为普通的印制板基材，如 FR4 等。硅片通过 金属丝压焊方式连到 载体的上表面，然后塑料模压成型。有些 PBGA 封装结构中带有空腔，称热增强型 BGA，简称 EBGA。下表面为呈部分或完全分布的共晶 组份(37Pb63Sn)的焊球阵列，焊 球间距通常为 1.0mm、1.27mm、1.5mm。PBGA 有以下特点：其载体与 PCB 材料相同，故组装过程二者的热膨胀系数TCE(Thermal
16、Coefficient Of Expansion)几乎相同，即热匹配性良好。组装成本低。共面性较好。易批量组装。电性能良好。Intel 系列 CPU 中， Pentium II、I II、IV 处理器均采用这种封装形式。2.CBGA（Ceramic BGA）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。硅片采用金属丝压焊方式或采用硅片线路面朝下，以倒装片方式实现与载体的互联，然后用填充物包封，起到保护作用。陶瓷载体下表面是 90Pb10Sn 的共晶 焊球阵列，焊球间 距常为 1.0mm 和1.27mm。CBGA 具有如下 特点：优良的电性能和热特性。密封性较好。封装可靠性高。共面性好。封装密度高。因以陶瓷作载体，对湿气不敏感。封装成本较高。组装过程热匹配性能差，组装工艺要求较高。Intel 系列 CPU 中， Pentium I、II、Pentium Pro 处理器均
