芯片封装分类

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1、芯 片 封 装 分 类 大 全【 1】 双 列直 插封 装 (DIP)20世 纪 60年 代， 由于 IC集 成度 的提 高， 电路 引脚 数不 断增 加 ， 有了 数十 个 I/O引 脚的 中、 小规 模集 成电 路 (MSI、 SI)， 相应 的封 装形 式为 双列 直插 (DIP)型 ，并 成为 那个 时期 的主 导产 品形 式。 70年 代， 芯片 封装 流行 的是 双列 直插 封装 (DIP)、 单列 直插 封装 (SIP)、 针 栅阵 列封 装 (PGA)等 都 属 于通 孔插 装式 安装 器件 。 通 孔插 装式 安装 器件 的代 表当 属双 列直 插封 装 ， 简 称 DIP(

2、Dualn-LinePackage)。 这 类 DIP从 封装 结构 形式 上可 以分 为两 种： 其一 ，军 品 或 要求 气密 封装 的采 用陶 瓷双 例直 插 DIP； 其二 ，由 于塑 料封装 具有 低成 本、 性价 比优 越等 特点 ，因 此， 封装 形式 大多 数采 用塑 料直 插式 PDIP。 塑料 双便 直插 封 装 (PDIP)是 上世 纪 80年 代普 遍使 用的 封装 形式 ，它 有一 个矩 形的 塑封 体， 在矩 形塑 封体 比较 长的 两侧 面有 双列 管脚 ，两 相邻 管脚 之间 的节 距是 2 54m， 引线 数为 6-84， 厚度 约为 2.03 6， 如表 2

3、所 示。 两边 平等 排列 管脚 的跨 距较 大， 它的 直插 式管 脚结 构使 塑封电 路可 以装 在塑 料管 内运 输 ，不 用接 触管 脚， 管脚 从塑 封体 两面 弯曲 一个 小角 度用 于插 孔式 安装 ，也 便于 测试 或器 件的 升级 和更 换。 这种 封装 形式 ，比 较适 合印 制电 路板 (PCB)的 穿孔 安 装 ， 具 有比 50年 代的 TO型 圆形 金属 封装 ， 更 易于 对 PCB布 线以 及操 作较 为方 便等 特点 。这 种封 装适 合于 大批 量低 成本 生产 ，便 于自 动化 的线 路板 安装 及提 供高 的 可靠 性焊 接。 同时 ，塑 料封 装器 件

4、在 尺寸 、重 量、 性能 、成 本、 可靠 性及 实用 性方 面也 优于 气密 性封 装 。 大部 分塑 封器 件重 量大 约只 是陶 瓷封 装的 一半 。 例 如 ： 14脚 双列 直插 封装 (DIP)重 量大 约为 1g，而 14脚 陶瓷 封装 重 2g。 但 是双 列直 插封 装 (DIP)效 率较 低 ， 大 约只 有 2 ， 并 占去 了大 量有 效安 装面 积 。我 们知 道， 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。【 2】 四边 引线 扁平 封装 (QFP)20世 纪 80年 代， 随着

5、 计算 机、 通讯 设备 、家 用电 器向 便携式 、 高 性能 方向 的发 展 ； 随 着集 成电 路技 术的 进步 ， 大 规模 集成 电路 (LSI) O引 脚数 已达数 百 个 ，与 之相 适应 的， 为了 缩小 PCB板 的体 积进 而缩 小各 种系 统及 电器 的体 积， 解决 高密 度封 装技 术及 所需 高密 度引 线框 架的 开发 ，满 足电 子整 机小 型化 ，要 求集 成 电 路封 装在更 小的 单位 面积 里引 出更 多的 器件 引脚 和信 号 ， 向 轻 、 薄 、 短 、 小 方向 发展 。 那 些通 孔插 装式 安装 器件 已无 法满 足对 集成 电路 封装 严格

6、 要求 的需 要。 代之 而 起的 是表 面贴 装技 术(SMT)。 表 面贴 装技 术 (SMT)的 封装 形式 主要 有小 外型 封装 (SOP)， 引线 间距 为 1 27m、 塑料 片式 载体 (PLC)， 引 线间 距为 1 27m、 四 边引 线扁 平 封装 (QFP)等 。 其 后相 继出 现了 各种 改进 型 ， 如 TQFP(薄 型 QFP)、 VQFP(细 引脚 间距 QFP)、 SQFP(缩 小型 QFP)、 PQFP(塑 封 QFP)、TapeQFP(载 带 QFP)和 $OJ(型 引脚 小外 形封 装 )、 TSOP(薄 小外 形封 装 )、 VSOP(甚 小外 形封

7、装 )、 SOP(缩 小形 SOP)、 TSOP(薄 的缩 小型 SOP)等 ，最 终四 边引 线扁 平封 装 (QFP)成 为主流 的封 装形 式 。 表 面贴 装技 术 (SMT)是 当时 流行 和热 门的 印制 电路 板 (PCB)上 元件 贴装 技术 ，它 改变 了传 统的 PTH插 装形 式。 表面 贴装 技术 由于 是无 引线 的安 装， 减小 了 杂 散电 容和 不需 要的 电感 ， 对 高频 应用 很有 利 。 它 不需 要每 条引 线有 一个 安装 通孔 ， 从 而减 少了 所需 的基板 层数 。而 且简 化了 组装 工序 ，便 于元 器件 的自 动供 给和 自 动 安装 ，

8、能 达到 更高 的密 度，缩 短了 印制 板上 互连 线 ， 更 有利 于电 子产 品实 现轻 、 薄 、 短 、 小 化 。 此 外 ， 使 用表 面贴 装技术 可使 重量 和体 积明 显减 小 ， 大 型有 源器 件 的 尺寸 均可 按 3： 1的 比例 缩小 ， 小 型无 源元 件可 按 10： 1的 比例 缩小 ，可 使 PCB的 尺寸 缩小 70 ，安 装成 本可 随之 降低 50 。 SMT具 有接 触面 大、 可靠 性 高、 引线 短、 引线 细、 间距 小、 装配 密度 大、 电器 性能 好、 体积 小、 重量 轻 、 适 于自 动化 生产 、 不 需要 程序 控制 、 不 需

9、要 预先 准备 元件 、 不 需要 引线 插孔 、 材 料和元 件成 本较 低等 许多 优点 。不 足之 处是 在封 装密 度、 I O数 以及 电路 频率 方面 还难 以满 足专 用集 成电 路 (ASIC)、 微处 理器 的发 展需 要。 小 外形 封装 SOP(SmalOutlinePackage)，它 体积 窄小 ， 实 际上 是双 列直 插式 的缩 小型 ， 通 常采 用 欧 翼 型 引线 ， 最 佳的 封装 引线 数 为20条 。它 便于 检查 、引 线焊 接容 易， 很适 合表 面 贴 装 (SMT)工 艺。 据统 计， 20年 全球 ，SOP的 IC产 量占 IC总 产量 的

10、58 4 ，占 IC总 产量 的半 壁江 山， SOP仍 然受 到 IC用 户的青 睐 。 四 边引 线扁 平封 装 ， 简 称 (QuadflatPackage)。 一 般是 正方 形或 矩形 封装 ， 引 线节 距为 0 31 27m， 有 40-30条 引线 ， 使 用最 普 通 的是 160个 管脚 ， 间 距 0 65m； 208个管 脚 ， 间 距 0 5m； 265个 管脚 ， 间 距为 0 4m， 本 体尺 寸为 28 27的 PQFP， 管 脚引 线分 布于 载体 的四 边， 厚度 约为 0 53 6， 如表 2所 示， QFP适 合于 使用 SMT在 PCB或 其他基 板上

11、 表面 贴装 ， 封 装外 形尺 寸 小 ， 寄 生参 数减 小 ， 适 合高 频应 用 ， 操 作方 便 ， 可 靠性 高 ，适 于 SMT技 术要 求的 低成 本封 装。 它的 四面 有欧 翘状 引脚 ， I O端 子数 要比 两面 有欧 翘状引 脚的 SOP多 得多 。 以 0 5m焊 区中 心距 ， 208根 I O引 脚的 QFP封 装的 CPU为 例 ， 外 形尺 寸 28m 28m， 芯 片尺 寸 10m 10mil， 则 芯 片面 积 封装 面积 =10 10 28 28=1： 78， 由 此可 见 QFP比 DIP的 封装 尺寸 大大 减小 。 几 种 QFP封 装发 展趋

12、势参 见 表 3。 业 界专 家认 为 ， 由 于受 器件 引脚 框架 加工 精度 等制 度技 术的 限制 ， 0 3m已 是 QFP引 脚间 距的 极限 ，因 此也 限制 了组 装密 度的 提高 ， QFP的 发展 已 到 了尽 头。 英特 尔公 司的 80386处 理器 采用的 就是 QFP封 装方 式。 QFP封 装仍 是目 前 IC封 装的 第二 大主 流， 20。 年全 球 QFP封 装 的IC产 量仅 次 于 SOP， 占 IC总 产量 的 2 1 。【 3】 焊 球阵 列封 装 (BGA)20世 纪 90年 代随 着大 规模 集成 电路 (LSI)、 超大 规模 集成 电路(VL

13、SI)、 特大 规模 集成 电路 (ULSl)和 电子 产品 向便 携式 、小 型化 、网 格化 、多 媒 体 化方 向的 迅速 发展 ， 集 成电 路的 电路 门数 和芯 片 I O引 脚数 急剧 增加 ， 体 积不 断减 小 ， 功 耗增 大 ，功 能增 强 。 再 采用 QFP封 装技 术 ， 只 是通 过增 加 I O数 ， 减 小引 线间 距 ， 由 于受 到加 工精度 ， 生 产成 生和 封装 工艺 的制 约 ， 已 不能 满足 电子 产品 发展 对集 成电 路封 装技 术提 出的 更高要 求。 这时 ，以 面阵 排列 、球 形凸 点为 I O引 脚、 封装 密度 大为 提高 的

14、BGA便 应运 而生 。焊 球阵 列封 装， 简称 BGA(BalGridArayPackage)。 它是 表面 贴装 IC的 一种 新型 封装 形式 ， 其 I O端 子以 圆形 或柱 状焊 点按 阵列 式式 分布 在底 面上 ， 彻 底改 变了 SOP、 PLC、 QFP引 出 端 分布 在两 侧或 四边 的单 一封 装形 式 ， 是 IC封 装的 一大 进步 。 BGA封 装典 型的 间距 有1 0m、 1 27m、 1 5m几 种， 如表 2所 示。 它的 引线 间距 大 ，引 线硬 度高 ，引 线长 度短 ， 在 不增 加辅 助支 撑和 周边 位置 引线 前提 下大 大提 高了 引线

15、 的数 量 。 主 要有 塑封 焊球 阵列(PBGA)、 陶瓷 焊球 阵列 (CBGA)和 载 带焊 球阵 列 (TapeBGA)。 BGA封 装可 以容 纳的 I/O数 超过 了以 往传 统的 表面 贴装 器件 ，体 积小 ，引 脚短 而牢 固， 但引 脚间 距并 不小 ，易 于组 装 ， 可返 修； 自感 或互 感小 ，信 号传 输延 迟 小 ，增 强了 电性 能， 改善 了散 热性 ，有 良好 的密 封性能 ， 较 高的 可靠 性和 较低 的质 量缺 陷 ； 具 有较 低的 生产 成本 ， 较 小的 安装 面积 ， 较 低的 安装高 度， 可与 SMT工 艺 兼容 。厚 度和 重量 都较

16、 先前 的封 装技 术有 所减 少； 到目 前， 提供 高脚数 封装 形式 中最 具成 本竞 争力 的一 种， 如若 在密 度上 继续 进行 改善 ，因 为仍 有改 善的 空间 ，继 续 缩小 引线 间距 ，改 善基 板密 度与 晶片 结合 的技 术， 将可 望达 到 CSP的 封装 标准 要求 ；不 过 BGA封 装仍 然存 在着 组装 焊点 检测 困难 ，占 用基 板面 积较 大， 封装 时 对 潮湿 比较 敏感等 不足 之处 。 采 用 BGA新 技术 封装 的内 存 ， 可 以使 所有 计算 机中 的 DRAM内 存在 体积 不变 的情 况下 内存 容量 提高 两到 三倍 。 我 们从 BGA正 方形 与 PQFPI/O数 的比 较中 可 知 ， 对 于 32m 32m这 一封 装尺 寸， PQFP中 的 I O数 约为 184个 管脚 ，间 距为 0 65m； 而 BGA的 IlO数 约为 60个 管脚 ， 间 距差 不 多 是 PQFP的 两倍 ， 为 1 2