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。
封装时主要考虑的因素:
芯片面积与封装面积之比,为提高封装效率,尽量接近1:1。引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能。基于散热的要求,封装越薄越好。
封装大致经过了如下发展进程:
结构方面。TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。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。
以下为具体的封装形式介绍:
SOP/SOIC封装
SOP是英文Small Outline Package的缩写,即小外形封装。
SOP封装
SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派生出: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SOPTSSOP,薄的缩小型SOPSOT,小外形晶体管SOIC,小外形集成电路
DIP封装
DIP是英文“Double In-line Package”的缩写,即双列直插式封装。
DIP封装
插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。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。
PLCC封装
PLCC是英文“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写,即塑封J引线芯片封装。
PLCC封装
PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。
04TQFP封装
TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的缩写,即薄塑封四角扁平封装。四边扁平封装工艺能有效利用空间,从而降低对印刷电路板空间大小的要求。
TQFP封装
由于缩小了高度和体积,这种封装工艺非常适合对空间要求较高的应用,如PCMCIA卡和网络器件。几乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封装。
PQFP封装
PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的缩写,即塑封四角扁平封装。
PQFP封装
PQFP封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细。一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。
TSOP封装
TSOP是英文“Thin Small Outline Package”的缩写,即薄型小尺寸封装。TSOP内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚。TSOP适合用SMT(表面安装)技术在PCB上安装布线。
TSOP封装
TSOP封装外形,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动)减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。
BGA封装
BGA是英文“Ball Grid Array Package”的缩写,即球栅阵列封装。20世纪90年代,随着技术的进步,芯片集成度不断提高,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA封装开始被应用于生产。
BGA封装
采用BGA技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高两到三倍,BGA与TSOP相比,具有更小的体积,更好的散热性和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升,采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下,体积只有TSOP封装的三分之一。另外,与传统TSOP封装方式相比,BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径。
BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率。虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能。厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。
TinyBGA封装
说到BGA封装,就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术。