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SMT加工中常见芯片封装类型

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SMT加工中常见芯片封装类型

发布时间:2020-09-08 17:51人气:107

SMT加工中常见芯片封装类型

 

芯片的封装引脚,起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,是连接芯片内部世界与外部电路的桥梁,所以,封装对CPU和其他大规模集成电路起着非常重要的作用。在优勤电子SMT贴片加工中,有以下几种常见的芯片封装:

 

DIP双列直插式

DIP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均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,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封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。

 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是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存储器和微机电路等。

特点:

1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。

2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。

最早的4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封装,通过其上的两排引脚可插到主板上的插槽或焊接在主板上。

在内存颗粒直接插在主板上的时代,DIP 封装形式曾经十分流行。DIP还有一种派生方式SDIP(Shrink DIP,紧缩双入线封装),它比DIP的针脚密度要高六倍。

现状:
但是由于其封装面积和厚度都比较大,而且引脚在插拔过程中很容易被损坏,可靠性较差。同时这种封装方式由于受工艺的影响,引脚一般都不超过100个。随着CPU内部的高度集成化,DIP封装很快退出了历史舞台。只有在老的VGA/SVGA显卡或BIOS芯片上可以看到它们的“足迹”。

 

PQFP/PFP封装

PQFP封装的芯片四周均有引脚,引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。

用这种形式封装的芯片必须采用SMT(表面组装技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMT安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。

将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。

PFP方式封装的芯片与PQFP方式基本相同。唯一的区别是PQFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。

特点:
PQFP封装适用于SMT表面安装技术在PCB上安装布线,适合高频使用,它具有操作方便、可靠性高、工艺成熟、价格低廉等优点。

现状:
PQFP封装的缺点也很明显,由于芯片边长有限,使得PQFP封装方式的引脚数量无法增加,从而限制了图形加速芯片的发展。平行针脚也是阻碍PQFP封装继续发展的绊脚石,由于平行针脚在传输高频信号时会产生一定的电容,进而产生高频的噪声信号,再加上长长的针脚很容易吸收这种干扰噪音,就如同收音机的天线一样,几百根“天线”之间互相干扰,使得PQFP封装的芯片很难工作在较高频率下。
此外,PQFP封装的芯片面积/封装面积比过小,也限制了PQFP封装的发展。90年代后期,随着BGA技术的不断成熟,PQFP终于被市场淘汰。

 

PGA(插针网格阵列)封装

PGA封装的芯片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,根据管脚数目的多少,可以围成2~5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为了使得CPU能够更方便的安装和拆卸,从486芯片开始,出现了一种ZIF CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。该技术一般用于插拔操作比较频繁的场合之下。

 

特点:
⒈插拔操作更方便,可靠性高。

⒉可适应更高的频率。

 

 

BGA(球栅阵列)封装

随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI、VLSI、ULSI相继出现,硅单芯片集成度不断提高,对集成电路封装要求更加严格,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大,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 Pin时,传统的封装方式有其困难度。为满足发展的需要,在原有封装品种基础上,又增添了新的品种——球栅阵列封装,简称BGA。

 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。

特点:

1. I/O引脚数虽然增多,但引脚间距远大于QFP,从而提高了组装成品率。

2. 虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,简称C4焊接,从而可以改善它的电热性能。

3. 厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上。

4. 寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高。

5. 组装可用共面焊接,可靠性高。

6. BGA封装仍与QFP、PGA一样,占用基板面积过大。

 

 

QFP(方型扁平式)封装

该技术实现的CPU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。

特点:

1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

2.适合高频使用。

3.操作方便,可靠性高。

4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。

 

 

QFN封装类型

QFN是一种无引线四方扁平封装,是具有外设终端垫以及一个用于机械和热量完整性暴露的芯片垫的无铅封装。

 该封装可为正方形或长方形。封装四侧配置有电极触点,由于无引脚,贴装占有面积比QFP 小,高度 比QFP 低

特点:

1.表面贴装封装,无引脚设计。

2.无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积。

3.组件非常薄(<1mm),可满足对空间有严格要求的应用。

4.非常低的阻抗、自感,可满足高速或者微波的应用。

5.具有优异的热性能,主要是因为底部有大面积散热焊盘。

 

 

SO类型封装

SO类型封装包含有:SOP(小外形封装)、TOSP(薄小外形封装)、SSOP (缩小型SOP)、VSOP(甚小外形封装)、SOIC(小外形集成电路封装)等类似于QFP形式的封装,只是只有两边有管脚的芯片封装形式,该类型的封装是表面贴装型封装之一,引脚从封装两侧引出呈“ L” 字形。

该类型的封装的典型特点就是在封装芯片的周围做出很多引脚,封装操作方便,可靠性比较高,是目前的主流封装方式之一,目前比较常见的是应用于一些存储器类型的IC。

SIP封装

SIP封装是将多种功能芯片,包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。与SOC相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式,而SOC则是高度集成的芯片产品。从封装发展的角度来看,SIP是SOC封装实现的基础。

 

 

 

 

 

 

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