芯片级封装包括哪些.docx

芯片级封装包括哪些 1.芯片都有哪些封装形式?步骤是什么? 集成电路芯片的封装形式 自从美国Intel公司1971年设计制造出4位微处a理器芯片以来，在20多年时间内，CPU从Intel4004、80286、80386、80486发展到Pentium和PentiumⅡ，数位从4位、8位、16位、32位发展到64位；主频从几兆到今天的400MHz以上，接近GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到500万个以上；半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI到达 ULSI 封装的输入/输出（I/O）引脚从几十根，逐渐增加到几百根，下世纪初可能达2千根这一切真是一个翻天覆地的变化 对于CPU，读者已经很熟悉了，286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如数家珍似地列出一长串但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装，知道的人未必很多 所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。

因此，封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用 新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等 下面将对具体的封装形式作详细说明 一、DIP封装 70年代流行的是双列直插封装，简称DIP(Dual In-line Package) DIP封装构造具有以下特点： 1.适合PCB的穿孔安装； 2.比TO型封装（图1）易于对PCB布线； 3.操作方便 DIP封装构造形式有：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，塑料包封构造式，陶瓷低熔玻璃封装式），如图2所示 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越好以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装（PDIP）的CPU为例，其芯片面积/封装面积=3*3/15.24*50=1:86，离1相差很远。

不难看出，这种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 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装 二、芯片载体封装 80年代出现了芯片载体封装，其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package)，封装构造形式如图3、图4和图5所示 以0.5mm焊区中心距，208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例，外形尺寸28*28mm，芯片尺寸10*10mm，则芯片面积/封装面积=10*10/28*28=1:7.8，由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小 QFP的特点是： 1.适合用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； 3.操作方便； 4.可靠性高 在这期间，Intel公司的CPU，如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。

三、BGA封装 90年代随着集成技术的进步、设备的改良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，功耗也随之增大为满足发展的需要，在原有封装品种根底上，又增添了新的品种——球栅阵列封装，简称BGA(Ball Grid Array Package) 如图6所示 BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的***度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最正确选择 其特点有： 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； Intel公司对这种集成度很高（单芯片里达300万只以上晶体管），功耗很大的CPU芯片，如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA，并在外壳上安装微型排风扇散热，从而到达电路的稳定可靠工作。

四、面向未来的新的封装技术 BGA封装比QFP先进，更比PGA好，但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低 Tessera公司在BGA根底上做了改良，研制出另一种称为μBGA的封装技术，按0.5mm焊区中心距，芯片面积/封装面积的比为1:4，比BGA前进了一大步 1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:1.1的封装构造，其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点 也就是说，单个IC芯片有多大，封装尺寸就有多大，从而诞生了一种新的封装形式，命名为芯片尺寸封装，简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)CSP封装具有以下特点： 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要； 2 2.IC封装有哪几种? 类型有：塑封，陶瓷封150mil塑封，300mil塑封窄soicd，宽soic，塑料ssop，塑料ssop,soic塑封宽JEDEC SOIC，塑封EIAJ SOIC，塑料EIAJ SOIC,PLCC塑料包衬的芯版支座CLCC陶瓷包衬的芯版支座，QFP扁平方行封装，TQFP薄方四方扁平封装，DIP塑料双列直插封装，SDIP 塑料双列直接间隙压缩封装，BGA球栅阵列封装，CSP芯片尺寸封装，MCM芯片组件 3.常见芯片封装有那几种?各有什么特点? 我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式，在我们的电脑中，存在着各种各样不同处理芯片，那么，它们又是是采用何种封装形式呢？并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢？那么就请看看下面的这篇文章，将为你介绍个中芯片封装形式的特点和优点。

一、DIP双列直插式封装 DIP(DualIn-line 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，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构造的芯片插座上 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开展焊接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.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大 Intel系列CPU中8088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二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装 QFP(Plastic Quad Flat Package)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SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来采用SMD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用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的 PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形 QFP/PFP封装具有以下特点：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 Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式三、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 ZIF(Zero Insertion 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构造生成的挤压力，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 Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式 四、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 Pin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 Package)封装技术BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等***度、高性能、多引脚封装的最正确选择 BGA封装技术又可详分为五大类：1.PBGA(Plasric BGA)基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。

Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式 2.CBGA(CeramicBGA)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Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式 3.FCBGA(FilpChipBGA)基板：硬质多层基板4.TBGA(TapeBGA)基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板 5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）BGA封装具有以下特点：1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率 2.虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能3.信号传输延迟小，适应频率大大提高 4.。