介绍各种芯片封装形式的特点和优点

1、介绍各种芯片封装形式的特点和优点。常见的封装材料有：塑料、陶瓷、玻璃、 金属等，现在基本采用塑料封装。按封装形式分：普通双列直插式，普通单列直 插式，小型双列扁平，小型四列扁平，圆形金属，体积较大的厚膜电路等。由于电视、音响、录像集成电路的用途、使用环境、生产历史等原因，使其不但 在型号规格上繁杂，而且封装形式也多样。我们经常听说某某芯片采用什么什么 的封装方式，比如，我们看见过的电板，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，将为你介绍各种芯片封装形式的特点和优点。1）概述常见的封装材料有：塑料、陶瓷、玻璃、金属等，现在基本采用塑料封装。按封装形式分：普通双列直插式，普通单列直插式，小型双列扁平，小型四列扁 平，圆形金属，体积较大的厚膜电路等。按封装体积大小排列分：最大为厚膜电路，其次分别为双列直插式，单列直插式， 金属圭寸装、双列扁平、四列扁平为最小。两引脚之间的间距分：普通标准型塑料封装，双列、单列直插式一般多为2.54 0.25 mm其次有2mm（多见于单列直插式）、1.77

2、8 0.25mm （多见于缩型 双列直插式）、1.5 0.25mm或1.27 0.25mm侈见于单列附散热片或单列 V 型）、1.27 0.25mm侈见于双列扁平封装）、1 0.15mm侈见于双列或四列扁平 封装）、0.8 0.050.15mm（多见于四列扁平封装）、0.65 0.03mm侈见于四列 扁平封装）。双列直插式两列引脚之间的宽度分：一般有7.47.62mm 10.16mm 12.7mm 15.24mm等 数种。双列扁平封装两列之间的宽度分（包括引线长度：一般有66.5 mm 7.6mm10.5 10.65mm等。四列扁平封装40引脚以上的长X宽一般有：10X 10mm不计引线长度）、13.6 X 13.6 0.4mm（包括引线长度）、20.6 X 20.6 0.4mm（包括引线长度）、8.45 X 8.45 0.5mm（不计引线长度）、14X 14 0.15mm （不计引线长度）等。2）DIP双列直插式封装DIP（Dualln linePackage）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

3、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。In tel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。3）QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装QF（ 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(PlasticFlat Package)方式封装的芯

4、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。In tel系列CPU中 80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。4) PGA1针网格阵列封装PGA(Pin Grid Array Package)芯片圭寸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PGAS座。为使CPI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 InsertionForce 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

5、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寸装具有以下特点：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。5) BGA求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：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. CB

6、GA（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，Penti um I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种圭寸装形式。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. CDPBGACarityDown 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：1.1/0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勺功耗增加，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. 组装可用共面焊接，可靠性大大提高。BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，日本西铁城（Citizen ）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即 BGA。而 后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA勺行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏

7、公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel公司在电脑CPU+（即奔腾II、奔腾III 奔腾IV等）， 以及芯片组（如i850 ）中开始使用BGA这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜 的作用。目前，BGA已成为极其热门的IC封装技术，其全球市场规模在2000年 为12亿块，预计2005年市场需求将比2000年有70%上幅度的增长。6）CSP芯片尺寸封装随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到 CSP（Chip Size Package）。它减小了芯片封装外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有 多大，封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面 积只比晶粒（Die）大不超过1.4倍。CSP封装又可分为四类：1. Lead Frame Type（传统导线架形式），代表厂商有富士通、日立、R ohm 高士达（Goldstar ）等等。2. Rigid In terposerType（硬质内插板型），代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。3. FlexibleIn terposerType（软质内插板型），其中最有名的是 Tessera公

8、司的microBGA CTS的 sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括 通用电气（GE和NEC4. Wafer Level Package（晶圆尺寸圭寸装）：有别于传统的单一芯片圭寸 装方式，WLCS是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未 来主流，已投入研发的厂商包括 FCT Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电 子等。CSP封装具有以下特点：1. 满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。2. 芯片面积与封装面积之间的比值很小。3. 极大地缩短延迟时间。CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量 应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV、电子书（E-Book）、无线网络 WLAN /GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽（Bluetooth ）等新兴产品中。7）MCh多芯片模块为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题， 把多个高集成度、高 性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上用 SMD技术组成多种多样的电 子模块系统，从而出现 MCM（Multi Chip Model）多芯片模块系统。MCM具有以下特点：

9、1. 封装延迟时间缩小，易于实现模块高速化。2. 缩小整机/模块的封装尺寸和重量。3. 系统可靠性大大提高。总之，由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展，集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化，而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前 发展。8）芯片封装方式总结1、BGA（ball grid array）球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出 球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体（PAC）。弓I脚可超过200,是多引脚LS I用的一种封装。封装本体也可做得比 QFP四侧引脚扁平封装）小。例如，引脚 中心距为1.5mm的360弓I脚BGA仅为31mm见方；而引脚中心距为0.5mm的3 04引脚QFP为40mm见方。而且BGA不用担心QFP那样的引脚变形问题。该 封装是美国Motorola公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在 美国有可能在个人计算机中普及。最初，BGA的引脚（凸点）中心距为1.5mm弓I 脚数为225。现在也有一些LSI厂家正在开发500引脚的BGA BGA的问题是回 流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为，由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。美国Motorola公司把用模压树脂密圭寸的圭寸装称为 OMPAC而把灌圭寸方法密圭寸的圭寸装称为 GPAC见 OMPA（和 GPAC。2、BQFP（quad flat package with bumper）带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP封装之一，在封装本体的四个角设置突 起（缓冲垫）以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。 美国半导体厂家主要在微处 理器和ASIC等电

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