QPF BGA封装
时间:2023-01-05 20:30:00
所谓包装技术,是一种用绝缘塑料或陶瓷材料包装集成电路的技术。以CPU例如,实际的体积和外观并不是真实的CPU内核的大小和外观,但CPU内核等元件经过封装后的产品。芯片的封装技术是必要的,也是至关重要的。由于芯片必须与外界隔离,以防止空气中杂质腐蚀芯片电路,导致电气性能下降。另一方面,包装芯片也更容易安装和运输。由于包装技术的质量也直接影响芯片本身的性能和连接PCB(印刷电路板)的设计和制造非常重要。
以上内容摘自百度百科【https://baike.baidu.com/item/包装技术】
芯片的包装技术种类繁多,如DIP,PQFP,TSOP,TSSOP,PGA,BGA,QFP,TQFP,QSOP,SOIC,SOJ,PLCC,WAFERS等等,很多。在网上找到一张图片,生动地总结了各种复杂的包装技术:
怎么样,晕倒了吗?
没关系。以上很多包装技术都是小众技术,不需要太多关注。今天我们主要选择几种常见的包装技术进行介绍。
1、DIP封装
DIP封装(Dual In-line Package),又称双列直接插入式包装技术,是指采用双列直接插入式包装的集成电路芯片,绝大多数中小型集成电路采用这种包装形式,其引脚数一般不超过100。DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入DIP芯片插座的结构。当然,焊接也可以直接插入具有相同焊孔数和几何排列的电路板上。DIP插入芯片插座时,应特别小心封装芯片,以免损坏管脚。DIP包装结构有:多层陶瓷双列直插式DIP,双列直插单层陶瓷DIP,引线框架式DIP(包括玻璃陶瓷封接、塑料封接结构、陶瓷低熔玻璃封装)等。
DIP包装具有以下特点:
适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便;
芯片面积与封装面积的比值较大,因此体积也较大;
DIP包括标准逻辑在内的包装,包括标准逻辑IC,存储器4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封装,可插入主板插槽或焊接在主板上。
2、SOP封装
SOP封装(Small Out-Line Package,小外观封装),也是一种非常常见的表面贴装封装技术。引脚从封装两侧引出海鸥翼(L 有塑料和陶瓷两种材料。后来,由SOP衍生出了SOJ(J型引脚小外形封装),TSOP(薄外形包装),VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)SOIC(小外形集成电路)等。
这种类型的包装的典型特点是在包装芯片周围制作了大量的引脚,包装操作方便,可靠性高。它是目前主流的包装方法之一,属于真正的系统级包装。它在一些存储类型中更常见IC。
3、QFP封装
QFP包装中文称为方形扁平包装技术(Quad Flat Package),该技术实现了CPU芯片引脚之间的距离很小,管脚很细。这种包装形式一般采用大规模或超大型集成电路,引脚数一般在100以上。以这种形式包装的芯片必须使用SMD(表面安装设备技术)将芯片主板焊接。采用SMD安装的芯片不需要在主板上打孔,主板表面一般有设计好的相应管脚焊点。将芯片脚对准相应的焊点,实现与主板的焊接。
QFP包装具有以下特点:
该技术封装CPU操作方便,可靠性高;
适用于高频应用;
该技术主要适用SMT表面安装技术在PCB安装布线;
目前QFP/PFP包装的应用非常广泛,很多MCU所有的芯片都使用这种包装。
4、QFN封装
QFN(Quad Flat No-leadPackage,方形扁平无引脚包装)是一种无引线方形扁平包装技术。它是一种无铅包装,配有外部终端垫和一种用于暴露机械和热完整性的芯片垫。
封装可以是正方形或长方形。封装四侧配有电极触点。由于无引脚,贴装占地面积比QFP小,高度比QFP低。
QFN包装特点:
表面贴装封装,无引脚设计;
无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积;
组件非常薄(<1mm),能满足对空间有严格要求的应用;
阻抗和自感很低,可以满足高速或微波的应用;
由于底部有大面积散热焊盘,热性能优异;
重量轻,适合便携式应用。
QFN包装的小外观特点可用于笔记本电脑、数码相机和个人数字助理(PDA)、移动电话和MP3.便携式消费电子产品。从市场的角度来看,QFN考虑到成本、体积等因素,包装越来越受到用户的关注,QFN未来几年封装将是一个增长点,发展前景十分乐观。
5、BGA封装
BGA技术(Ball Grid Array Package),球栅阵列包装技术。该技术的出现已成为CPU、高密度、高性能、多引脚包装的最佳选择,如主板南、北桥芯片等。但BGA封装占地面积较大。尽管技术I/O引脚数量增加,但引脚之间的距离远远大于QFP,从而提高组装成品率。该技术采用可控塌陷芯片法焊接,可提高其电热性能。此外,该技术的组装可以通过共面焊接,可以大大提高包装的可靠性;以及该技术实现的包装CPU信号传输延迟小,适应频率可大大提高。
BGA包装具有以下特点:
I/O虽然引脚数量增加了,但引脚之间的距离远远大于QFP成品率提高;
虽然BGA功耗增加,但由于采用可控芯片法焊接,可提高电热性能;
信号传输延迟小,适应频率大大提高;
组装可采用共面焊接,可靠性大大提高;
6、PLCC封装
PLCC,即Plastic Leaded Chip Carrier,带引线的塑料芯片载体包装技术。PLCC是带引线的塑料芯片封装载体。表面贴装型的封装形式,引脚从封装的四个侧面引出,呈“丁”字形,外形尺寸比 DIP包装要小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB布线上安装,外形尺寸小,可靠性高。
PLCC对于特殊的引脚芯片包装,它是一种贴片包装。这种包装的引脚在芯片底部向内弯曲,因此芯片引脚在芯片的俯视图中是看不见的。该芯片的焊接采用回流焊工艺,需要特殊的焊接设备。调试时取下芯片也很麻烦,现在很少使用。
由于IC包装种类繁多,对研发试验影响不大,但对工厂大规模生产烧录,IC封装类型越多,选择相应的烧录座型号就越多。ZLG致远电子十多年来一直专业行业十多年,其编程支持并提供各种包装类型IC工厂批量生产的烧录座。
7、PQFP封装
PQFP是英文Plastic Quad Flat Package缩写,即塑封四角扁平封装。PQFP封装芯片引脚之间的距离很小,管脚也很细。一般大规模或超大型集成电路采用这种封装形式,引脚数一般在100以上。
8、CSP封装
随着全球电子产品个性化、轻需求的趋势,包装技术已经进步到CSP(Chip Size P ackage)。它减小了芯片包装形状的尺寸,使裸芯片的尺寸,包装尺寸。即包装后IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒大(Die)大不超过1.4倍。
CSP包装可分为四类:
1、Lead Frame Type(传统导线架形式)代表富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。
2、Rigid Interposer Type( 硬内插板型),代表摩托罗拉、索尼、东芝、松下等厂家。
3、Flexible Interposer Type(软内插板型),其中最著名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA同样的原理也被采用。其他代表制造商包括通用电气(GE)和NEC。
4、Wafer Level Package与传统的单芯片封装方式不同,WLCSP将整个晶圆切割成单芯片,被称为未来封装技术的主流,已投入研发的厂家包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。
CSP适用于脚数少的封装IC ,例如,内存条和便携式电子产品。未来将广泛应用于信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN、ADSL/手机芯片,蓝牙(Bluetooth)等待新产品。
9、CLCC封装
CLCC,即Ceramic Leaded Chip Carrier,带引脚的陶瓷芯片载体包装技术。它的引脚从包装的四个侧面引出,呈丁字形 。 用窗户封装紫外线擦除型EPROM 以及带有EPROM 微机电路等。 QFJ、QFJ-G。
10、Flip Chip封装
Flip Chip,又称倒装片,是近年来主流的包装形式之一,主要用于高端设备和高密度包装领域。在所有表面安装技术中,倒装芯片可以实现最小、最薄的包装。
与COB相比之下,芯片结构和包装形式I/O因为端(锡球)朝下,I/O在包装密度和处理速度方面,导出端分布在整个芯片表面Flip chip它已经达到了顶峰,特别是类似的SMT芯片封装技术和高密度安装的最终方向是技术手段的加工。
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