EDA設計中經常會用到各種各樣的芯片,這些芯片通過一個外殼支架上引腳連接線路板上的導線和其他器件相連,這種外殼支架就稱為集成電路的封裝形式,芯片的晶圓通過金線連接到外殼支架上的引腳,通過引腳實現內部芯片與外部電路的連接,不僅把內部芯片與外部隔離,減少了暴露在空氣中對芯片電路的氧化腐蝕造成的電氣功能下降,而且更方便運輸和安裝。
EDA工程師必須熟悉各種IC封裝的名字和具體的外形,從上個世紀60年代開始,產生的封裝名字有上百種之多,而且各個廠家的叫法也不統一,比如同一種封裝,有的叫SO,有的叫SOP,還有的叫SOIC。另外名字封裝名字也是一代代疊加進化出來了,名稱都有點像,比如SOP、SSOP、TSOP、TSSOP,再比如BGA家族,有CBGA、CDPBGA、EBGA、FBGA、FCBGA、MBGA、TBGA、PBGA、UFBGA等10多種,讓我們看的眼花繚亂。
1、BGA(Ball Grid Array)
球形觸點陣列,表面貼裝型封裝之一;在印刷基板的背面按陳列方式制作出球形的凸點用以代替引腳,在印制基板的正面裝配LSI芯片,然后用模壓樹脂或灌封方法進行封裝,也稱為凸點陳列載體(PAC)。引腳數量可以超過1000,是多引腳LSI用的一種封裝,市場上的計算機和手機CPU芯片基本都采用這種封裝方式。這種封裝本體可以做的非常小,比如引腳間距為0.35mm的高通865芯片,本體面積僅有178mm ^2^ ;而引腳中心間距為0.4mm的176引腳的QFP芯片,本體面積已經達到400mm ^2^ ;而且BGA不用擔心引腳變形的問題。該封裝最早是由美國的Motorola公司開發的,首先在便攜式電話設備中被采用,現在已經在電腦和手機等其行業中被普及使用。
2、BQFP(Quad Flat Package with Bumper)
帶緩沖墊的四側引腳扁平封裝,QFP型封裝之一,在封裝本體的四個角設置凸起(緩沖墊)來防止運輸過程中引腳發生彎曲變形,美國半導體廠家主要在微處理器和ASCI等電路中采用此類封裝,引腳中心間距為0.635mm,引腳數量從84到196左右(見QFP)。
3、BPGA(Butt joint Pin Grid Array)
碰焊陣列引腳封裝,表面貼裝型PGA的別稱,表面貼裝型封裝之一,其底部的垂直引腳呈矩形陣列狀排列,引腳長度約1.5mm到2.0mm;貼裝采用與印刷基板碰焊的方法,因此也被稱作碰焊PGA,因為引腳中心間距只有1.27mm,比插裝型的PGA 小了一半,所以封裝本體可以做的很小,而引腳數量也比插裝型的多,是大規模邏輯LSI常用的封裝,封裝的基材有多層陶瓷基板和玻璃環氧樹脂印刷基板,以多層陶瓷基材制作的封裝已經達到實用化。
4、CBGA(Ceramic Ball Grid Array)
陶瓷焊球陣列封裝,CBGA是將裸芯片安裝在陶瓷多層基板載體頂部表面形成的,金屬蓋板用密封焊料焊接在基板上,用以保護芯片、引線及焊盤。與 PBGA 器件相比,電絕緣特性更好,封裝密度也更高,連接好的封裝體經過氣密性處理,可提高其可靠性和物理保護性能。Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過這種封裝形式。
5、CCGA(Ceramic Column Grid Array)
焊柱陶瓷柱柵陣列封裝,CCGA是CBGA尺寸大于在32*32mm時的另一種形式,不同之處在于采用焊料柱代替焊料球。焊料柱采用共晶焊料連接或直接澆注式固定在陶瓷底部。更高引腳數目的陶瓷柱柵陣列封裝 (CCGA)在可靠水平內能夠實現高性能要求FPGA器件的高密度封裝,從而能夠滿足航天衛星的要求。
6、CDIP(Ceramic Dual In-line Package)
陶瓷雙列直插封裝,是使用陶瓷基板的一種DIP封裝技術,也有寫作Cerdip,本體呈長方形,在其兩側有兩排平行的排針引腳,被稱為排針,引腳中心的間距一般為2.54mm,兩排之間的間距一般為7.62mm或15.24mm。DIP封裝的器件可以直接焊接在印制線路板電鍍的貫穿孔中,同時為了方便維修,也可以插入專用的DIP插座中。
7、CDIP-G(Ceramic Dual In-line Package Glass)
用玻璃封裝的陶瓷雙列直插式封裝,也有寫作DIP-G,用于ECL RAM,DSP(數字信號處理器)等電路中,帶有玻璃窗口的CDIP-G用于紫外線擦除型EPROM,以及內部帶有EPROM的微機電路中,引腳中心間距為2.54mm,引腳數量從8到42。
8、CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier)
帶引腳的陶瓷芯片載體,表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝的四個側面引出,成“J”字型,因此該封裝也被稱作QFJ,帶有玻璃窗口的CLCC用于封裝紫外線擦除型的EPROM和帶有EPROM的微機電路等,因此,帶有玻璃窗口的CLCC封裝也被稱作QFJ-G。
9、CNR(Communication and Networking Riser)
通訊與網絡擴展卡是由Intel開發的,為可升級的擴展卡制定的開放工業標準,它用于制造插入主板的硬件設備,以提供調制解調器和聲卡功能。CNR架構在擴展卡界面的電子、機械和熱量要求上有詳細的定義規范。
10、COB(Chip On Board)
板上芯片封裝,是裸芯片貼裝技術之一,半導體芯片交接貼裝在印刷線路板上,芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現,并用樹脂覆蓋以確保可靠性。雖然COB 是最簡單的裸芯片貼裝技術,但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術。
11、CPAC(Globetop Pad Array Carrier)
美國Motorola 公司對 BGA 的別稱(見 BGA)。
12、CPGA(Ceramic Pin Grid Array)
CPGA也就是常說的陶瓷封裝,全稱為Ceramic PGA。主要在Thunderbird(雷鳥)核心和“Palomino”核心的Athlon處理器上采用。
13、CQFP(Ceramic Quad Flat Pack或Quad Flat Package with guard ring)
帶保護環的四側引腳扁平封裝,陶瓷密封的四側引腳扁平(QFP)封裝,是Cerquad和QIC的別稱,用于封裝DSP等大型邏輯LSI電路,帶有窗口的CQFP用于封裝可紫外線擦除的EPROM電路,其散熱性比塑料的QFP要好,在自然空冷條件下可以容許1.5W到2.0W的功率,但封裝成本比塑料的QFP要高3-5倍,引腳中心間距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm和0.4mm等多種規格,引腳數量從32到368。
14、CPC
CPC是氣派科技在2016年11月推出的獨創封裝技術,無論是面積、成本還是散熱,均遠優于SOP封裝,替代SOP封裝已是行業內的趨勢,CPC封裝還有望部分替代QFN和DFN封裝。CPC4的體積是SOP8的1/4,成本也大幅下降;與SOT23-6相當,但可靠性比SOT23-6更好。
15、CSP(Chip Scale Package)
芯片級的封裝,CSP封裝是最新一代的內存芯片封裝技術,其技術性能又有了新的提升。CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14,已經相當接近1:1的理想情況,絕對尺寸也僅有32平方毫米,約為普通的BGA的1/3,僅僅相當于TSOP內存芯片面積的1/6。與BGA封裝相比,同等空間下CSP封裝可以將存儲容量提高三倍。
16、DFN(Dual Flat No-lead)
雙邊扁平無引腳封裝,表面貼裝型封裝之一,DFN是一種比較新的工藝,引腳在器件的下方,為了便于引錫焊接,引腳還延伸到器件本體的側面。為了能承受更大的功率,還在器件本體底部中心正下方引出一個大面積的引腳,為了更好散熱,該引腳一般與印制線路板上的地銅箔連接。
17、DFP(Dual Flat Package)
雙側引腳扁平封裝,表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝的兩個側面引出,是SOP的別稱,早期曾有此封裝名稱,后期基本不采用,詳見SOP。
18、DIC(Dual In-line Ceramic Package)
陶瓷的DIP(含玻璃密封)的別稱,詳見CDIP。
19、DICP(Dual Tape carrier Package)
雙側引腳帶載封裝,DTP的別稱,詳見DTP。
20、DIL(Dual In-Line)
DIP封裝的別稱,歐洲半導體廠家多采用此名,詳見DIP。
21、DIP(Dual In-line Package)
雙列直插類封裝,插裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出,此封裝有塑料和陶瓷兩種。DIP是最普及的插裝型封裝,應用范圍包括標準邏輯IC、存儲器LSI和微機電路等,引腳中心間距2.54mm,引腳數量從6到64,封裝寬度通常為15.2mm,有的把寬度為7.52mm和10.16mm的封裝分別稱為SK-DIP(膜狀DIP)和SL-DIP(細長DIP),后來還有出現更小的SH-DIP(收縮DIP)但多數情況下不加區分,都統稱為DIP。
22、DIP-tab(Dual In-line Package with Metal Heatsink )
帶散熱片的雙列直插式封裝 ,插裝型封裝之一,外形和DIP的相同,但功率比較大,為了方便散熱,外殼支架上會多出一個散熱片,散熱片和引腳一樣都被保留在外殼外部,在其孔上加螺絲與專用散熱片連接。
23、DTCP(Dual Tape Carrier Package)
雙側引腳帶載封裝,DTP的別稱,詳見DTP。
24、DTP(Dual Tape carrier Package )
雙側引腳帶載封裝 ,引腳制作在絕緣帶上并從封裝兩側引出。由于利用的是 TAB(自 動帶載焊接)技術,封裝外形非常薄。常用于液晶顯示驅動 LSI,但多數為定制品。另外,0.5mm 厚的存儲器 LSI簿形封裝正處于開發階段。在日本,按照 EIAJ(日本電子機械工業)會標準規定,將 DICP 命名為DTP。
25、DSO(Dual Small Out-lint)
雙側引腳小外形封裝。SOP的別稱(見 SOP)。部分半導體廠家采用此名稱。
26、DO(Diode)
二極管的專有封裝,表面貼裝型封裝之一,正面在負極一側外殼上做有標志,根據外形尺寸,常用的封裝有DO-7、DO-15、DO-27、DO35、DO41、DO201AD、D0-214AC(同SMA)、DO214AA(同SMB)和D0-214AB(同SMC)等。
27、EBGA(Enhanced Ball Grid Array )
增強球形觸點陣列封裝 ,是PBGA的另一種形式,在結構方面唯一不同的是熱量下沉了。芯片面朝下直接粘在散熱器上,芯片和PCB之間的電連接通過引線鍵合實現,EBGA也是BGA家族中的一員,具有低功耗和高散熱效果的特點。
28、EMC(Epoxy Molding Compound)
環氧樹脂模塑料封裝 ,是由環氧樹脂為基體樹脂,以高性能酚醛樹脂為固化劑,加入硅微粉等為填料,以及添加多種助劑混配而成的粉狀模塑料。塑封過程是用傳遞成型法將EMC擠壓入模腔并將其中的半導體芯片包埋,同時交聯固化成型,成為具有一定結構外型的半導體器件。兼有體積小,成本低等特點,已經成為LED封裝廠的新選擇。
29、ESOP(Enhanced Small Out-line Package)
增強型小外形封裝,表面貼裝型封裝之一,外形與SOP相似,為了增加功率和加速內部散熱,封裝后在支架底部增加了一個大的焊腳,與印制線路板地網絡連接的快速散熱。使用OSP封裝的器件通流800mA,改用ESOP后,電流可以達到1000mA。
30、FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array)
細間距球形陣列封裝,表面貼裝型封裝之一,CSP的別稱,金士頓、勤茂科技等領先內存制造商已經推出了采用FBGA封裝技術的內存產品。在相同體積下,內存條可以裝入更多的芯片,從而增大單條容量。
31、FP(Flat Package)
扁平封裝,表面貼裝型封裝之一,QFP或SOP的別稱,部分半導體廠家采用此名字。
32、Flip-chip
倒焊芯片,裸芯片封裝技術之一,在LSI 芯片的電極區制作好金屬凸點,然后把金屬凸 點 與印刷基板上的電極區進行壓焊連接。封裝的占有面積基本上與芯片尺寸相同。是所有 封裝技 術中體積最小、最薄的一種。 但如果基板的熱膨脹系數與LSI 芯片不同,就會在接合處產生反應,從而影響連接的可靠性。因此必須用樹脂來加固LSI 芯片,并使用熱膨脹系數基本相同的基板材料。
33、FQFP(Fine-pitch Quad Flat Package)
小引腳中心間距的QFP封裝,表面貼裝型封裝之一,通常指引腳間距小于0.65mm的QFP封裝,部分半導體廠家采用此名字。
34、HPGA(Heatsink Pin Grid Array)
帶散熱架的PGA封裝,插針貼裝型封裝之一,外形與普通PGA基本相同,為了方便散熱,在頂部開了一個散熱的窗口,和內部支架連通起來。該散熱窗口上會緊貼放置一個大的散熱塊,內部的熱量通過散熱塊釋放到空氣中去。
35、HSOP(Heatsink Small Out-Line Package)
帶散熱片的小尺寸封裝,具有鷗翼型的引腳,表面貼裝型封裝之一,為了提高在工作中散熱的效率,會通過加大引腳的面積,通過支架上的引腳來將熱量傳導到印制線路板上,達到快速散熱的效果。一般通過加大引腳的面積,將幾個引腳合并在一起,也有的是在底部和ESOP封裝一樣,加一個大面積的散熱引腳,但整體的體積比ESOP要大一些。
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