近世纪,随着集成电路的迅速发展,ic封装技术也随着提高,ic行业应用需求越来越大,集成度也越来越高,封装大致发展历程:to→dip→plcc→qfp→pga→bga→csp→mcm,技术指标一代比一代先进,芯片面积与封装面积比例越来越接近1,电器性能以及可靠性也逐渐提高,体积更加小型化和薄型化。
一、mcm(多芯片组件)
其实这是一种芯片组件,是一种最新技术,它是将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装技术,因此它省去了ic的封装材料和工艺,从而节省了材料,同时减少了必要的制造工艺,因此严格的是一种高密度组装产品
二、csp (芯片规模封装)
csp封装是一种芯片级封装,我们都知道芯片基本上都是以小型化著称,因此csp封装最新一代的内存芯片封装技术,可以让芯片面积与封装面积之比超过1:1.14,已经相当接近1:1的理想情况,被行业界评为单芯片的最高形式,与bga封装相比,同等空间下csp封装可以将存储容量提高三倍。这种封装特点是体积小、输入/输出端数可以很多以及电气性能很好,有csp bga(球栅阵列)、lfcsp(引脚架构)、lga(栅格阵列)、wlcsp(晶圆级)等
1、csp bga(球栅阵列)
2、lfcsp(引脚架构)
lfcsp,这种封装类似使用常规塑封电路的引线框架,只是它的尺寸要小些,厚度也薄,并且它的指状焊盘伸人到了芯片内部区域。lfcsp是一种基于引线框的塑封封,封装内部的互连通常是由线焊实现,外部电气连接是通过将外围引脚焊接到pcb来实现。除引脚外,lfcsp常常还有较大的裸露热焊盘,可将其焊接到pcb以改善散热。
3、lga(栅格阵列)
这是一种栅格阵列封装,有点类似与bga,只不过bga是用锡焊死,而lga则是可以随时解开扣架更换芯片。也就是说相比于bga而言具有更换性,但是在更换过程当中需要很小心。
4、wlcsp(晶圆级)
晶圆片级芯片规模封装不同于传统的芯片封装方式,传统的是先切割再封测,而封装后至少增加原芯片20%的体积,此种最新技术是先在整片晶圆上进行封装和测试,然后才切割成一个个的ic颗粒,因此封装后的体积即等同ic裸晶的原尺寸。
三、bga (球栅阵列)
球形触点阵列,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)。bga主要有:pbga(塑料封装的bga)、cbga(陶瓷封装的bga)、ccbga(陶瓷柱状封装的bga)、tbga(载带状封装的bga)等。目前应用的bga封装器件, 按基板的种类,主要cbga(陶瓷球栅阵列封装)、 pbga(塑料球栅阵列封装)、tbga(载带球栅阵列封装)、fc-bga(倒装球栅阵列封装)、epbg(增强的塑胶球栅阵列封装)等。
1、cbga(陶瓷)
cbga在bga 封装系列中的历史最长,它的基板是多层陶瓷,金属盖板用密封焊料焊接在基板上,用以保护芯片、引线及焊盘。这是一种为了便于接触, 在底部具有一个焊球阵列的表面安装封装。
2、fcbga(倒装芯片)
fcbga通过倒装芯片实现芯片焊料凸点与bga 基板的直接连接, 在bga类产品中可实现较高的封装密度,获得更优良的电性能和热性能。
3、pbga(塑料)
bga封装,它采用bt树脂/玻璃层压板作为基板,以塑料环氧模塑混合物作为密封材料。这种封装芯片对对湿气敏感,不适用于有气密性要求和可靠性要求高的器件的封装场合。
4、sbga (带散热器)
sbga运用先进的基片设计,内含铜质沉热器, 增强散热能力,同时利用可靠的组装工序及物料,确保高度可靠的超卓性能。把高性能与轻巧体积互相结合,典型的35mm sbga封装的安装后高度少于1.4mm,重量仅有7.09。
四、pga(引脚栅阵列)
陈列引脚封装。插装型封装之一,其底面的垂直引脚呈陈列状排列。封装基材基本上都采用多层陶瓷基板。用于高速大规模逻辑lsi电路。管脚在芯片底部,一般为正方形,引脚中心距通常为2.54mm,引脚数从64到447左右。一般有cpga(陶瓷针栅阵列封装)以及ppga(塑料针栅阵列封装)两种。
五、qfp (四方扁平封装)
这种封装是方型扁平式封装,一般为正方形,四边均有管脚,采用该封装实现的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。因其其封装外形尺寸较小,寄生参数减小,适合高频应用。这类封装有:cqfp(陶瓷四方扁平封装)、 pqfp(塑料四方扁平封装)、ssqfp(自焊接式四方扁平封装)、tqfp(纤薄四方扁平封装)、sqfp(缩小四方扁平封装)
1、lqfp(薄型)
这是薄型qfp。指封装本体厚度为1.4mm 的qfp,是日本电子机械工业会根据制定的新qfp外形规格所用的名称。
2、tqfp(纤薄四方扁平)
六、lcc(带引脚或无引脚芯片载体)
带引脚的陶瓷芯片载体,表面贴装型封装之一,引脚从封装的四个侧面引出,是高速和高频ic用封装,也称为陶瓷qfn或qfn-c。
1、clcc(翼形引脚)
2、ldcc
c型引脚芯片载体,引脚从芯片上方引出向下弯曲成c字型
3、plcc
引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形,是塑料制品。引脚中心距1.27mm,引脚数从18到84,比qfp容易操作,但焊接后外观检查较为困难。
七、sip(单列直插封装)
单列直插式封装引脚从封装一个侧面引出,排列成一条直线。通常它们是通孔式的,引脚从封装一个侧面引出,排列成一条直线。当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。引脚中心距通常为2.54mm,引脚数从2 至23,多数为定制产品。封装的形状各异。
八、soic(小型ic)
soic是一种小外形集成电路封装,外引线数不超过28条的小外形集成电路,一般有宽体和窄体两种封装形式,它比同等的dip封装减少约30-50%的空间,厚度方面减少约70%。
九、sop(小型封装)
sop封装是一种元件封装形式,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.,应用范围很广,主要用在各种集成电路中。后面就逐渐有tsop(薄小外形封装)、vsop(甚小外形封装)、ssop(缩小型sop)、tssop(薄的缩小型sop)、msop(微型外廓封装)、 qsop(四分之一尺寸外形封装)、qvsop(四分之一体积特小外形封装)等封装。
1、ssop(缩小型)
2、tsop(薄小外形封装)
3、tssop(薄的缩小型)
十、sot(小型晶体管)
sot是一种贴片封装,通常引脚在5脚或以下(3脚、4脚)器件的贴片封装形式,尺寸较小,很多晶体管采用此类封装。
十一、dip(双列封装)
dip封装也叫双列直插式封装或者双入线封装,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,采用这种封装方式的芯片有两排引脚,可以直接焊在有dip结构的芯片插座上或焊在有相同焊孔数的焊位中。其特点是可以很方便地实现pcb板的穿孔焊接,和主板有很好的兼容性。
1、cerdip(陶瓷双列直插式封装)
cerdip 陶瓷双列直插式封装,用于ecl ram,dsp(数字信号处理器)等电路。带有 玻璃窗口的cerdip 用于紫外线擦除型eprom 以及内部带有eprom 的微机电路等
2、pdip(塑封)
这种我们较为常见,是一种塑料双列直插式封装,适合pcb的穿孔安装,操作方便,可加ic插座调试,但是这种封装尺寸远比芯片大,封装效率很低,占去了很多有效安装面积。
十二、to(晶体管外形封装)
to是晶体管外形封装,一类是晶体管封装类,这种能够使引线被表面贴装,另一类是圆形金属外壳封装无表面贴装部件类。这种封装应用很广泛,很多三极管、mos管、晶闸管等均采用这种封装。
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