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多种芯片封装特征介绍

  DIP双列直插式封装
  DIP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。
  QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装
  QFP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。
  PGA插针网格阵列封装
  PGA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。
  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皆转而使用BGA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基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。
  2.CBGA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的安装方式。
  3.FCBGA基板:硬质多层基板。
  4.TBGA基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板
  5.CDPBGA基板:指封装中央有方型低陷的芯片区。
  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.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。
  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。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面积只比晶粒大不超过1.4倍。
  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。
  MCM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多芯片模块系统。
  MCM具有以下特点:
  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。