芯片封裝大全集錦

芯片封裝大全集錦?

一.DIP雙列直插式封裝DIP(DualIn－line Package)是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DI P封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。當(dāng)然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應(yīng)特別小心，以免損壞引腳。 DIP封裝具有以下特點：
1.適合在PCB (印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式，緩存(Cache )和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。

二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
QFP（Plastic Quad Flat Package）封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)?；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式， 其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD（表面安裝設(shè)備技術(shù)）將芯片與主板焊接起來。采用S MD安裝的芯片不必在主板上打孔， 一般在主板表面上有設(shè)計好的相應(yīng)管腳的焊點。將芯片各腳對準(zhǔn)相應(yīng)的焊點，即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。
PFP（Plastic Flat Package）方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點：
1.適用于SMD表面安裝技術(shù)在P CB電路板上安裝布線。
2.適合高頻使用。
3.操作方便，可靠性高。
4.芯片面積與封裝面積之間的比值較小。
Intel系列CPU中80286 、80386和某些486主板采用這種封裝形式。

三、PGA插針網(wǎng)格陣列封裝
PGA(Pin Grid Array Package)芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少，可以圍成2-5圈。安裝時，將芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸，從 486芯片開始，出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Inser tion Force Socket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起，CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然后將扳手壓回原處，利用插座本身的特殊結(jié)構(gòu)生成的擠壓力，將CPU的引腳與插座牢牢地接觸，絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸 CPU芯片只需將插座的扳手輕輕抬起，則壓力解除，CPU芯片即可輕松取出。
PGA封裝具有以下特點：
1.插拔操作更方便，可靠性高。
2.可適應(yīng)更高的頻率。
I ntel系列C PU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采用這種封裝形式。

四、BGA球柵陣列封裝
隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術(shù)關(guān)系到產(chǎn)品的功能性，當(dāng)IC的頻率超過100MHz時，傳統(tǒng)封裝方式可能會產(chǎn)生所謂的“CrossTalk”現(xiàn)象，而且當(dāng)IC的管腳數(shù)大于208 Pin時，傳統(tǒng)的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片（如圖形芯片與芯片組等）皆轉(zhuǎn)而使用BGA(Ball Grid Array P ackage)封裝技術(shù)。BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝技術(shù)又可詳分為五大類：
1.PBGA（Plasric BG A）基板：一般為2-4層有機材料構(gòu)成的多層板。Intel系列CPU中，Pentium II、I II、IV處理器均采用這種封裝形式。
2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片（FlipChip，簡稱FC）的安裝方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過這種封裝形式。
3. FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬質(zhì)多層基板。
4.TBGA（TapeBGA）基板：基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA（Carity Do wn PBGA）基板：指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)（又稱空腔區(qū)）。
BGA封裝具有以下特點：
1.I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率。
2.雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能。
3.信號傳輸延遲小，適應(yīng)頻率大大提高。
4.組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。
BGA封裝方式經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)進入實用化階段。1987年，日本西鐵城（Citizen）公司開始著手研制塑封球柵面陣列封裝的芯片（即BGA）。而后，摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發(fā)BGA的行列。1993年，摩托羅拉率先將BGA應(yīng)用于移動電話。同年，康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應(yīng)用。直到五六年前，Intel公司在電腦CPU 中（即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等），以及芯片組（如i850）中開始使用BGA，這對B GA應(yīng)用領(lǐng)域擴展發(fā)揮了推波助瀾的作用。目前，BGA已成為極其熱門的IC封裝技術(shù)，其全球市場規(guī)模在200 0年為12億塊，預(yù)計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。

五、CSP芯片尺寸封裝
隨著全球電子產(chǎn)品個性化、輕巧化的需求蔚為風(fēng)潮，封裝技術(shù)已進步到CSP(Chip Size P ackage)。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒（Die）大不超過1.4倍。
CSP封裝又可分為四類：
1.Lead Frame Type(傳統(tǒng)導(dǎo)線架形式)，代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達（Goldstar）等等。
2.Rigid Interposer Type( 硬質(zhì)內(nèi)插板型)，代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
3. Flexible Interposer Type(軟質(zhì)內(nèi)插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣（GE）和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝)：有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式，WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片，它號稱是封裝技術(shù)的未來主流，已投入研發(fā)的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點：
1.滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。
2.芯片面積與封裝面積之間的比值很小。
3.極大地縮短延遲時間。
CSP封裝適用于腳數(shù)少的IC ，如內(nèi)存條和便攜電子產(chǎn)品。未來則將大量應(yīng)用在信息家電（IA）、數(shù)字電視（DTV）、電子書（E-Book）、無線網(wǎng)絡(luò)WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手機芯片、藍芽（Bluetooth）等新興產(chǎn)品中。

六、MCM多芯片模塊
為解決單一芯片集成度低和功能不夠完善的問題，把多個高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多層互聯(lián)基板上用SMD技術(shù)組成多種多樣的電子模塊系統(tǒng)，從而出現(xiàn)MCM(Mult i Chip Model)多芯片模塊系統(tǒng)。
MCM具有以下特點：
1.封裝延遲時間縮小，易于實現(xiàn)模塊DIM 單列直插式，塑料
QUIP 蜘蛛腳狀四排直插式，塑料
DBGA BGA系列中陶瓷芯片
CBGA BGA系列中金屬封裝芯片
MODULE 方形狀金屬殼雙列直插式
RQFP QFP封裝系列中，表面帶金屬散裝體
DIMM 電路正面或背面鑲有LCC封裝小芯片，陶瓷，雙列直插式
DIP-BATTERY 電池與微型芯片內(nèi)封SRAM芯片，塑料雙列直插式

CPU封裝形式：
自從Intel公司1971年設(shè)計制造出4位微處理器芯片以來，在20多年里，CPU從Intel 4004、80286、80386、80486發(fā)展到Pentium、PⅡ、PⅢ、P4，從4位、8位、16位、32位發(fā)展到64位；主頻從MHz發(fā)展到今天的GHz；CPU芯片里集成的晶體管數(shù)由2000多個躍升到千萬以上；半導(dǎo)體制造技術(shù)的規(guī)模由SSI、MSI、LSI、VLSI（超大規(guī)模集成電路）達到ULSI。封裝的輸入／輸出（I/O）引腳從幾十根，逐漸增加到幾百根，甚至可能達到2000根。這一切真是一個翻天覆地的變化。
對于CPU，大家已經(jīng)很熟悉了，286、386、486、Pentium、PⅡ、Celeron、K6、K6-2、Athlon……相信您可以如數(shù)家珍似地列出一長串。但談到CPU和其他大規(guī)模集成電路的封裝，知道的人未必很多。 所謂封裝是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強導(dǎo)熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁--芯片上的接點用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。因此，封裝對CPU和其他LSI(Large Scalc Integrat~on)集成電路都起著重要的作用，新一代CPU的出現(xiàn)常常伴隨著新的封裝形式的使用。 芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷廠好兒代的變遷，從DIP，QFP，PGA，BGA，到CSP再到MCM，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進，包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1，適用頻率越來越高，耐溫性能越來越好。引腳數(shù)增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方便等等。
下面將對具體的封裝形式作詳細說明。
１、DIP封裝 　　20世紀70年代流行的是雙列直插封裝，簡稱DIP(Dual ln-line Package)。DIP封裝具有以下特點： (1)適合PCB（印刷電路板）的穿孔安裝； (2)比TO型封裝易于對PCB布線； (3)操作方便。 　　DIP封裝結(jié)構(gòu)形式有：多層陶瓷雙列直插式DIP，單層陶瓷雙列直插式DIP，引線框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封結(jié)構(gòu)式，陶瓷低熔玻璃封裝式）等。 　　衡量一個芯片封裝技術(shù)先進與否的重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比，這個比值越接近l越好。以采用40根I/O引腳塑料雙列直插式封裝(PDIP)的CPU為例，其芯片面積/封裝面積=（3 x3）/（15．24 x 50）=1：86，離l相差很遠。不難看出，這種封裝尺寸遠比芯片大，說明封裝效率很低，占去了很多有效安裝面積。Intel公司早期的CPU，如8086、80286，都采用PDIP封裝（塑料雙列直插）。
2、載體封裝 　　20世紀80年代出現(xiàn)了芯片載體封裝，其中有陶瓷無引線芯片載體LCCC（Leadless Ceramic ChipCarrier）、塑料有引線芯片載體PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）、小尺寸封裝SOP（Small Out-line Package)、塑料四邊引出扁平封裝PQFP（Plastic Quad Flat Package）。 　　以0.5mm焊區(qū)中心距、208根I/O引腳QFP封裝的CPU為例，如果外形尺寸為28mm x 28mm，芯片尺寸為lOmmx 10mm，則芯片面積／封裝面積二(10 x 10)／(28 x 28) 二l：7．8，由此可見QFP封裝比DIP封裝的尺寸大大減小。QFP的特點是： (1)用SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線； (2)封裝外形尺寸小，寄生參數(shù)減小，適合高頻應(yīng)用； (3)操作方便； (4)可靠性高。 　　Intel公司的80386處理器就采用塑料四邊引出扁平封裝(PQFP)。
3、BGA封裝 　　20世紀90年代隨著集成技術(shù)的進步、設(shè)備的改進和深亞微米技術(shù)的使用，LSI、VLSI、ULSI相繼出現(xiàn)，芯片集成度不斷提高，I/O引腳數(shù)急劇增加，功耗也隨之增大，對集成電路封裝的要求也更加嚴格。為滿足發(fā)展的需要，在原有封裝方式的基礎(chǔ)上，又增添了新的方式一一球柵陣列封裝，簡稱BGA（Ball Grid Array Package）。BGA一出現(xiàn)便成為CPU、南北橋等VLSI芯片的最佳選擇。 其特點有： (1)I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳間距遠大于QFP，從而提高了組裝成品率； (2)雖然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，簡稱C4焊接，從而可以改善它的電熱性能； (3)厚度比QFP減少l/2以上，重量減輕3/4以上； (4)寄生參數(shù)減小，信號傳輸延遲小，使用頻率大大提高； (5)組裝可用共面焊接，可靠性高； (6)BGA封裝仍與QFP、PGA一樣，占用基板面積過大。 Intel公司對集成度很高（單芯片里達300萬只以上晶體管）、功牦很大的CPU芯片，如Pentium、Pentium Pro、PentiumⅡ采用陶瓷針柵陣列封裝（CPGA）和陶瓷球柵陣列封裝（CBGA），并在外殼上安裝微型排風(fēng)扇散熱，從而使CPU能穩(wěn)定可靠地工作。
4、面向未來的封裝技術(shù) BGA封裝比QFP先進，更比PGA好，但它的芯片面積/封裝面積的比值仍很低。 Tessera公司在BGA基礎(chǔ)上做了改進，研制出另一種稱為μBGA的封裝技術(shù)，按0.5mm焊區(qū)中心距，芯片面積／封裝面積的比為l：4，比BGA前進了一大步。 94年9月，口本三菱電氣研究出一種芯片面積/封裝面積=1：1.1的封裝結(jié)構(gòu)，其封裝外形尺寸只比裸芯片大一點點。也就是說，單個IC芯片有多大，封裝尺寸就有多大，從而誕生了一種新的封裝形式，命名為芯片尺寸封裝，簡稱CSP（Chip Sizc Package或Chip Scale Package）。CSP封裝具有以下特點： (1)滿足了LSI芯片引出腳不斷增加的需要； (2)解決丁IC裸芯片不能進行交流參數(shù)測試和老化篩選的問題； (3)封裝面積縮小到BGA的1/4甚至1/10，延遲時間大大縮小。 　　曾有人想，當(dāng)單芯片一時還達不到多種芯片的集成度時，能否將高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片（用LSI或IC）和專用集成電路芯片（AS1C）在高密度多層互聯(lián)基板上用表面安裝技術(shù)（SMT）組裝成為多種多樣電子組件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)。由這種想法產(chǎn)生出多芯片組件MCM（Multi Chip Model）。它將對現(xiàn)代化的計算機、自動化、通訊業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。MCM的特點有： (1)封裝延遲時間縮小，易于實現(xiàn)組件高速化； (2)縮小整機/組件封裝尺寸和重量。一般體積減小1／4，重量減輕l／3； (3)可靠性大大提高。
　
　隨著LSI設(shè)計技術(shù)和工藝的進步及深亞微米技術(shù)和微細化縮小芯片尺寸等技術(shù)的使用，人們產(chǎn)生了將多個LSI芯片組裝在一個精密多層布線的外殼內(nèi)形成MCM產(chǎn)品的想法。進一步又產(chǎn)生另一種想法：把多種芯片的電路集成在一個大圓片上，從而又導(dǎo)致了封裝由單個小芯片級轉(zhuǎn)向硅圓片級（wafer level）封裝的變革，由此引出系統(tǒng)級芯片SOC（System 0n Chip）和電腦級芯片PCOC（PC 0n Chip）。相信隨著CPU和其他ULSI電路的不斷進步，集成電路的封裝形式也將有相應(yīng)的發(fā)展，而封裝形式的進步又將反過來促成芯片技術(shù)向前發(fā)展。
　　 最后，談?wù)凜PU封裝方式與接口架構(gòu)。SECC2封裝、FC-PGA封裝，BGA封裝；Slot A、Socket 370、Socket 62……CPU的封裝與它的接口有著緊密的聯(lián)系，所以我們往往又把它的接口形式稱呼為封裝形式。實際上這是不正確的，我們可以這樣理解，接口只是與封裝的引腳有關(guān)而已，與封裝形式是兩回事。如果你想成為硬件高手，不想被別人笑話，可千萬別在論壇上出現(xiàn)這樣的低級錯誤
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