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【干貨】一文了解40種常用的芯片封裝技術

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關鍵詞: 芯片封裝,封裝技術,BGA 封裝,BQFP 封裝,LGA 封裝

    1、BGA 封裝 (ball grid array)

    球形觸點陳列,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凸點用以 代替引腳,在印 刷基板的正面裝配 LSI 芯片,然后用模壓樹脂或灌封方法進行密封。也 稱為凸 點陳列載體(PAC)。引腳可超過200,是多引腳LSI 用的一種封裝。 封裝本體也可做得比 QFP(四側引腳扁平封裝)小。例如,引腳中心距為1.5mm 的360引腳 BGA 僅為31mm 見方;而引腳中心距為0.5mm 的304 引腳 QFP 為40mm 見方。而且 BGA不 用擔 心 QFP 那樣的引腳變形問題。 該封裝是美國Motorola 公司開發的,首先在便攜式電話等設備中被采用,今后在 美國有 可 能在個人計算機中普及。最初,BGA的引腳(凸點)中心距為 1.5mm,引腳數為225。現在 也有 一些 LSI 廠家正在開發500 引腳的BGA。 BGA 的問題是回流焊后的外觀檢查。現在尚不清楚是否有效的外觀檢查方 法。有的認為 ,由于焊接的中心距較大,連接可以看作是穩定的,只能通過功能檢查來處理。 美國 Motorola 公司把用模壓樹脂密封的封裝稱為 OMPAC,而把灌封方法密封的封裝稱為 GPAC(見 OMPAC 和 GPAC)。

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    2、BQFP 封裝 (quad flat packagewith bumper)

    帶緩沖墊的四側引腳扁平封裝。QFP 封裝之一,在封裝本體的四個角設置突起(緩沖墊) 以 防止在運送過程 中引腳發生彎曲變形。美國半導體廠家主要在微處理器和 ASIC 等電路中采用 此封裝。引腳中心距0.635mm, 引腳數從84 到196 左右(見 QFP)。

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    3、碰焊 PGA 封裝 (butt joint pin grid array)

    表面貼裝型 PGA 的別稱(見表面貼裝型 PGA)。

    4、C-(ceramic) 封裝

    表示陶瓷封裝的記號。例如,CDIP 表示的是陶瓷 DIP。是在實際中經常使用的記號。

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    5、Cerdip 封裝

    用玻璃密封的陶瓷雙列直插式封裝,用于 ECL RAM,DSP(數字信號處理器)等電路。帶有玻璃窗口的Cerdip

    用于紫外線擦除型EPROM 以及內部帶有 EPROM 的微機電路等。引腳中 心 距2.54mm,引腳數從8 到42。在日本,此封裝表示為 DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。

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    6、Cerquad 封裝

    表面貼裝型封裝之一,即用下密封的陶瓷 QFP,用于封裝 DSP 等的邏輯LSI 電路。帶有窗 口的 Cerquad用 于封裝EPROM 電路。散熱性比塑料 QFP 好,在自然空冷條件下可容許1. 5~ 2W 的功率。但封裝成本比塑料

    QFP 高3~5 倍。引腳中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、 0.5mm、 0.4mm等多種規格。引腳數從32 到368。

    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,呈丁字形。 帶有窗口的用于 封裝紫外線擦除型 EPROM 以及帶有 EPROM 的微機電路等。此封裝也稱為 QFJ、QFJ-G(見 QFJ)。

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    7、CLCC 封裝 (ceramic leadedchip 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,呈丁字形。帶有窗口的用于封裝紫外線擦除型 EPROM 以及帶有 EPROM 的微機電路等。此封裝也稱為 QFJ、QFJ-G(見 QFJ)。

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    8、COB 封裝 (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,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*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。

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    9、DFP(dual flat package)

    雙側引腳扁平封裝。是SOP 的別稱(見 SOP)。以前曾有此稱法,現在已基本上不用。

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    10、DIC(dual in-line ceramic package)

    陶瓷 DIP(含玻璃密封)的別稱(見 DIP).

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    11、DIL(dual in-line)

    DIP 的別稱(見 DIP)。歐洲半導體廠家多用此名稱。

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    12、DIP(dual in-line package) 雙列直插式封裝。

    插裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出,封裝材料有塑料和陶瓷兩種。 DIP 是最普及的插裝型封裝,應用范圍包括標準邏輯 IC,存貯器 LSI,微機電路等。

    引腳中心距2.54mm,引腳數從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 skinny DIP 和 slim DIP(窄體型 DIP)。但多數情況下并不加區分,只簡單地統稱為 DIP。另外,用低熔點玻璃密封的陶瓷 DIP 也稱為 cerdip(見cerdip)。

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    13、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。

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    14、DICP(dual tape carrier package)

    雙側引腳帶載封裝。TCP(帶載封裝)之一。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。

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    15、DIP(dual tape carrier package)

    同上。日本電子機械工業會標準對 DTCP 的命名(見 DTCP)。

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    16、FP(flat package)

    扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。QFP 或 SOP(見 QFP 和 SOP)的別稱。部分半導體廠家采用此名稱。

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    17、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。其中SiS 756北橋芯片采用最新的Flip-chip封裝,全面支持AMD Athlon 64/FX中央處理器。支持PCI Express X16接口,提供顯卡最高8GB/s雙向傳輸帶寬。支持最高HyperTransport Technology,最高2000MT/s MHz的傳輸帶 寬。內建矽統科技獨家AdvancedHyperStreaming Technology,MuTIOL 1G Technology。

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    18、FQFP(fine pitch quad flat package)

    小引腳中心距 QFP。通常指引腳中心距小于0.65mm 的 QFP(見 QFP)。部分導導體廠家采用此名稱。塑料四邊引出扁平封裝 PQFP(Plastic Quad Flat Package)PQFP 的封裝形式最為普遍。其芯片引腳之間距離很小,引腳很細,很多大規模或超大集成電路都采用這種封裝形式,引腳數量一般都在100個以上。Intel 系列 CPU 中80286、80386和某些486主板芯片采用這種封裝形式。 此種封裝形式的芯片必須采用 SMT 技術(表面安裝設備)將芯片與電路板焊接起來。采用 SMT 技術安裝的芯片 不必在電路板上打孔,一般在電路板表面上有設計好的相應引腳的焊點。將芯片各腳對準相應的焊點,即可實現與主板的焊接。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。SMT 技術也被廣泛的使用在芯 片焊接領域,此后很多高級的封裝技術都需要使用 SMT 焊接。

    以下是一顆 AMD 的 QFP 封裝的286處理器芯片。0.5mm焊區中心距,208根 I/O 引腳,外形尺寸28×28mm, 芯片尺寸10×10mm,則芯片面積/封裝面積=10×10/28×28=1:7.8,由此可見 QFP 比 DIP 的封裝尺寸大大減小了。

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    PQFP 封裝的主板聲卡芯片

    19、CPAC(globetop pad array carrier)

    美國 Motorola 公司對 BGA 的別稱(見 BGA)。

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    20、CQFP 軍用晶片陶瓷平版封裝 (CeramicQuad Flat-pack Package)

    右邊這顆晶片為一種軍用晶片封裝(CQFP),這是封裝還沒被放入晶體以前的樣子。這種封裝在軍用品以及航太工 業用晶片才有機會見到。晶片槽旁邊有厚厚的黃金隔層(有高起來,照片上不明顯)用來防止輻射及其他干擾。 外圍有螺絲孔可以將晶片牢牢固定在主機板上。而最有趣的就是四周的鍍金針腳,這種設計可以大大減少晶片封裝的厚度並提供極佳的散熱。

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    21、H-(with heat sink)

    表示帶散熱器的標記。例如,HSOP 表示帶散熱器的 SOP。

    22、Pin Grid Array(Surface Mount Type)

    表面貼裝型 PGA。通常 PGA 為插裝型封裝,引腳長約3.4mm。表面貼裝型 PGA 在封裝的 底面有陳列狀的引腳,其長度從1.5mm 到2.0mm。貼裝采用與印刷基板碰焊的方法,因而也稱 為碰焊 PGA。因為引腳中心距只有1.27mm,比插裝型 PGA 小一半,所以封裝本體可制作得不 怎么大,而引腳數比插裝型多(250~528),是大規模邏輯 LSI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數。以多層陶瓷基材制作封裝已經實用化。

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    PGA 封裝 威剛迷你 DDR333本內存

    23、JLCC 封裝(J-leaded chip carrier)

    J 形引腳芯片載體。指帶窗口 CLCC 和帶窗口的陶瓷 QFJ 的別稱(見 CLCC 和 QFJ)。部分半導體廠家 采用的名稱。

    24、LCC 封裝(Leadless chip carrier)

    無引腳芯片載體。指陶瓷基板的四個側面只有電極接觸而無引腳的表面貼裝型封裝。是高速和高頻 IC 用 封裝,也稱為陶瓷 QFN 或QFN-C(見 QFN)。

    25、LGA 封裝(land grid array)

    觸點陳列封裝。即在底面制作有陣列狀態坦電極觸點的封裝。裝配時插入插座即可。現已實用的有227 觸 點(1.27mm 中心距)和447 觸點(2.54mm 中心距)的陶瓷 LGA,應用于高速邏輯 LSI 電路。

    LGA 與 QFP 相比,能夠以比較小的封裝容納更多的輸入輸出引腳。另外,由于引線的阻抗小,對于高速 LSI 是很適用的。但由于插座制作復雜,成本高,現在基本上不怎么使用。預計今后對其需求會有所增加。

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    AMD 的2.66GHz 雙核心的 Opteron F 的 Santa Rosa 平臺 26、LOC 封裝(lead onchip)

    26、芯片上引線封裝

    LSI 封裝技術之一,引線框架的前端處于芯片上方的一種結構,芯片的中心附近制作 有凸焊點,用引線縫合進行電氣連接。與原來把引線框架布置在芯片側面附近的結構相比,在相同大小的封裝中容納的芯片達1mm 左右寬度。

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    日立金屬推出2.9mm 見方3軸加速度傳感器

    27、LQFP 封裝(low profile quadflat package)

    薄型 QFP。指封裝本體厚度為1.4mm 的 QFP,是日本電子機械工業會根據制定的新 QFP外形規格所用的名稱。

    28、L-QUAD封裝

    陶瓷 QFP 之一。封裝基板用氮化鋁,基導熱率比氧化鋁高7~8 倍,具有較好的散熱性。 封裝的框架用氧化鋁,芯片用灌封法密封,從而抑制了成本。是為邏輯 LSI 開發的一種封裝,在自然空冷條件下可容許 W3的功率。現已開發出了208 引腳(0.5mm 中心距)和160 引腳(0.65mm 中心距)的 LSI 邏輯用封裝,并于1993 年10月開始投入批量生產。

    29、MCM封裝

    多芯片組件。將多塊半導體裸芯片組裝在一塊布線基板上的一種封裝。

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    根據基板材料可分為MCM-L,MCM-C 和MCM-D 三大類。

    MCM-L 是使用通常的玻璃環氧樹脂多層印刷基板的組件。布線密度不怎么高,成本較低。

    MCM-C 是用厚膜技術形成多層布線,以陶瓷(氧化鋁或玻璃陶瓷)作為基板的組件,與使用多層陶瓷基板的厚膜混合IC 類似。兩者無明顯差別。布線密度高于MCM-L。

    MCM-D 是用薄膜技術形成多層布線,以陶瓷(氧化鋁或氮化鋁)或Si、Al 作為基板的組件。布線密謀在三種組件中是最高的,但成本也高。

    30、MFP 封裝( mini flatpackage)

    小形扁平封裝。塑料SOP 或 SSOP 的別稱(見 SOP 和 SSOP)。部分半導體廠家采用的名稱。

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    31、MQFP 封裝 (metric quad flatpackage)

    按照 JEDEC(美國聯合電子設備委員會)標準對 QFP 進行的一種分類。指引腳中心距為0.65mm、本體厚度 為3.8mm~2.0mm的標準 QFP(見 QFP)。

    32、MQUAD 封裝 (metal quad)

    美國 Olin 公司開發的一種 QFP 封裝。基板與封蓋均采用鋁材,用粘合劑密封。在自然空冷條件下可 容許2.5W~2.8W 的功率。日本新光電氣工業公司于1993 年獲得特許開始生產。

    33、MSP 封裝 (mini squarepackage)

    QFI 的別稱(見 QFI),在開發初期多稱為 MSP。QFI是日本電子機械工業會規定的名稱。

    34、OPMAC 封裝 (over molded padarray carrier)

    模壓樹脂密封凸點陳列載體。美國 Motorola 公司對模壓樹脂密封 BGA 采用的名稱(見 BGA)。

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    35、P-(plastic) 封裝

    表示塑料封裝的記號。如PDIP 表示塑料 DIP。

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    36、PAC 封裝 (pad arraycarrier)

    凸點陳列載體,BGA 的別稱(見 BGA)。

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    37、PCLP(printed circuit board leadless package)

    印刷電路板無引線封裝。日本富士通公司對塑料 QFN(塑料 LCC)采用的名稱(見 QFN)。引腳中心距有0.55mm 和0.4mm兩種規格。目前正處于開發階段。

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    38、PFPF(plastic flat package)

    塑料扁平封裝。塑料QFP 的別稱(見 QFP)。部分 LSI 廠家采用的名稱。

    39、PGA(pin grid array)

    陳列引腳封裝。插裝型封裝之一,其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都采用多層陶瓷基板。在未專門表示出材料名稱的情況下,多數為陶瓷 PGA,用于高速大規模邏輯LSI 電路。成本較高。引腳中心 距通常為2.54mm,引腳數從64 到447 左右。了為降低成本,封裝基材可用玻璃環氧樹脂印刷基板代替。也有64~256 引腳的塑料 PGA。另外,還有一種引腳中心距為1.27mm 的短引腳表面貼裝型 PGA(碰焊 PGA)。(見表面貼裝型 PGA)。

    40、Piggy Back

    馱載封裝。指配有插座的陶瓷封裝,形關與 DIP、QFP、QFN 相似。在開發帶有微機的設備時用于評價程序確認操作。例如,將 EPROM 插入插座進行調試。這種封裝基本上都是定制品,市場上不怎么流通。

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    (審核編輯: 林靜)

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