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十月 31 2019

芯片封装有哪些类型


目录

1.BGA封装(ball grid array)21.H-(with heat sink)
2.BQFP封装(quad flat package with bumper)22.Pin Grid Array(Surface Mount Type)
3.碰焊PGA封装(butt joint pin grid array)23.JLCC 封装(J-leaded chip carrier)
4.C-(ceramic)封装24.LCC 封装(Leadless chip carrier)
5.Cerdip 封装25.LGA 封装(land grid array)
6.Cerquad 封装26.LOC 封装(lead on chip)
7.CLCC 封装(ceramic leaded chip carrier)27.LQFP 封装(low profile quad flat package)
8.COB 封装(chip on board)28.L-QUAD 封装
9.DFP(dual flat package)29.MCM封装(multi-chip module)
10.DIC(dual in-line ceramic package)30.MFP 封装(mini flat package)
11.DIL(dual in-line)31.MQFP 封装(metric quad flat package)
12.DIP(dual in-line package)32.MQUAD 封装(metal quad)
13.DSO(dual small out-lint)33.MSP 封装(mini square package)
14.DICP(dual tape carrier package)34.OPMAC 封装(over molded pad array carrier)
15.DIP(dual tape carrier package)35.P-(plastic)封装
16.FP(flat package)36.PAC 封装(pad array carrier)
17.Flip-chip37.PCLP(printed circuit board leadless package)
18.FQFP(fine pitch quad flat package)38.PFPF(plastic flat package)
19.CPAC(globe top pad array carrier)39.PGA(pin grid array)
20.CQFP(Ceramic Quad Flat-pack Package)40.Piggy Back

  芯片封装,简单点来讲就是把Foundry生产出来的集成电路裸片(Die)放到一块起承载作用的基板上,再把管脚引出来,然后固定包装成为一个整体。它可以起到保护芯片的作用,相当于是芯片的外壳,不仅能固定、密封芯片,还能增强其电热性能。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路而言,非常重要。下面将介绍芯片封装的常见类型:

  1.BGA封装(ball grid array)

  球形触点陈列,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)。引脚可超过200,是多引脚LSI用的一种封装。

BGA封装

BGA封装

  2.BQFP封装(quad flat package with bumper)

  带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP封装之一,在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫)以防止在运送过程 中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC等电路中采用此封装。引脚中心距0.635mm, 引脚数从84到196左右。

BQFP封装

BQFP封装

  3.碰焊PGA封装(butt joint pin grid array)

  表面贴装型PGA的别称。

碰焊PGA封装

碰焊PGA封装

  4.C-(ceramic)封装

  表示陶瓷封装的记号。例如,CDIP表示的是陶瓷DIP。是在实际中经常使用的记号。

陶瓷封装

陶瓷封装

  5.Cerdip 封装

  用玻璃密封的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。引脚中心距2.54mm,引脚数从8到42。在日本,此封装表示为DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。

Cerdip封装

Cerdip封装

  6.Cerquad 封装

  表面贴装型封装之一,即用下密封的陶瓷QFP,用于封装DSP等的逻辑LSI电路。带有窗口的 Cerquad用于封装 EPROM电路。散热性比塑料QFP好,在自然空冷条件下可容许1.5~2W的功率。但封装成本比塑料QFP高3~5倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、 0.4mm等多种规格。引脚数从32到368。

Cerquad封装

Cerquad封装

  7.CLCC 封装(ceramic leaded chip carrier)

  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,呈丁字形。带有窗口的用于封装紫 外线擦除型EPROM以及带有EPROM的微机电路等。此封装也称为QFJ、QFJ-G。

CLCC 封装

CLCC 封装

  8.COB 封装(chip on board)

  板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现。虽然COB是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB和倒片焊技术。

板上芯片封装

板上芯片封装

  9.DFP(dual flat package)

  双侧引脚扁平封装。是SOP的别称。

双侧引脚扁平封装

双侧引脚扁平封装

  10.DIC(dual in-line ceramic package)

  陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称。

陶瓷DIP

陶瓷DIP

  11.DIL(dual in-line)

  DIP 的别称,欧洲半导体厂家多用此名称陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称。

DIP封装

DIP封装

  12.DIP(dual in-line package)

  双列直插式封装插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。

  引脚中心距2.54mm,引脚数从6到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm和10.16mm的封装分别称为skinny DIP和slim DIP(窄体型DIP)。但多数情况下并不加区分,只简单地统称为DIP。另外,用低熔点玻璃密封的陶瓷 DIP 也称为 cerdip。

DIP双列直插式封装

DIP双列直插式封装

  13.DSO(dual small out-lint)

  双侧引脚小外形封装。SOP的别称。部分半导体厂家采用此名称。

双侧引脚小外形封装

双侧引脚小外形封装

  14.DICP(dual tape carrier package)

  双侧引脚带载封装。TCP(带载封装)之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。由于利用的是TAB(自动带载焊接)技术,封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动LSI,但多数为定制品。另外,0.5mm厚的存储器LSI簿形封装正处于开发阶段。在日本按照EIAJ(日本电子机械工业)会标准规定,将DICP命名为DTP。

双侧引脚带载封装

双侧引脚带载封装

  15.DIP(dual tape carrier package)

  同上。日本电子机械工业会标准对DTCP的命名。

DIP

DIP

  16.FP(flat package)

  扁平封装。表面贴装型封装之一。QFP或SOP(见QFP和SOP)的别称。部分半导体厂家采用此名称。

扁平封装

扁平封装

  17.Flip-chip

  倒焊芯片。裸芯片封装技术之一,在LSI芯片的电极区制作好金属凸点,然后把金属凸点与印刷基板上 的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有封装技术中体积最小、最薄的一种。

  但如果基板的热膨胀系数与LSI芯片不同,就会在接合处产生反应,从而影响连接的可靠性。因此必须用树脂来加固LSI芯片,并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。

裸芯片封装

裸芯片封装

  18.FQFP(fine pitch quad flat package)

  引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm的QFP(见QFP)。部分导导体厂家采用此名称。塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package)PQFP的封装形式最为普遍。

  其芯片引脚之间距离很小,引脚很细,很多大规模或超大集成电路都采用这 种封装形式,引脚数量一般都在100个以上。Intel 系列CPU 中80286、80386和某些486主板芯片采用这种封装形式。此种封装形式的芯片必须采用 SMT 技术(表面安装设备)将芯片与电路板焊接起来。采用 SMT 技术安装的芯片 不必在电路板上打孔,一般在电路板表面上有设计好的相应引脚的焊点。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。SMT 技术也被广泛的使用在芯 片焊接领域,此后很多高级的封装技术都需要使用 SMT 焊接。

  以下是一颗QFP封装的处理器芯片。0.5mm焊区中心距,208根I/O引脚,外形尺寸28×28mm, 芯片尺寸10×10mm,则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:7.8,由此可见 QFP 比 DIP 的封装尺寸大大减小了。

QFP封装

QFP封装

  19.CPAC(globe top pad array carrier)

  美国某些半导体公司对BGA的别称。

CPAC封装

CPAC封装

  20.CQFP(Ceramic Quad Flat-pack Package)

  右边这颗芯片为一种军用芯片封装(CQFP),这是封装还没被放入晶体以前的样子。这种封装在军用品以及航天工 业用芯片才有机会见到。芯片槽旁边有厚厚的黄金隔层(有高起来,照片上不明显)用来防止辐射及其他干扰。外围有螺丝孔可以将芯片牢牢固定在主板上。而最有趣的就是四周的镀金针脚,这种设计可以大大减少芯片封装的厚度并提供极佳的散热。

军用芯片封装

军用芯片封装

  21.H-(with heat sink)

  表示带散热器的标记。例如,HSOP表示带散热器的SOP。

表示带散热器的SOP

表示带散热器的SOP

  22.Pin Grid Array(Surface Mount Type)

  表面贴装型 PGA。通常PGA为插装型封装,引脚长约3.4mm。表面贴装型PGA在封装的 底面有陈列状的引脚,其长度从1.5mm到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法,因而也称为碰焊PGA。因为引脚中心距只有1.27mm,比插装型PGA 小一半,所以封装本体可制作得不怎么大,而引脚数比插装型多(250~528),是大规模逻辑LSI 用的封装。封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。

表面贴装型PGA

表面贴装型PGA

  23.JLCC 封装(J-leaded chip carrier)

  J形引脚芯片载体。指带窗口CLCC和带窗口的陶瓷QFJ的别称。部分半导体厂家 采用的名称。

JLCC封装

JLCC封装

  24.LCC 封装(Leadless chip carrier)

  无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是高速和高频IC用封装,也称为陶瓷QFN或QFN-C。

LCC 封装

LCC 封装

  25.LGA 封装(land grid array)

  触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现已实用的有227触点(1.27mm中心距)和447触点(2.54mm中心距)的陶瓷LGA,应用于高速逻辑LSI电路。

  LGA与QFP相比,能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外,由于引线的阻抗小,对于高速LSI很适用。

LGA封装

LGA封装

  26.LOC 封装(lead on chip)

  芯片上引线封装。LSI封装技术之一,引线框架的前端处于芯片上方的一种结构,芯片的中心附近制作有凸焊点,用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面附近的结构相比,在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm左右宽度。

LOC封装

LOC封装

  27.LQFP 封装(low profile quad flat package)

  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。

LQFP封装

LQFP封装

  28.L-QUAD 封装

  陶瓷QFP之一。封装基板用氮化铝,基导热率比氧化铝高7~8倍,具有较好的散热性。封装的框架用氧化铝,芯片用灌封法密封,从而抑制了成本。是为逻辑 LSI 开发的一种封装,在自然空冷条件下可容许W3的功率。

L-QUAD封装

L-QUAD封装

  29.MCM封装(multi-chip module)

  多芯片组件。将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。根据基板材料可分为MCM-L,MCM-C和MCM-D三大类。

  MCM-L 是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。布线密度不怎么高,成本较低。

  MCM-C是用厚膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或玻璃陶瓷)作为基板的组件,与使用多层陶瓷基板的厚膜混合IC类似。两者无明显差别。布线密度高于MCM-L。

  MCM-D是用薄膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或氮化铝)或Si、Al作为基板的组件。布线密谋在三种组件中是最高的,但成本也高。

MCM封装

MCM封装

  30.MFP 封装(mini flat package)

  小形扁平封装。塑料SOP或SSOP的别称(见SOP和SSOP)。部分半导体厂家采用的名称。

MFP封装

MFP封装

  31.MQFP 封装(metric quad flat package)

  按照JEDEC(美国联合电子设备委员会)标准对QFP进行的一种分类。指引脚中心距为0.65mm、本体厚度为3.8mm~2.0mm的标准QFP(见QFP)。

MQFP封装

MQFP封装

  32.MQUAD 封装(metal quad)

  美国Olin公司开发的一种QFP封装。基板与封盖均采用铝材,用粘合剂密封。在自然空冷条件下可 容许2.5W~2.8W的功率。

MQUAD封装

MQUAD封装

  33.MSP 封装(mini square package)

  QFI的别称,在开发初期多称为MSP。QFI是日本电子机械工业会规定的名称。

MSP封装

MSP封装

  34.OPMAC 封装(over molded pad array carrier)

  模压树脂密封凸点陈列载体。美国一些公司对模压树脂密封BGA采用的名称。

OPMAC 封装

OPMAC 封装

  35.P-(plastic)封装

  表示塑料封装的记号。如PDIP表示塑料DIP。

塑料封装

塑料封装

  36.PAC 封装(pad array carrier)

  凸点陈列载体,BGA 的别称(见BGA)。

PAC 封装

PAC 封装

  37.PCLP(printed circuit board leadless package)

  印刷电路板无引线封装。日本富士通公司对塑料QFN(塑料LCC)采用的名称(见QFN)。引脚中心距有0.55mm和0.4mm两种规格。

印刷电路板无引线封装

印刷电路板无引线封装

  38.PFPF(plastic flat package)

  塑料扁平封装。塑料QFP的别称。部分LSI厂家采用的名称。

塑料扁平封装

塑料扁平封装

  39.PGA(pin grid array)

  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。在未专门表示出材料名称的情况下,多数为陶瓷PGA,用于高速大规模逻辑LSI电路。成本较高。引脚中心距通常2.54mm,引脚数从64到447左右。了为降低成本,封装基材可用玻璃环氧树脂印刷基板代替。也有64~256引脚的塑料PGA。另外,还有一种引脚中心距为1.27mm的短引脚表面贴装型 PGA(碰焊 PGA),(见表面贴装型 PGA)。

陈列引脚封装

陈列引脚封装

  40.Piggy Back

  驮载封装。指配有插座的陶瓷封装,形关与DIP、QFP、QFN相似。在开发带有微机的设备时用于评 价程序确认操作。例如,将EPROM插入插座进行调试。这种封装基本上都是定制品。

Piggy Back

Piggy Back

  本文总结了四十种芯片封装的类型。芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP,QFP,PGA,BGA,到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好。引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。

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