作为一名电子工程师,日常工作基本上都会接触上很多各种类型的IC,比如 逻辑芯片 、 存储 芯片、 MCU 或者 FPGA 等;对于各种类型的IC的功能特性,或许会清楚得更多,但对于IC的封装,不知道了解了多少?本文将介绍一些日常常用IC的封装原理及功能特性,通过了解各种类型IC的封装,电子工程师在设计电子 电路 原理时,可以准确地选择IC,而对于工厂批量生产烧录,更可以快速地找到对应IC封装的烧录座型号。
一、 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IC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:
u 适合在 PCB ( 印刷电路板 )上穿孔焊接,操作方便。
u 芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。
DIP是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC, 存储器 和微机电路等!
图1 DIP封装图
二、QFP/ PFP类型封装
QFP/PFP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。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。
QFP/PFP封装具有以下特点:
u 适用于SMD表面安装技术在 PCB电路板 上安装布线。
u 成本低廉,适用于中低功耗,适合高频使用。
u 操作方便,可靠性高。
u 芯片面积与封装面积之间的比值较小。
u 成熟的封转类型,可采用传统的加工方法;
目前QFP/PFP封装应用非常广泛,很多MCU 厂家的A芯片都采用了该封装。
图2 QFP封装图
三、BGA类型封装
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 Pi n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为使用BGA(BALL Grid Array PACKAGE)封装技术。
BGA封装具有以下特点:
u 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。
u BGA的阵列焊球与基板的接触面大、短,有利于散热。
u BGA阵列焊球的引脚很短,缩短了信号的传输路径,减小了引线 电感 、 电阻 ;信号传输延迟小,适应频率大大提高,因而可改善电路的性能。
u 组装可用共面焊接,可靠性大大提高。
u BGA适用于MCM封装,能够实现MCM的高密度、高性能。
图3 BGA封装图
四、SO类型封装
SO类型封装包含有:SOP(小外形封装)、TOSP(薄小外形封装)、SSOP (缩小型SOP)、VSOP(甚小外形封装)、SOIC(小外形集成电路封装)等类似于QFP形式的封装,只是只有两边有管脚的芯片封装形式,该类型的封装是表面贴装型封装之一,引脚从封装两侧引出呈“ L” 字形。
该类型的封装的典型特点就是在封装芯片的周围做出很多引脚,封装操作方便,可靠性比较高,是目前的主流封装方式之一,目前比较常见的是应用于一些存储器类型的IC。
图4 SOP封装图
五、QFN封装类型
QFN是一种无引线四方扁平封装,是具有外设终端垫以及一个用于 机械 和热量完整性暴露的芯片垫的无铅封装。
该封装可为正方形或长方形。封装四侧配置有电极 触点 ,由于无引脚,贴装占有面积比QFP 小,高度 比QFP 低。
QFN封装的特点:
u 表面贴装封装,无引脚设计;
u 无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积;
u 组件非常薄