1、集成电路封装形式介绍 (图解）BGA BGFP132 CLCCCPGA DIP EBGA 680LFBGA FDIP FQFP 100LJLCC BGA160L LCCLDCC LGA LQFPLQFP100L Metal Qual100L PBGA217LPCDIP PLCC PPGA PQFP QFP SBA 192LTQFP100L TSBGA217L TSOPCSPSIP:单列直插式封装.该类型的引脚在芯片单侧排列 ,引脚节距等特征与 DIP 基本相同.ZIP:Z 型引脚直插式封装.该类型的引脚也在芯片单侧排列,只是引脚比 SIP 粗短些,节距等特征也与 DIP 基本相同.S-DIP:
2、收缩双列直插式封装.该类型的引脚在芯片两侧排列 ,引脚节距为 1.778mm,芯片集成度高于 DIP.SK-DIP:窄型双列直插式封装.除了芯片的宽度是 DIP 的 1/2 以外,其它特征与 DIP 相同.PGA: 针栅阵列插入式封装.封装底面垂直阵列布置引脚插脚,如同针栅.插脚节距为 2.54mm 或 1.27mm,插脚数可多达数百脚.用于高速的且大规模和超大规模集成电路.SOP:小外型封装.表面贴装型封装的一种,引脚端子从封装的两个侧面引出,字母 L 状.引脚节距为1.27mm.MSP:微方型封装.表面贴装型封装的一种 ,又叫 QFI 等,引脚端子从封装的四个侧面引出,呈 I 字形向下方延
3、伸,没有向外突出的部分,实装占用面积小,引脚节距为 1.27mm.QFP:四方扁平封装 .表面贴装型封装的一种 ,引脚端子从封装的两个侧面引出,呈 L 字形,引脚节距为1.0mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm,0.4mm,0.3mm,引脚可达 300 脚以上.SVP:表面安装型垂直封装.表面贴装型封装的一种 ,引脚端子从封装的一个侧面引出,引脚在中间部位弯成直角,弯曲引脚的端部与 PCB 键合,为垂直安装的封装.实装占有面积很小 .引脚节距为 0.65mm,0.5mm.LCCC:无引线陶瓷封装载体.在陶瓷基板的四个侧面都设有电极焊盘而无引脚的表面贴装型封装.用于高速,高频集成电路封装.
4、PLCC:无引线塑料封装载体.一种塑料封装的 LCC.也用于高速,高频集成电路封装.SOJ:小外形 J 引脚封装.表面贴装型封装的一种 ,引脚端子从封装的两个侧面引出 ,呈 J 字形,引脚节距为1.27mm.BGA:球栅阵列封装.表面贴装型封装的一种,在 PCB 的背面布置二维阵列的球形端子,而不采用针脚引脚.焊球的节距通常为 1.5mm,1.0mm,0.8mm,与 PGA 相比,不会出现针脚变形问题.CSP:芯片级封装.一种超小型表面贴装型封装,其引脚也是球形端子,节距为 0.8mm,0.65mm,0.5mm 等.TCP:带载封装.在形成布线的绝缘带上搭载裸芯片,并与布线相连接的封装.与其他
5、表面贴装型封装相比,芯片更薄,引脚节距更小,达 0.25mm,而引脚数可达 500 针以上.介绍：1 基本元件类型 Basic Component Type 盒形片状元件 (电阻和电容 ) Box Type Solder ComponentResistor and Capacitor 小型晶体管三极管及二极管 SOTSmall Outline TransistorTransistor and Diode elf 类元件 Melf type Component Cylinder Sop 元件 Small outline package 小外形封装 TSop 元件 Thin Sop 薄形封装 SO
6、J 元件 Small Outline J-lead Package 具有丁形引线的小外形封装 QFP 元件 Quad Flat Package 方形扁平封装 PLCC 元件 Plastic Leaded Chip Carrier 塑料有引线芯片载体 BGA Ball Grid Array 球脚陈列封装球栅陈列封装 CSP Chip Size Package 芯片尺寸封装 2 特殊元件类型 Special Component Type 钽电容 ( Tantalium Capacitor) 铝电解电容 (Aalminum Electrolytic Capacitor ) 可变电阻 ( Variab
7、le Resistor ) 针栅陈列封装 BGABin Grid Array 连接器 Connector IC 卡连接器 IC Card Connector 附 BGA 封装的种类 APBGAPlastic BGA 塑料 BGA BCBGACeramic BGA 陶瓷 BGA CCCGACeramic Column Grid Array 陶瓷柱栅陈列 DTBGATape Automated BGA 载带自动键合 BGA EMBGA 微小 BGA 注芯片的封装技术已经历了好几代的变迁从 DIPQFPPGABGA 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
8、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少重量减少可靠性提高使用更加方便等 (MCMMulti Chip Model 多芯片组件) 英汉缩语对照 SMTSurface Mount Technology 表面贴装技术 SMDSurface Mounting Devices 表面安装器件 SMBSurface Mounting Printed Circuit Board 表面安装印刷板 DIP Dual-In-Line Package 双列直插式组件 THTThough Hole Mounting Technology 插装技术 PCB Printed Circuit Boar
9、d 印刷电路板 SMC Surface Mounting Components 表面安装零件 PQFP Plastic Quad Flat Package 塑料方形扁平封装 SOIC Small Scale Integrated Circuit 小外形集成电路 LSI Large Scale Integration 大规模集成 注意 芯片封装图鉴封装大致经过了如下发展进程： 结构方面：DIP 封装(70 年代)-SMT 工艺(80 年代 LCCC/PLCC/SOP/QFP)-BGA封装(90 年代)-面向未来的工艺(CSP/MCM)材料方面：金属、陶瓷陶瓷、塑料塑料； 引脚形状：长引线直插短引
10、线或无引线贴装球状凸点； 装配方式：通孔插装表面组装直接安装一TO 晶体管外形封装TO（Transistor Out-line）的中文意思是“晶体管外形”。这是早期的封装规格，例如 TO-92，TO-92L，TO-220，TO-252 等等都是插入式封装设计。近年来表面贴装市场需求量增大，TO 封装也进展到表面贴装式封装。TO252 和 TO263 就是表面贴装封装。其中 TO-252 又称之为 D-PAK，TO-263 又称之为 D2PAK。D-PAK 封装的 MOSFET 有 3 个电极，栅极（G）、漏极（D）、源极（S）。其中漏极（D）的引脚被剪断不用，而是使用背面的散热板作漏极（D），
11、直接焊接在 PCB 上，一方面用于输出大电流，一方面通过 PCB 散热。所以 PCB 的 D-PAK焊盘有三处，漏极（D）焊盘较大。二 DIP 双列直插式封装DIP(DualInline Package)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。封装材料有塑料和陶瓷两种。采用 DIP 封装的 CPU 芯片有两排引脚，使用时，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 封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式 DIP，引线框架式
12、 DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。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.比 TO 型封装易于对 PCB 布线。3.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。以采用 40 根 I/O 引脚塑料双列直插式封装(PDIP)的 CPU 为例，其芯片面积/封装面积=(33)/(15.2450)=1:86，离 1 相差很远。（PS:衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近 1 越好。如果封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了很多有效安装面积。）用途：DIP 是最普及的插装型封
13、装，应用范围包括标准逻辑 IC，存贮器 LSI，微机电路等。Intel 公司早期 CPU，如 8086、80286 就采用这种封装形式，缓存(Cache )和早期的内存芯片也是这种封装形式。PS.以下三六使用的是 SMT 封装工艺（表面组装技术），欲知详情，请移步此处。三QFP 方型扁平式封装QFP(Plastic Quad Flat Pockage)技术实现的 CPU 芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数一般都在 100 以上。基材有陶瓷、金属和塑料三种。引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm 等
14、多种规格。其特点是：1.用 SMT 表面安装技术在 PCB 上安装布线。2.封装外形尺寸小，寄生参数减小，适合高频应用。以 0.5mm 焊区中心距、208根 I/O 引脚 QFP 封装的 CPU 为例，如果外形尺寸为 28mm28mm，芯片尺寸为10mm10mm，则芯片面积/封装面积=(1010)/(2828)=1:7.8，由此可见 QFP封装比 DIP 封装的尺寸大大减小。3.封装 CPU 操作方便、可靠性高。QFP 的缺点是：当引脚中心距小于 0.65mm 时，引脚容易弯曲。为了防止引脚变形，现已出现了几种改进的 QFP 品种。如封装的四个角带有树指缓冲垫的BQFP(见右图)；带树脂保护环
15、覆盖引脚前端的 GQFP；在封装本体里设置测试凸点、放在防止引脚变形的专用夹具里就可进行测试的 TPQFP。用途：QFP 不仅用于微处理器（Intel 公司的 80386 处理器就采用塑料四边引出扁平封装），门陈列等数字逻辑 LSI 电路，而且也用于 VTR 信号处理、音响信号处理等模拟 LSI 电路。四SOP 小尺寸封装SOP 器件又称为 SOIC(Small Outline Integrated Circuit)，是 DIP 的缩小形式，引线中心距为 1.27mm，材料有塑料和陶瓷两种。SOP 也叫 SOL 和 DFP。SOP封装标准有 SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28
16、 等等，SOP 后面的数字表示引脚数，业界往往把“P”省略，叫 SO（Small Out-Line ）。还派生出 SOJ（J 型引脚小外形封装）、TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、SSOP（缩小型 SOP）、TSSOP（薄的缩小型 SOP）及 SOT（小外形晶体管）、SOIC（小外形集成电路）等。五PLCC 塑封有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)，引线中心距为 1.27mm，引线呈 J 形，向器件下方弯曲，有矩形、方形两种。PLCC 器件特点：1.组装面积小，引线强度高，不易变形。2多根引线保证了良好的共面性，使焊点的一致性得以改
17、善。3.因 J 形引线向下弯曲，检修有些不便。用途：现在大部分主板的 BIOS 都是采用的这种封装形式。六LCCC 无引线陶瓷芯片载体 LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)其电极中心距有 1.0mm、1.27mm 两种。通常电极数目为 18156 个。特点：1.寄生参数小，噪声、延时特性明显改善。2.应力小，焊点易开裂。用途：用于高速，高频集成电路封装。主要用于军用电路。七PGA 插针网格阵列封装PGA(Pin Grid Array Package)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
18、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(Zero Inser tion Force Socket)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.
19、插拔操作更方便，可靠性高。2.可适应更高的频率。实例：Intel 系列 C PU 中，80486 和 Pentium、Pentium Pro 均采用这种封装形式。八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（如图形芯片与芯片组等）皆转而使用 BGA(Ball Grid Array P ackage)封装技
20、术。用途：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（Plasric BGA）基板：PBGA 是最普遍的 BGA 封装类型，其载体为普通的印制板基材，如 FR4 等。硅片通过金属丝压焊方式连到载体的上表面，然后塑料模压成型。有些 PBGA 封装结构中带有空腔，称热增强型 BGA，简称 EBGA。下表面为呈部分或完全分布的共晶组份(37Pb63Sn)的焊球阵列，焊球间距通常为 1.0mm、1.27mm、1.5mm。 PBGA 有以下特点： 其载体与 PCB 材料相同，故组装过程二者的热膨胀系数 TCE(T
21、hermal Coefficient Of Expansion)几乎相同，即热匹配性良好。 组装成本低。 共面性较好。 易批量组装。 电性能良好。Intel 系列 CPU 中，Pentium II、I II、IV 处理器均采用这种封装形式。2.CBGA（Ceramic BGA）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（FlipChip，简称FC）的安装方式。硅片采用金属丝压焊方式或采用硅片线路面朝下，以倒装片方式实现与载体的互联，然后用填充物包封，起到保护作用。陶瓷载体下表面是 90Pb10Sn 的共晶焊球阵列，焊球间距常为 1.0mm 和 1.27mm。CBGA 具有如下特点
22、： 优良的电性能和热特性。 密封性较好。 封装可靠性高。 共面性好。 封装密度高。 因以陶瓷作载体，对湿气不敏感。 封装成本较高。 组装过程热匹配性能差，组装工艺要求较高。Intel 系列 CPU 中，Pentium I、II、Pentium Pro 处理器均采用过这种封装形式。3. FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。4.TBGA（Tape BGA）基板：基板为带状软质的 1-2 层 PCB 电路板。载带球栅阵列 TBGA 是载带自动键合 TAB(Tape Automated Bonding)技术的延伸。TBGA 的载体为铜聚酰亚胺铜的双金属层带(载带)。载体上表面分布的
23、铜导线起传输作用，下表面的铜层作地线。硅片与载体实现互连后，将硅片包封起到保护作用。载体上的过孔实现上下表面的导通，利用类似金属丝压焊技术在过孔焊盘上形成焊球阵列。焊球间距有 1.0mm、1.27mm、1.5mm 几种。TBGA 有以下特点：封装轻、小。电性能良。组装过程中热匹配性好。潮气对其性能有影响。5.CDPBGA（Carity Do wn PBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。综上，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（C4），从
24、而可以改善电热性能。3.厚度比 QFP 减少 l/2 以上，重量减轻 3/4 以上。4.寄生参数减小，信号传输延迟小，适应频率大大提高。5.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。6.BGA 封装仍与 QFP、PGA 一样，占用基板面积过大。九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(Chip Size P ackage)。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（Die）大不超过 1.4 倍。CSP 封装又可分为四类：1.Lead Frame Type
25、(传统导线架形式)，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。2.Rigid Interposer Type( 硬质内插板型)，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。3. Flexible Interposer Type(软质内插板型)，其中最有名的是 Tessera 公司的 microBGA，CTS 的 sim-BGA 也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气（GE）和 NEC。4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装)：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP 是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括 FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。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。CSP 封装适用于脚数少的 IC ，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络WLANGigabitEthemet、ADSL手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。
