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    [分享]芯片封装技术知识介绍 [复制链接]

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    离线200713
     
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    光币
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2008-11-23
    我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍个中芯片封装形式的特点和优点。 C3~O6<,Jh  
    aGAr24]y  
    一、DIP双列直插式封装 dh1 N/[  
    , eSpt#M  
    ©  DIP(DualIn-line 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。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,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。27BZ; -j1]H"-  
    ©DIP封装具有以下特点: UzW]kY[A<  
    ©1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。RUF qRz /$|.  
    2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。x}n A\v53AT  
    Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。ELl,[ f1 XM_  
    二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装 /m i&7C(6  
    PEaZ3{-  
      QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。L OzR<jCOS  
    ©照  PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。 Cxe(iwa.  
    E33WT{H&_'  
    QFP/PFP封装具有以下特点: #99=wn  
    6PC?*^v  
    ©1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。 d. ZfK  
    ca5;Z@t$S  
    2.适合高频使用。ryv)g) h 92KU  
    3.操作方便,可靠性高。bORJD '&$zgK9T?  
    4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。0L+Ei Z$%!H7w  
    Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。0 /%)(Uz  
    ©三、PGA插针网格阵列封装/e#d 1H-~+lf  
    ©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。- Ggy?5N7P  
    7r2p+LP[  
      ZIF(Zero Insertion 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。!aWP r]]:/pw?t  
    ©PGA封装具有以下特点:nAX HVzkS|^F  
    ©照明工程师社区学术交流中心 -- 照明工程师的网上家园  k?a K /%5\h  
    1.插拔操作更方便,可靠性高。~ (*,R21<%  
    2.可适应更高的频率。|X" ^/#8 "  
    ©Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。RZzg 9<kMxtk$  
    ©四、BGA球栅阵列封装>C Vv+ oq5hf  
    ©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 Package)封装技术。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。OtpK7 K3h"oVn  
    ©BGA封装技术又可详分为五大类:~uj M1T.  
    ©1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。L L+eK)Q  
    ©2.CBGA(CeramicBGA)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。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。I0 87m`K Str7  
    ©3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。gl_6wT IkxoW:L  
    ©4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。S%h=l# j?g#8L;W\w  
    ©5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。h|W* 1QnaZhu'  
    BGA封装具有以下特点:N9-/`F Zv* uUe  
    ©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。[e/^4O [Dmf.PUe  
    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,从而可以改善电热性能。$ >/NegJh'F}  
    3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。 vZs~=nfi#|  
    4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。K ooP{Q r  
    ©  BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城(Citizen)公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组(如i850)中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。{8{c\ *SlWA)9 Y  
    五、CSP芯片尺寸封装t OMd:#cWsQ  
    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 Package)。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。qL {xOzxLB;  
    ©CSP封装又可分为四类:,'xs13 Ps;4]=c  
    ©1.Lead Frame Type(传统导线架形式),代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。 8:_@ 4W<[& )7  
    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。%iBJ+S 7!)VO D8Z  
    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。6/MW\ rq\<zx]au  
    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:fJ: y,@yaM}-/K  
    1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。O[c 9[lk=1.qN  
    2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。F_$:R6 bH:C/P<x  
    3.极大地缩短延迟时间。V 9e}%2,  
    ©CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。Nw 3(gOF&Uf9  
    ©六、MCM多芯片模块~SO5 9l:[jsk<d  
    ©  为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。>Eyl~r x<@i3Y{[  
    MCM具有以下特点:`L!)cp 52^,qP'6  
    1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。e%D ?_ v_*+b_  
    2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。w jj]|}G  
    3.系统可靠性大大提高。3@ D9hq$?  
    结束语0r |34w<0Pc,  
    ©  总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。
     
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