芯片封装技巧知多少

时间：2023-01-12 04:11:12 计算机毕业论文我要投稿

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芯片封装技巧知多少

　　我们经常听说某某芯片采纳什么什么的封装法子，在我们的电脑中，存在着各种各样不同处理芯片，那么，它们又是是采纳何种封装情势呢？并且这些封装情势又有什么样的技巧特性以及优越性呢？那么就请看看下面的这篇文章，将为你介绍个中芯片封装情势的特性和优点。

一、DIP双列直插式封装

　　DIP(DualIn－line Package)是指采纳双列直插情势封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采纳这种封装情势，其引脚数一般不超过100个。采纳 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，也可以直接插在有雷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警惕，以免毁坏引脚。

DIP封装具有以下特性：

1.适宜在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采纳这种封装情势，缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装情势。

二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

　　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纳这种封装情势，其引脚数一般在100个以上。用这种情势封装的芯片必须采纳 SMD（表面安装设备技巧）将芯片与主板焊接起来。采纳 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。用这种法子焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。

　　PFP（Plastic Flat Package）法子封装的芯片与QFP法子根基雷同。唯一的差别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。

QFP/PFP封装具有以下特性：

1.实用于SMD表面安装技巧在PCB电路板上安装布线。
2.适宜高频应用。
3.操作方便，可靠性高。
4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采纳这种封装情势。

三、PGA插针网格阵列封装

　　PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装情势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必然距离排列。根据引脚数目标多少，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芯片起头，出现一种名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的请求。

　　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，利用插座本身的特别结构生成的挤压力，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封装具有以下特性：

1.插拔操作更方便，可靠性高。
2.可适应更高的频率。

　　Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采纳这种封装情势。

四、BGA球栅阵列封装

　　随着集成电路技巧的发展，对集成电路的封装请求更加严峻。这是因为封装技巧关系到产品的功效性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装法子可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208 Pin时，传统的封装法子有其艰苦度。因此，除应用 QFP封装法子外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片与芯片组等）皆转而应用 BGA(Ball Grid Array Package)封装技巧。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封装技巧又可详分为五大类：

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处理器均采纳这种封装情势。

2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采纳倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装法子。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采纳过这种封装情势。

3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。

4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

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）。

BGA封装具有以下特性：

1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装法子，进步了成品率。
2.虽然BGA的功耗增加，但由于采纳的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改良电热性能。
3.信号传输延迟小，适应频率大大进步。
4.组装可用共面焊接，可靠性大大进步。

　　BGA封装法子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）公司起头着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即参加到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA利用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以利用。直到五六年前，Intel公司在电脑CPU中（即奔跑 II、奔跑 III、奔跑 IV等），以及芯片组（如i850）中起头应用 BGA，这对BGA利用领域扩张施展了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热门的IC封装技巧，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。

五、CSP芯片尺寸封装

　　随着全球电子产品个性化、轻盈化的需求蔚为风潮，封装技巧已进步到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。

CSP封装又可分为四类：

1.Lead Frame Type(传统导线架情势 )，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)，其中最知名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采纳雷同的原理。其他代表厂商包孕通用电气（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法子，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技巧的未来主流，已投入研发的厂商包孕FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特性：

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.极大地缩短延迟光阴。

　　CSP封装实用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。未来则将大宗利用在信息家电（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。

六、MCM多芯片模块

　　为解决单一芯片集成度低和功效不够完善的问题，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技巧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。
MCM具有以下特性：

1.封装延迟光阴缩小，易于实现模块高速化。
2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。
3.系统可靠性大大进步。

收场语

　　总之，由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展，集成电路的封装情势也不断作出相应的调剂变更，而封装情势的进步又将反过来增进芯片技巧向前发展。

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