封装类型的选择

描述

封装类型的选择是IC 设计和封装测试的一个重要环节。如果封装类型选择不当,可能会造成产品功能无法实现,或者成本过高,甚至导致整个设计失败。

在选择封装类型时,主要从封装体的装配方式、封装体尺寸、封装体总引脚数、产品可靠性、产品散热性能、成本等主要方面综合考虑。

(1)封装体的装配方式:选择封装类型的首要工作就是确定装配方式,这直接決定电子产品封装完后的 PCB 设计及如何与 PCB 连接。封装的装配方式主要有通孔插装和表面贴装两种。通孔插装就是将其外面的引脚利用插件的方式与PCB 连接,如 SIP 和 DIP;表面贴装是通过表面贴装技术将其快速地焊接到PCB 上,如 QFP、QFN 封装、BGA 封装、sop 等

(2)封装体的尺寸:由于封装工艺的极限会限制芯片尺寸(长度、宽度和厚度),在选择封装体时,首先保证芯片能够安装进封装体,再根据产品厚度要求选择封装体厚度。随着消费类电子越来越朝轻、薄、短、小的方向发展,封装产品的厚度也越来越薄,选择封装体尺寸应优先选择小尺寸、薄型的封装体,以节约 PCB 的面积。

(3)封装体引脚数:所选择的封装体总引脚数应 等于或大于集成电路芯片所需要的引出端总数(包括输人、输出、控制端、电源端、地线端等)。

(4)产品可靠性要求:塑料封装属于非气密性封装,抗潮湿性能和机械性能相对较差,同时热稳定性也不太好,但在性能价格比上有优势;金属封装和陶资封裝属于气密性封装,气密性、抗潮湿性能好,散热性和机械性能好,但装配尺寸精度钱差,价格较昂贵。因此,对于高可靠性的集成电路不宜选用塑料封装,而应选用陶瓷封装或金属-陶瓷封装,如军用和航天用产品;而一般工业用电子产品和消费用电子产品,由于其对可拿性要求不太高且考虑成本因素,一般会选用塑料封装。

(5)产品散热性能、电性能要求:集成电路在工作时会产生大量的热量。在了解客户的散热性能需求和电性能要求后,需要对选定的封装体进行热仿真电仿真,以便确认是否满足散热性能要求和电性能要求。基于散热性能的要求,封装体越薄越好,一般针对高功耗产品,除了考虑选用低阻率、高导热性能的材料黏结芯片,高导热塑封料,采用金属合金焊接工艺,还可以考虑选择加强型封装(如增加内置式散热片、外露式散热片或引线框架载片台外露),以增强其散热、冷却功能,如 HSPBGA、HSBGA、EDHS - QFP、DHS- QFP、QFN、E-Pad LQFP 等封装形式。

(6) 成本要求:对电子产品来说,封装成本高会导致电子产品失去市场竞争力.从而可能失去客户和市场。一般来讲,对于同一种封装形式,大封装体尺寸的产品比小封装体尺才的产品封装成本高。对于不同的封装形式,基板产品比引线框架产品的封装成本高;多层基板产品比单层基板产品封装成本高;可靠性等级要求高的产品比可靠性等级要求低的产品封装成本高。

审核编辑:汤梓红

 

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