集成电路IC封装的术语解析

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描述

EDA设计中经常会用到各种各样的芯片,这些芯片通过一个外壳支架上引脚连接线路板上的导线和其他器件相连,这种外壳支架就称为集成电路的封装形式,芯片的晶圆通过金线连接到外壳支架上的引脚,通过引脚实现内部芯片与外部电路的连接,不仅把内部芯片与外部隔离,减少了暴露在空气中对芯片电路的氧化腐蚀造成的电气功能下降,而且更方便运输和安装。

EDA工程师必须熟悉各种IC封装的名字和具体的外形,从上个世纪60年代开始,产生的封装名字有上百种之多,而且各个厂家的叫法也不统一,比如同一种封装,有的叫SO,有的叫SOP,还有的叫SOIC。另外名字封装名字也是一代代叠加进化出来了,名称都有点像,比如SOP、SSOP、TSOP、TSSOP,再比如BGA家族,有CBGA、CDPBGA、EBGA、FBGA、FCBGA、MBGA、TBGA、PBGA、UFBGA等10多种,让我们看的眼花缭乱。

1、BGA(Ball Grid Array)

球形触点阵列,表面贴装型封装之一;在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形的凸点用以代替引脚,在印制基板的正面装配LSI芯片,然后用模压树脂或灌封方法进行封装,也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚数量可以超过1000,是多引脚LSI用的一种封装,市场上的计算机和手机CPU芯片基本都采用这种封装方式。这种封装本体可以做的非常小,比如引脚间距为0.35mm的高通865芯片,本体面积仅有178mm ^2^ ;而引脚中心间距为0.4mm的176引脚的QFP芯片,本体面积已经达到400mm ^2^ ;而且BGA不用担心引脚变形的问题。该封装最早是由美国的Motorola公司开发的,首先在便携式电话设备中被采用,现在已经在电脑和手机等其行业中被普及使用。

2、BQFP(Quad Flat Package with Bumper)

带缓冲垫的四侧引脚扁平封装,QFP型封装之一,在封装本体的四个角设置凸起(缓冲垫)来防止运输过程中引脚发生弯曲变形,美国半导体厂家主要在微处理器和ASCI等电路中采用此类封装,引脚中心间距为0.635mm,引脚数量从84到196左右(见QFP)。

3、BPGA(Butt joint Pin Grid Array)

碰焊阵列引脚封装,表面贴装型PGA的别称,表面贴装型封装之一,其底部的垂直引脚呈矩形阵列状排列,引脚长度约1.5mm到2.0mm;贴装采用与印刷基板碰焊的方法,因此也被称作碰焊PGA,因为引脚中心间距只有1.27mm,比插装型的PGA 小了一半,所以封装本体可以做的很小,而引脚数量也比插装型的多,是大规模逻辑LSI常用的封装,封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基板,以多层陶瓷基材制作的封装已经达到实用化。

4、CBGA(Ceramic Ball Grid Array)

陶瓷焊球阵列封装,CBGA是将裸芯片安装在陶瓷多层基板载体顶部表面形成的,金属盖板用密封焊料焊接在基板上,用以保护芯片、引线及焊盘。与 PBGA 器件相比,电绝缘特性更好,封装密度也更高,连接好的封装体经过气密性处理,可提高其可靠性和物理保护性能。Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。

5、CCGA(Ceramic Column Grid Array)

焊柱陶瓷柱栅阵列封装,CCGA是CBGA尺寸大于在32*32mm时的另一种形式,不同之处在于采用焊料柱代替焊料球。焊料柱采用共晶焊料连接或直接浇注式固定在陶瓷底部。更高引脚数目的陶瓷柱栅阵列封装 (CCGA)在可靠水平内能够实现高性能要求FPGA器件的高密度封装,从而能够满足航天卫星的要求。

6、CDIP(Ceramic Dual In-line Package)

陶瓷双列直插封装,是使用陶瓷基板的一种DIP封装技术,也有写作Cerdip,本体呈长方形,在其两侧有两排平行的排针引脚,被称为排针,引脚中心的间距一般为2.54mm,两排之间的间距一般为7.62mm或15.24mm。DIP封装的器件可以直接焊接在印制线路板电镀的贯穿孔中,同时为了方便维修,也可以插入专用的DIP插座中。

7、CDIP-G(Ceramic Dual In-line Package Glass)

用玻璃封装的陶瓷双列直插式封装,也有写作DIP-G,用于ECL RAM,DSP(数字信号处理器)等电路中,带有玻璃窗口的CDIP-G用于紫外线擦除型EPROM,以及内部带有EPROM的微机电路中,引脚中心间距为2.54mm,引脚数量从8到42。

8、CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier)

带引脚的陶瓷芯片载体,表面贴装型封装之一,引脚从封装的四个侧面引出,成“J”字型,因此该封装也被称作QFJ,带有玻璃窗口的CLCC用于封装紫外线擦除型的EPROM和带有EPROM的微机电路等,因此,带有玻璃窗口的CLCC封装也被称作QFJ-G。

9、CNR(Communication and Networking Riser)

通讯与网络扩展卡是由Intel开发的,为可升级的扩展卡制定的开放工业标准,它用于制造插入主板的硬件设备,以提供调制解调器和声卡功能。CNR架构在扩展卡界面的电子、机械和热量要求上有详细的定义规范。

10、COB(Chip On Board)

板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用树脂覆盖以确保可靠性。虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB和倒片焊技术。

11、CPAC(Globetop Pad Array Carrier)

美国Motorola 公司对 BGA 的别称(见 BGA)。

12、CPGA(Ceramic Pin Grid Array)

CPGA也就是常说的陶瓷封装,全称为Ceramic PGA。主要在Thunderbird(雷鸟)核心和“Palomino”核心的Athlon处理器上采用。

13、CQFP(Ceramic Quad Flat Pack或Quad Flat Package with guard ring)

带保护环的四侧引脚扁平封装,陶瓷密封的四侧引脚扁平(QFP)封装,是Cerquad和QIC的别称,用于封装DSP等大型逻辑LSI电路,带有窗口的CQFP用于封装可紫外线擦除的EPROM电路,其散热性比塑料的QFP要好,在自然空冷条件下可以容许1.5W到2.0W的功率,但封装成本比塑料的QFP要高3-5倍,引脚中心间距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm和0.4mm等多种规格,引脚数量从32到368。

14、CPC

CPC是气派科技在2016年11月推出的独创封装技术,无论是面积、成本还是散热,均远优于SOP封装,替代SOP封装已是行业内的趋势,CPC封装还有望部分替代QFN和DFN封装。CPC4的体积是SOP8的1/4,成本也大幅下降;与SOT23-6相当,但可靠性比SOT23-6更好。

15、CSP(Chip Scale Package)

芯片级的封装,CSP封装是最新一代的内存芯片封装技术,其技术性能又有了新的提升。CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1:1.14,已经相当接近1:1的理想情况,绝对尺寸也仅有32平方毫米,约为普通的BGA的1/3,仅仅相当于TSOP内存芯片面积的1/6。与BGA封装相比,同等空间下CSP封装可以将存储容量提高三倍。

16、DFN(Dual Flat No-lead)

双边扁平无引脚封装,表面贴装型封装之一,DFN是一种比较新的工艺,引脚在器件的下方,为了便于引锡焊接,引脚还延伸到器件本体的侧面。为了能承受更大的功率,还在器件本体底部中心正下方引出一个大面积的引脚,为了更好散热,该引脚一般与印制线路板上的地铜箔连接。

17、DFP(Dual Flat Package)

双侧引脚扁平封装,表面贴装型封装之一,引脚从封装的两个侧面引出,是SOP的别称,早期曾有此封装名称,后期基本不采用,详见SOP。

18、DIC(Dual In-line Ceramic Package)

陶瓷的DIP(含玻璃密封)的别称,详见CDIP。

19、DICP(Dual Tape carrier Package)

双侧引脚带载封装,DTP的别称,详见DTP。

20、DIL(Dual In-Line)

DIP封装的别称,欧洲半导体厂家多采用此名,详见DIP。

21、DIP(Dual In-line Package)

双列直插类封装,插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,此封装有塑料和陶瓷两种。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LSI和微机电路等,引脚中心间距2.54mm,引脚数量从6到64,封装宽度通常为15.2mm,有的把宽度为7.52mm和10.16mm的封装分别称为SK-DIP(膜状DIP)和SL-DIP(细长DIP),后来还有出现更小的SH-DIP(收缩DIP)但多数情况下不加区分,都统称为DIP。

22、DIP-tab(Dual In-line Package with Metal Heatsink )

带散热片的双列直插式封装 ,插装型封装之一,外形和DIP的相同,但功率比较大,为了方便散热,外壳支架上会多出一个散热片,散热片和引脚一样都被保留在外壳外部,在其孔上加螺丝与专用散热片连接。

23、DTCP(Dual Tape Carrier Package)

双侧引脚带载封装,DTP的别称,详见DTP。

24、DTP(Dual Tape carrier Package )

双侧引脚带载封装 ,引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。由于利用的是 TAB(自 动带载焊接)技术,封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动 LSI,但多数为定制品。另外,0.5mm 厚的存储器 LSI簿形封装正处于开发阶段。在日本,按照 EIAJ(日本电子机械工业)会标准规定,将 DICP 命名为DTP。

25、DSO(Dual Small Out-lint)

双侧引脚小外形封装。SOP的别称(见 SOP)。部分半导体厂家采用此名称。

26、DO(Diode)

二极管的专有封装,表面贴装型封装之一,正面在负极一侧外壳上做有标志,根据外形尺寸,常用的封装有DO-7、DO-15、DO-27、DO35、DO41、DO201AD、D0-214AC(同SMA)、DO214AA(同SMB)和D0-214AB(同SMC)等。

27、EBGA(Enhanced Ball Grid Array )

增强球形触点阵列封装 ,是PBGA的另一种形式,在结构方面唯一不同的是热量下沉了。芯片面朝下直接粘在散热器上,芯片和PCB之间的电连接通过引线键合实现,EBGA也是BGA家族中的一员,具有低功耗和高散热效果的特点。

28、EMC(Epoxy Molding Compound)

环氧树脂模塑料封装 ,是由环氧树脂为基体树脂,以高性能酚醛树脂为固化剂,加入硅微粉等为填料,以及添加多种助剂混配而成的粉状模塑料。塑封过程是用传递成型法将EMC挤压入模腔并将其中的半导体芯片包埋,同时交联固化成型,成为具有一定结构外型的半导体器件。兼有体积小,成本低等特点,已经成为LED封装厂的新选择。

29、ESOP(Enhanced Small Out-line Package)

增强型小外形封装,表面贴装型封装之一,外形与SOP相似,为了增加功率和加速内部散热,封装后在支架底部增加了一个大的焊脚,与印制线路板地网络连接的快速散热。使用OSP封装的器件通流800mA,改用ESOP后,电流可以达到1000mA。

30、FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array)

细间距球形阵列封装,表面贴装型封装之一,CSP的别称,金士顿、勤茂科技等领先内存制造商已经推出了采用FBGA封装技术的内存产品。在相同体积下,内存条可以装入更多的芯片,从而增大单条容量。

31、FP(Flat Package)

扁平封装,表面贴装型封装之一,QFP或SOP的别称,部分半导体厂家采用此名字。

32、Flip-chip

倒焊芯片,裸芯片封装技术之一,在LSI 芯片的电极区制作好金属凸点,然后把金属凸 点 与印刷基板上的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有 封装技 术中体积最小、最薄的一种。 但如果基板的热膨胀系数与LSI 芯片不同,就会在接合处产生反应,从而影响连接的可靠性。因此必须用树脂来加固LSI 芯片,并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。

33、FQFP(Fine-pitch Quad Flat Package)

小引脚中心间距的QFP封装,表面贴装型封装之一,通常指引脚间距小于0.65mm的QFP封装,部分半导体厂家采用此名字。

34、HPGA(Heatsink Pin Grid Array)

带散热架的PGA封装,插针贴装型封装之一,外形与普通PGA基本相同,为了方便散热,在顶部开了一个散热的窗口,和内部支架连通起来。该散热窗口上会紧贴放置一个大的散热块,内部的热量通过散热块释放到空气中去。

35、HSOP(Heatsink Small Out-Line Package)

带散热片的小尺寸封装,具有鸥翼型的引脚,表面贴装型封装之一,为了提高在工作中散热的效率,会通过加大引脚的面积,通过支架上的引脚来将热量传导到印制线路板上,达到快速散热的效果。一般通过加大引脚的面积,将几个引脚合并在一起,也有的是在底部和ESOP封装一样,加一个大面积的散热引脚,但整体的体积比ESOP要大一些。

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