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涨知识:IC封装原理及功能特性汇总

作为一名电子工程师,日常工作基本上会接触到各种类型的工作IC,比如逻辑芯片,存储芯片,MCU或者FPGA等等;对于各种类型IC功能特征可能更清楚,但对于IC不知道对封装了解多少?

本文将介绍日常使用IC通过了解各种类型的包装原理和功能特性IC的封装,电子工程师在设计电子电路原理时,可以准确地选择IC,对于工厂批量生产烧录,可以快速找到相应的烧录IC包装的烧录座型号。

DIP指双列直插包装的集成电路芯片,绝大多数中小型集成电路(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IC有两排引脚需要插入DIP芯片插座的结构。当然,焊接也可以直接插入具有相同焊孔数和几何排列的电路板上。DIP插入芯片插座时,应特别小心封装芯片,以免损坏引脚。

DIP包装具有以下特点: ? 适合在PCB(印刷电路板)穿孔焊接,操作方便; ? 芯片面积与封装面积的比值较大,因此体积也较大。

DIP包括标准逻辑在内的包装,包括标准逻辑IC,存储器、微机电路等。

图1 DIP封装图

QFP/PFP密封芯片引脚之间的距离很小,管脚很细,一般采用大规模或超大型集成电路。以这种形式包装的芯片必须使用SMD(表面安装设备技术)将芯片主板焊接。采用SMD安装的芯片不需要在主板上打孔,主板表面一般有设计好的相应管脚焊点。将芯片脚对准相应的焊点,实现与主板的焊接。

QFP/PFP包装具有以下特点:

? 适用于SMD表面安装技术在PCB布线安装在电路板上;

? 成本低,适合中低功耗,适合高频使用;

? 操作方便,可靠性高;

? 芯片面积与封装面积的比值较小;

? 传统的加工方法可用于成熟的封转类型。

目前QFP/PFP包装的应用非常广泛,很多MCU 厂家的A芯片都是封装的。

图2 QFP封装图

随着集成电路技术的发展,对集成电路的包装要求越来越严格。这是因为包装技术与产品的功能有关,当IC的频率超过100MHZ传统的包装方法可能会产生所谓的CrossTalk而当IC管脚数大于208 Pin传统的包装方法有其困难。所以,除了使用QFP除了包装方式,现在大部分高脚芯片都转化为使用BGA(BALL Grid Array PACKAGE)封装技术。

BGA包装具有以下特点:

? I/O虽然引脚数量增加了,但引脚之间的距离远远大于QFP成品率提高;

? BGA阵列焊球与基板接触面大、短,有利于散热;

? BGA阵列焊球的引脚很短,缩短了信号的传输路径,降低了引线电感和电阻;信号传输延迟小,适应频率大大提高,可以提高电路能;

? 组装可采用共面焊接,可靠性大大提高;

? BGA适用于MCM能够实现封装MCM高密度、高性能。

图3 BGA封装图

SO类型封装包含有:SOP(小外观封装),TOSP(薄外形包装),SSOP (缩小型SOP)、VSOP(小外观封装),SOIC(小外观集成电路封装)等QFP形式包装只有两侧管脚的芯片包装形式。这种类型的包装是表面装饰包装之一,引脚从包装两侧引出 L”字形。

这种类型的包装的典型特点是包装芯片周围有大量的引脚,包装操作方便,可靠性高,是目前主流的包装方法之一,在一些存储类型中更常见IC。

图4 SOP封装图

QFN是一种无引线四方扁平包装,是一种无铅包装,用于机械和热完整性暴露的芯片垫。

封装可以是正方形或长方形。封装四侧配有电极触点。由于无引脚,贴装占地面积比QFP 小,高度 比QFP 低。

QFN包装特点:

? 表面贴装封装,无引脚设计;

? 无引脚焊盘设计占比较小PCB面积;

? 组件非常薄(

  •   非常低的阻抗、自感,可满足高速或者微波的应用;

  •   具有优异的热性能,主要是因为底部有大面积散热焊盘;

  •   重量轻,适合便携式应用。

QFN封装的小外形特点,可用于笔记本电脑、数码相机、个人数字助理(PDA)、移动电话和MP3等便携式消费电子产品。从市场的角度而言,QFN封装越来越多地受到用户的关注,考虑到成本、体积各方面的因素,QFN封装将会是未来几年的一个增长点,发展前景极为乐观。

 

图5 BGA封装图

 

PLCC是一种带引线的塑料的芯片封装载体.表面贴装型的封装形式,引脚从封装的四个侧面引出,呈“丁”字形,外形尺寸比 DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。

PLCC为特殊引脚芯片封装,它是贴片封装的一种,这种封装的引脚在芯片底部向内弯曲,因此在芯片的俯视图中是看不见芯片引脚的。这种芯片的焊接采用回流焊工艺,需要专用的焊接设备,在调试时要取下芯片也很麻烦,现在已经很少用了。

 

图6 PLCC封装图

 

由于IC的封装类型繁多,对于研发测试,影响不大,但对于工厂的大批量生产烧录,IC封装类型越多,那么选择对应配套的烧录座型号也会越多;ZLG编程器,十多年来专业于芯片烧录行业,可以支持并提供有各种封装类型IC的烧录座,可供工厂批量生产。

 

图7 P800Flash编程器

标签: 主板smd电感双列直插式集成电路封装双列直插式集成电路管脚

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