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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电子工程师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的封装,不知道了解了多少?

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在设计电子电路原理时,电子工程师可以准确选择包装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。

  • 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。

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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。

  • 适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线;

  • 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;

  • 成熟的封转类型,可采用传统的加工方法。

目前QFP/PFP封装应用非常广泛,很多MCU 厂家的A芯片都采用了该封装。

 

图2 QFP封装图

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皆转为使用BGA(BALL Grid Array PACKAGE)封装技术。

  • 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;

  • BGA的阵列焊球与基板的接触面大、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,减小了引线电感、电阻;信号传输延迟小,适应频率大大提高,因而可改善电路的性能;

  • 组装可用共面焊接,可靠性大大提高;

  • BGA适用于MCM封装,能够实现MCM的高密度、高性能。

  

图3 BGA封装图

SO类型封装包含有:SOP(小外形封装)、TOSP(薄小外形封装)、SSOP (缩小型SOP)、VSOP(甚小外形封装)、SOIC(小外形集成电路封装)等类似于QFP形式的封装,只是只有两边有管脚的芯片封装形式,该类型的封装是表面贴装型封装之一,引脚从封装两侧引出呈“ L” 字形。

该类型的封装的典型特点就是在封装芯片的周围做出很多引脚,封装操作方便,可靠性比较高,是目前的主流封装方式之一,目前比较常见的是应用于一些存储器类型的IC。

 

图4 SOP封装图

QFN是一种无引线四方扁平封装,是具有外设终端垫以及一个用于机械和热量完整性暴露的芯片垫的无铅封装。

该封装可为正方形或长方形。封装四侧配置有电极触点,由于无引脚,贴装占有面积比QFP 小,高度 比QFP 低。

  • 表面贴装封装,无引脚设计;

  • 无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积;

  • 组件非常薄(<1mm),可满足对空间有严格要求的应用;

  • 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。

                  

转自:ZLG立功科技一致远电子

标签: 主板smd电感

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