芯片封装知识

1．DIP双列直插式封装

DIP(DualIn－line Package）是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(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，也可以直接插在有相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小心，以免损坏引脚。 DIP封装具有以下特点

⒈ 合在PCB（印刷电路板）上穿孔焊接，操作方便。 ⒉封装面积与芯片面积之间的比值较大，故体积也较大。

Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式，缓存（Cache）和早期的内存芯片也是这种封装形式。

2．PQFP/PFP组件式封装

PQFP（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用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来。采用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。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。

PFP（Plastic Flat Package）方式封装的芯片与PQFP方式基本相同。唯一的区别是PQFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。

PQFP/PFP封装特点

⒈适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。 ⒉适合高频使用。

⒊操作方便，可靠性高。

⒋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主板采用这种封装形式。

3．PGA插针网格阵列封装

PGA(Pin Grid Array Package）芯片封装形式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一定距离排列。根据引脚数目的多少，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芯片开始，出现一种名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。

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，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，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封装具有以下特点

⒈插拔操作更方便，可靠性高。 ⒉可适应更高的频率。

Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。

4．BGA球栅阵列封装

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（串扰）”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）皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package）封装技术。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封装技术又可详分为五大类 ⒈PBGA（Plastic 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处理器均采用这种封装形式。

⒉CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装方式。Intel系列CPU中，Pentium I、Ⅱ、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。 ⒊FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。

⒋TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

⒌CDPBGA（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封装具有以下特点

⒈I/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。

⒉虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。

⒊信号传输延迟小，适应频率大大提高。 ⒋组装可用共面焊接，可靠性大大提高。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel公司在电脑CPU中（即奔腾Ⅱ、奔腾Ⅲ、奔腾Ⅳ等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热门的IC封装技术，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。

5．CSP芯片尺寸封装

随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到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

⒈Lead Frame Type（传统导线架形式），代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。 ⒉Rigid 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。

⒊Flexible Interposer Type（软质内插板型），其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气（GE）和NEC。

⒋Wafer Level Package（晶圆尺寸封装）：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。 编辑本段

CSP封装具有以下特点

⒈满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。 ⒉芯片面积与封装面积之间的比值很小。 ⒊极大地缩短延迟时间。

CSP封装适用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电（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。

6．MCM多芯片模块

1、BGA(ball grid array) 球形触点陈列，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凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体（PAC）。引脚可超过200，是多引脚LSI 用的一种封装。封装本体也可做得比QFP（四侧引脚扁平封装）小。例如，引脚中心距为1.5mm 的360 引脚 BGA 仅为31mm 见方；而引脚中心距为0.5mm 的304 引脚QFP 为40mm 见方。而且BGA 不用担心QFP 那样的引脚变形问题。该封装是美国Motorola 公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在美国有可能在个人计算机中普及。最初，BGA 的引脚（凸点）中心距为1.5mm，引脚数为225。现在也有一些LSI 厂家正在开发500 引脚的BGA。BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为，由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。美国Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC，而把灌封方法密封的封装称为GPAC（见OMPAC 和GPAC）。 2、BQFP(quad flat package with bumper)

带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP 封装之一，在封装本体的四个角设置突起（缓冲垫）以防止在运送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ASIC 等电路中采用此封装。引脚中心距0.635mm，引脚数从84 到196 左右。

3、碰焊PGA(butt joint pin grid array) 表面贴装型PGA 的别称。 4、才（ceramic)

表示陶瓷封装的记号。例如，CDIP 表示的是陶瓷DIP。是在实际中经常使用的记号。 5、Cerdip

用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装，用于ECL RAM，DSP(数字信号处理器）等电路。带有玻璃窗口的Cerdip用于紫外线擦除型EPROM 以及内部带有EPROM 的微机电路等。引脚中心距2.54mm，引脚数从8 到42。在日本，此封装表示

为DIP－G(G 即玻璃密封的意思）。 6、Cerquad

表面贴装型封装之一，即用下密封的陶瓷QFP，用于封装DSP 等的逻辑LSI 电路。带有窗口的Cerquad用于封装EPROM 电路。散热性比塑料QFP 好，在自然空冷条件下可容许1.5～ 2W 的功率。但封装成本比塑料QFP 高3～5 倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm 等多种规格。引脚数从32 到368。

7、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，呈丁字形。

带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM 以及带有EPROM 的微机电路等。此封装也称为QFJ、QFJ－G（见QFJ）。 8、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，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。 9、DFP(dual flat package)

双侧引脚扁平封装。是SOP 的别称（见SOP）。以前曾有此称法，现在已基本上不用。

10、DIC(dual in-line ceramic package)

陶瓷DIP（含玻璃密封）的别称（见DIP). 12、DIP(dual in-line package)

双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP 是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC，存贮器LSI，微机电路等。引脚中心距2.54mm，引脚数从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skinny DIP 和slim DIP（窄体型DIP）。但多数情况下并不加区分，只简单地统称为DIP。另外，用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP 也称为cerdip。 13、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。 14、DICP(dual tape carrier package)

双侧引脚带载封装。TCP（带载封装）之一。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。

15、DIP(dual tape carrier package)

同上。日本电子机械工业会标准对DTCP 的命名（见DTCP）。 16、FP(flat package)

扁平封装。表面贴装型封装之一。QFP 或SOP（见QFP 和SOP）的别称。部分半导体厂家采用此名称。 17、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。 18、FQFP(fine pitch quad flat package)

小引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm 的QFP（见QFP）。部分导导体厂家采用此名称。

19、CPAC(globe top pad array carrier)

美国Motorola 公司对BGA 的别称（见BGA）。 20、CQFP(quad fiat package with guard ring)

带保护环的四侧引脚扁平封装。塑料QFP 之一，引脚用树脂保护环掩蔽，以防止弯曲变形。在把LSI 组装在印刷基板上之前，从保护环处切断引脚并使其成为海鸥翼状（L 形状）。这种封装在美国Motorola 公司已批量生产。引脚中心距0.5mm，引脚数最多为208 左右。 21、H-(with heat sink)

表示带散热器的标记。例如，HSOP 表示带散热器的SOP。 22、pin grid array(surface mount type)

表面贴装型PGA。通常PGA 为插装型封装，引脚长约3.4mm。表面贴装型PGA 在封装的底面有陈列状的引脚，其长度从1.5mm 到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法，因而也称为碰焊PGA。因为引脚中心距只有1.27mm，比插装型PGA 小一半，所以封装本体可制作得不怎么大，而引脚数比插装型多（250～528），是大规模逻辑LSI 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数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。 23、JLCC(J-leaded chip carrier) J 形引脚芯片载体。指带窗口CLCC 和带窗口的陶瓷QFJ 的别称（见CLCC 和QFJ）。部分半导体厂家采用的名称。 24、LCC(Leadless chip carrier) 无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是高速和高频IC 用封装，也称为陶瓷QFN 或QFN－C（见QFN）。 25、LGA(land grid array) 触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现已实用的有227 触点（1.27mm 中心距）和447 触点（2.54mm 中心距）的陶瓷LGA，应用于高速逻辑LSI 电路。LGA 与QFP 相比，能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外，由于引线的阻抗小，对于高速LSI 是很适用的。但由于插座制作复杂，成本高，现在基本上不怎么使用。预计今后对其需求会有所增加。 26、LOC(lead on chip)

芯片上引线封装。LSI 封装技术之一，引线框架的前端处于芯片上方的一种结构，芯片的中心附近制作有凸焊点，用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面附近的结构相比，在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm 左右宽度。

27、LQFP(low profile quad flat package)

薄型QFP。指封装本体厚度为1.4mm 的QFP，是日本电子机械工业会根据制定的新QFP外形规格所用的名称。