芯片封装技巧知多少

时间:2023-01-12 04:11:12 计算机毕业论文 我要投稿
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芯片封装技巧知多少

  我们经常听说某某芯片采纳什么什么的封装法子 ,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理 芯片,那么,它们又是是采纳何种封装情势呢?并且这些封装情势又有什么样的技巧特性以及优越 性呢?那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍个中芯片封装情势的特性和优点 。

一、DIP双列直插式封装

  DIP(DualIn-line Package)是指采纳双列直插情势封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模 集成电路(IC)均采纳这种封装情势,其引脚数一般不超过100个。采纳 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,也可以直接插在有雷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 警惕,以免毁坏引脚。

DIP封装具有以下特性:

1.适宜在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便 。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采纳这种封装情势,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装情势。

二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

  QFP(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纳这种封装情势,其引脚数一般在100个以上。用这种情势封装的芯片必须 采纳 SMD(表面安装设备 技巧)将芯片与主板焊接起来。采纳 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。用这种法子 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)法子 封装的芯片与QFP法子 根基雷同。唯一的差别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。

QFP/PFP封装具有以下特性:

1.实用于SMD表面安装技巧在PCB电路板上安装布线。
2.适宜高频应用。
3.操作方便 ,可靠性高。
4.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主板采纳这种封装情势。

三、PGA插针网格阵列封装

   PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装情势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必然距离排列。根据 引脚数目标多少,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芯片起头,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的请求。

  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 插座本身的特别结构 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封装具有以下特性:

1.插拔操作更方便 ,可靠性高。
2.可适应更高的频率。

  Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采纳这种封装情势。

四、BGA球栅阵列封装

  随着集成电路技巧的发展,对集成电路的封装请求更加严峻。这是因为封装技巧关系到产品的功效性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装法子 可能会产生 所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装法子 有其艰苦度。因此,除应用 QFP封装法子 外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而应用 BGA(Ball Grid Array Package)封装技巧。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封装技巧又可详分为五大类:

1.PBGA(Plasric 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 器均采纳这种封装情势。

2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接 通常采纳倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装法子 。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro处理 器均采纳过这种封装情势。

3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。

4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

5.CDPBGA(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封装具有以下特性:

1.I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装法子 ,进步了成品率。
2.虽然BGA的功耗增加,但由于采纳的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改良电热性能。
3.信号传输延迟小,适应频率大大进步。
4.组装可用共面焊接,可靠性大大进步。

  BGA封装法子 经过十多年的发展已经进入实用 化阶段。1987年,日本西铁城(Citizen)公司起头着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即参加到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA利用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以利用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔跑 II、奔跑 III、奔跑 IV等),以及芯片组(如i850)中起头应用 BGA,这对BGA利用领域 扩张施展了推波助澜的作用。目前,BGA已成为极其热门 的IC封装技巧,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 。

五、CSP芯片尺寸封装

  随着全球电子产品个性化、轻盈化的需求蔚为风潮,封装技巧已进步 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:

1.Lead Frame Type(传统导线架情势 ),代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。
2.Rigid 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。
3.Flexible Interposer Type(软质内插板型),其中最知名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采纳雷同的原理。其他代表厂商包孕通用电气(GE)和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装):有别于传统的单一芯片封装法子 ,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技巧的未来主流,已投入研发的厂商包孕FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特性:

1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要 。
2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。
3.极大地缩短延迟光阴。

  CSP封装实用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大宗利用在信息家电(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。

六、MCM多芯片模块

  为解决单一芯片集成度低和功效不够完善 的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技巧组成多种多样的电子模块系统 ,从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统 。
MCM具有以下特性:

1.封装延迟光阴缩小,易于实现模块高速化。
2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。
3.系统 可靠性大大进步。

收场语

  总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装情势也不断作出相应的调剂变更,而封装情势的进步 又将反过来增进芯片技巧向前发展。

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