IC封裝原理與功能特性

作為一名電子工程師，日常工作基本上都會接觸上很多各種類型的IC，比如邏輯芯片、存儲芯片、MCU或者FPGA等;對于各種類型的IC的功能特性，或許會清楚得更多，但對于IC的封裝，不知道了解了多少?本文將介紹一些日常常用IC的封裝原理及功能特性，通過了解各種類型IC的封裝，電子工程師在設計電子電路原理時，可以準確地選擇IC，而對于工廠批量生產燒錄，更可以快速地找到對應IC封裝的燒錄座型號。

一、DIP雙列直插式封裝

DIP是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數中小規模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數一般不超過100個。采用DIP封裝的IC有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應特別小心，以免損壞引腳。

DIP封裝具有以下特點：

1. 適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。

2. 芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。

DIP是最普及的插裝型封裝，應用范圍包括標準邏輯IC，存儲器和微機電路等!

圖1 DIP封裝圖

二、QFP/ PFP類型封裝

QFP/PFP封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規模或超大型集成電路都采用這種封裝形式。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD(表面安裝設備技術)將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將芯片各腳對準相應的焊點，即可實現與主板的焊接。

QFP/PFP封裝具有以下特點：

1. 適用于SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線;

2. 成本低廉，適用于中低功耗，適合高頻使用;

3. 操作方便，可靠性高;

4. 芯片面積與封裝面積之間的比值較小;

5. 成熟的封轉類型，可采用傳統的加工方法。

目前QFP/PFP封裝應用非常廣泛，很多MCU 廠家的A芯片都采用了該封裝。

圖2 QFP封裝圖

三、BGA類型封裝

隨著集成電路技術的發展，對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關系到產品的功能性，當IC的頻率超過100MHZ時，傳統封裝方式可能會產生所謂的“CrossTalk”現象，而且當IC的管腳數大于208 Pin時，傳統的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現今大多數的高腳數芯片皆轉為使用BGA(BALL Grid Array PACKAGE)封裝技術。

BGA封裝具有以下特點：

1. I/O引腳數雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率;

2. BGA的陣列焊球與基板的接觸面大、短，有利于散熱;

3. BGA陣列焊球的引腳很短，縮短了信號的傳輸路徑，減小了引線電感、電阻;信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高，因而可改善電路的性能;

4. 組裝可用共面焊接，可靠性大大提高;

5. BGA適用于MCM封裝，能夠實現MCM的高密度、高性能。

圖3 BGA封裝圖

四、SO類型封裝

SO類型封裝包含有:SOP(小外形封裝)、TOSP(薄小外形封裝)、SSOP (縮小型SOP)、VSOP(甚小外形封裝)、SOIC(小外形集成電路封裝)等類似于QFP形式的封裝，只是只有兩邊有管腳的芯片封裝形式，該類型的封裝是表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝兩側引出呈“ L” 字形。

該類型的封裝的典型特點就是在封裝芯片的周圍做出很多引腳，封裝操作方便,可靠性比較高,是目前的主流封裝方式之一，目前比較常見的是應用于一些存儲器類型的IC。

圖4 SOP封裝圖

五、QFN封裝類型

QFN是一種無引線四方扁平封裝，是具有外設終端墊以及一個用于機械和熱量完整性暴露的芯片墊的無鉛封裝。

該封裝可為正方形或長方形。封裝四側配置有電極觸點，由于無引腳，貼裝占有面積比QFP 小，高度 比QFP 低。

QFN封裝的特點：

1. 表面貼裝封裝，無引腳設計;

2. 無引腳焊盤設計占有更小的PCB面積;

3. 組件非常薄(<1mm)，可滿足對空間有嚴格要求的應用;

4. 非常低的阻抗、自感，可滿足高速或者微波的應用;

5. 具有優異的熱性能，主要是因為底部有大面積散熱焊盤;

6. 重量輕，適合便攜式應用。

QFN封裝的小外形特點，可用于筆記本電腦、數碼相機、個人數字助理(PDA)、移動電話和MP3等便攜式消費電子產品。從市場的角度而言，QFN封裝越來越多地受到用戶的關注，考慮到成本、體積各方面的因素，QFN封裝將會是未來幾年的一個增長點，發展前景極為樂觀。

圖5 BGA封裝圖

六、PLCC封裝類型

PLCC是一種帶引線的塑料的芯片封裝載體.表面貼裝型的封裝形式,引腳從封裝的四個側面引出，呈“丁”字形，外形尺寸比 DIP封裝小得多。PLCC封裝適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線,具有外形尺寸小、可靠性高的優點。

PLCC為特殊引腳芯片封裝，它是貼片封裝的一種，這種封裝的引腳在芯片底部向內彎曲，因此在芯片的俯視圖中是看不見芯片引腳的。這種芯片的焊接采用回流焊工藝，需要專用的焊接設備，在調試時要取下芯片也很麻煩，現在已經很少用了。

圖6 PLCC封裝圖

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