IC芯片的封裝類型介紹

芯片封裝，簡單點來講就是把Foundry生產(chǎn)出來的集成電路裸片(Die)放到一塊起承載作用的基板上，再把管腳引出來，然后固定包裝成為一個整體。它可以起到保護芯片的作用，相當于是芯片的外殼，不僅能固定、密封芯片，還能增強其電熱性能。因此，封裝對CPU和其他LSI集成電路而言，非常重要。下面將介紹芯片封裝的常見類型：

1.BGA封裝(ball grid array)

球形觸點陳列，表面貼裝型封裝之一。在印刷基板的背面按陳列方式制作出球形凸點用以代替引腳，在印刷基板的正面裝配LSI芯片，然后用模壓樹脂或灌封方法進行密封。也稱為凸點陳列載體(PAC)。引腳可超過200，是多引腳LSI用的一種封裝。

BGA封裝

2.BQFP封裝(quad flat package with bumper)

帶緩沖墊的四側(cè)引腳扁平封裝。QFP封裝之一，在封裝本體的四個角設(shè)置突起(緩沖墊)以防止在運送過程 中引腳發(fā)生彎曲變形。美國半導體廠家主要在微處理器和ASIC等電路中采用此封裝。引腳中心距0.635mm， 引腳數(shù)從84到196左右。

BQFP封裝

3.碰焊PGA封裝(butt joint pin grid array)

表面貼裝型PGA的別稱。

碰焊PGA封裝

4.C-(ceramic)封裝

表示陶瓷封裝的記號。例如，CDIP表示的是陶瓷DIP。是在實際中經(jīng)常使用的記號。

陶瓷封裝

5.Cerdip 封裝

用玻璃密封的陶瓷雙列直插式封裝，用于ECL RAM，DSP(數(shù)字信號處理器)等電路。帶有玻璃窗口的Cerdip用于紫外線擦除型EPROM以及內(nèi)部帶有EPROM的微機電路等。引腳中心距2.54mm，引腳數(shù)從8到42。在日本，此封裝表示為DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。

Cerdip封裝

6.Cerquad 封裝

表面貼裝型封裝之一，即用下密封的陶瓷QFP，用于封裝DSP等的邏輯LSI電路。帶有窗口的 Cerquad用于封裝 EPROM電路。散熱性比塑料QFP好，在自然空冷條件下可容許1.5～2W的功率。但封裝成本比塑料QFP高3～5倍。引腳中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、 0.4mm等多種規(guī)格。引腳數(shù)從32到368。

Cerquad封裝

7.CLCC 封裝(ceramic leaded chip carrier)

帶引腳的陶瓷芯片載體，表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝的四個側(cè)面引出，呈丁字形。帶有窗口的用于封裝紫 外線擦除型EPROM以及帶有EPROM的微機電路等。此封裝也稱為QFJ、QFJ-G。

CLCC 封裝

8.COB 封裝(chip on board)

板上芯片封裝，是裸芯片貼裝技術(shù)之一，半導體芯片交接貼裝在印刷線路板上，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn)，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn)。雖然COB是最簡單的裸芯片貼裝技術(shù)，但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術(shù)。

板上芯片封裝

9.DFP(dual flat package)

雙側(cè)引腳扁平封裝。是SOP的別稱。

雙側(cè)引腳扁平封裝

10.DIC(dual in-line ceramic package)

陶瓷DIP(含玻璃密封)的別稱。

陶瓷DIP

11.DIL(dual in-line)

DIP 的別稱，歐洲半導體廠家多用此名稱陶瓷DIP(含玻璃密封)的別稱。

DIP封裝

12.DIP(dual in-line package)

雙列直插式封裝插裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出，封裝材料有塑料和陶瓷兩種。DIP是最普及的插裝型封裝，應(yīng)用范圍包括標準邏輯IC，存貯器LSI，微機電路等。

引腳中心距2.54mm，引腳數(shù)從6到64。封裝寬度通常為15.2mm。有的把寬度為7.52mm和10.16mm的封裝分別稱為skinny DIP和slim DIP(窄體型DIP)。但多數(shù)情況下并不加區(qū)分，只簡單地統(tǒng)稱為DIP。另外，用低熔點玻璃密封的陶瓷 DIP 也稱為 cerdip。

DIP雙列直插式封裝

13.DSO(dual small out-lint)

雙側(cè)引腳小外形封裝。SOP的別稱。部分半導體廠家采用此名稱。

雙側(cè)引腳小外形封裝

14.DICP(dual tape carrier package)

雙側(cè)引腳帶載封裝。TCP(帶載封裝)之一。引腳制作在絕緣帶上并從封裝兩側(cè)引出。由于利用的是TAB(自動帶載焊接)技術(shù)，封裝外形非常薄。常用于液晶顯示驅(qū)動LSI，但多數(shù)為定制品。另外，0.5mm厚的存儲器LSI簿形封裝正處于開發(fā)階段。在日本按照EIAJ(日本電子機械工業(yè))會標準規(guī)定，將DICP命名為DTP。

雙側(cè)引腳帶載封裝

15.DIP(dual tape carrier package)

同上。日本電子機械工業(yè)會標準對DTCP的命名。

DIP

16.FP(flat package)

扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。QFP或SOP(見QFP和SOP)的別稱。部分半導體廠家采用此名稱。

扁平封裝

17.Flip-chip

倒焊芯片。裸芯片封裝技術(shù)之一，在LSI芯片的電極區(qū)制作好金屬凸點，然后把金屬凸點與印刷基板上 的電極區(qū)進行壓焊連接。封裝的占有面積基本上與芯片尺寸相同。是所有封裝技術(shù)中體積最小、最薄的一種。

但如果基板的熱膨脹系數(shù)與LSI芯片不同，就會在接合處產(chǎn)生反應(yīng)，從而影響連接的可靠性。因此必須用樹脂來加固LSI芯片，并使用熱膨脹系數(shù)基本相同的基板材料。

裸芯片封裝

18.FQFP(fine pitch quad flat package)

引腳中心距QFP。通常指引腳中心距小于0.65mm的QFP(見QFP)。部分導導體廠家采用此名稱。塑料四邊引出扁平封裝PQFP(Plastic Quad Flat Package)PQFP的封裝形式最為普遍。

其芯片引腳之間距離很小，引腳很細，很多大規(guī)?；虺蠹呻娐范疾捎眠@ 種封裝形式，引腳數(shù)量一般都在100個以上。Intel 系列CPU 中80286、80386和某些486主板芯片采用這種封裝形式。此種封裝形式的芯片必須采用 SMT 技術(shù)(表面安裝設(shè)備)將芯片與電路板焊接起來。采用 SMT 技術(shù)安裝的芯片 不必在電路板上打孔，一般在電路板表面上有設(shè)計好的相應(yīng)引腳的焊點。將芯片各腳對準相應(yīng)的焊點，即可實現(xiàn) 與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。SMT 技術(shù)也被廣泛的使用在芯 片焊接領(lǐng)域，此后很多高級的封裝技術(shù)都需要使用 SMT 焊接。

以下是一顆QFP封裝的處理器芯片。0.5mm焊區(qū)中心距，208根I/O引腳，外形尺寸28×28mm， 芯片尺寸10×10mm，則芯片面積/封裝面積=10×10/28×28=1:7.8，由此可見 QFP 比 DIP 的封裝尺寸大大減小了。

QFP封裝

19.CPAC(globe top pad array carrier)

美國某些半導體公司對BGA的別稱。

CPAC封裝

20.CQFP(Ceramic Quad Flat-pack Package)

右邊這顆芯片為一種軍用芯片封裝(CQFP)，這是封裝還沒被放入晶體以前的樣子。這種封裝在軍用品以及航天工 業(yè)用芯片才有機會見到。芯片槽旁邊有厚厚的黃金隔層(有高起來，照片上不明顯)用來防止輻射及其他干擾。外圍有螺絲孔可以將芯片牢牢固定在主板上。而最有趣的就是四周的鍍金針腳，這種設(shè)計可以大大減少芯片封裝的厚度并提供極佳的散熱。

軍用芯片封裝

21.H-(with heat sink)

表示帶散熱器的標記。例如，HSOP表示帶散熱器的SOP。

表示帶散熱器的SOP

22.Pin Grid Array(Surface Mount Type)

表面貼裝型 PGA。通常PGA為插裝型封裝，引腳長約3.4mm。表面貼裝型PGA在封裝的 底面有陳列狀的引腳，其長度從1.5mm到2.0mm。貼裝采用與印刷基板碰焊的方法，因而也稱為碰焊PGA。因為引腳中心距只有1.27mm，比插裝型PGA 小一半，所以封裝本體可制作得不怎么大，而引腳數(shù)比插裝型多(250～528)，是大規(guī)模邏輯LSI 用的封裝。封裝的基材有多層陶瓷基板和玻璃環(huán)氧樹脂印刷基數(shù)。以多層陶瓷基材制作封裝已經(jīng)實用化。

表面貼裝型PGA

23.JLCC 封裝(J-leaded chip carrier)

J形引腳芯片載體。指帶窗口CLCC和帶窗口的陶瓷QFJ的別稱。部分半導體廠家 采用的名稱。

JLCC封裝

24.LCC 封裝(Leadless chip carrier)

無引腳芯片載體。指陶瓷基板的四個側(cè)面只有電極接觸而無引腳的表面貼裝型封裝。是高速和高頻IC用封裝，也稱為陶瓷QFN或QFN-C。

LCC 封裝

25.LGA 封裝(land grid array)

觸點陳列封裝。即在底面制作有陣列狀態(tài)坦電極觸點的封裝。裝配時插入插座即可。現(xiàn)已實用的有227觸點(1.27mm中心距)和447觸點(2.54mm中心距)的陶瓷LGA，應(yīng)用于高速邏輯LSI電路。

LGA與QFP相比，能夠以比較小的封裝容納更多的輸入輸出引腳。另外，由于引線的阻抗小，對于高速LSI很適用。

LGA封裝

26.LOC 封裝(lead on chip)

芯片上引線封裝。LSI封裝技術(shù)之一，引線框架的前端處于芯片上方的一種結(jié)構(gòu)，芯片的中心附近制作有凸焊點，用引線縫合進行電氣連接。與原來把引線框架布置在芯片側(cè)面附近的結(jié)構(gòu)相比，在相同大小的封裝中容納的芯片達1mm左右寬度。

LOC封裝

27.LQFP 封裝(low profile quad flat package)

薄型QFP。指封裝本體厚度為1.4mm的QFP，是日本電子機械工業(yè)會根據(jù)制定的新QFP外形規(guī)格所用的名稱。

LQFP封裝

28.L-QUAD 封裝

陶瓷QFP之一。封裝基板用氮化鋁，基導熱率比氧化鋁高7～8倍，具有較好的散熱性。封裝的框架用氧化鋁，芯片用灌封法密封，從而抑制了成本。是為邏輯 LSI 開發(fā)的一種封裝，在自然空冷條件下可容許W3的功率。

L-QUAD封裝

29.MCM封裝(multi-chip module)

多芯片組件。將多塊半導體裸芯片組裝在一塊布線基板上的一種封裝。根據(jù)基板材料可分為MCM-L，MCM-C和MCM-D三大類。

MCM-L 是使用通常的玻璃環(huán)氧樹脂多層印刷基板的組件。布線密度不怎么高，成本較低。

MCM-C是用厚膜技術(shù)形成多層布線，以陶瓷(氧化鋁或玻璃陶瓷)作為基板的組件，與使用多層陶瓷基板的厚膜混合IC類似。兩者無明顯差別。布線密度高于MCM-L。

MCM-D是用薄膜技術(shù)形成多層布線，以陶瓷(氧化鋁或氮化鋁)或Si、Al作為基板的組件。布線密謀在三種組件中是最高的，但成本也高。

MCM封裝

30.MFP 封裝(mini flat package)

小形扁平封裝。塑料SOP或SSOP的別稱(見SOP和SSOP)。部分半導體廠家采用的名稱。

MFP封裝

31.MQFP 封裝(metric quad flat package)

按照JEDEC(美國聯(lián)合電子設(shè)備委員會)標準對QFP進行的一種分類。指引腳中心距為0.65mm、本體厚度為3.8mm～2.0mm的標準QFP(見QFP)。

MQFP封裝

32.MQUAD 封裝(metal quad)

美國Olin公司開發(fā)的一種QFP封裝。基板與封蓋均采用鋁材，用粘合劑密封。在自然空冷條件下可 容許2.5W～2.8W的功率。

MQUAD封裝

33.MSP 封裝(mini square package)

QFI的別稱，在開發(fā)初期多稱為MSP。QFI是日本電子機械工業(yè)會規(guī)定的名稱。

MSP封裝

34.OPMAC 封裝(over molded pad array carrier)

模壓樹脂密封凸點陳列載體。美國一些公司對模壓樹脂密封BGA采用的名稱。

OPMAC 封裝

35.P-(plastic)封裝

表示塑料封裝的記號。如PDIP表示塑料DIP。

塑料封裝

36.PAC 封裝(pad array carrier)

凸點陳列載體，BGA 的別稱(見BGA)。

PAC 封裝

37.PCLP(printed circuit board leadless package)

印刷電路板無引線封裝。日本富士通公司對塑料QFN(塑料LCC)采用的名稱(見QFN)。引腳中心距有0.55mm和0.4mm兩種規(guī)格。

印刷電路板無引線封裝

38.PFPF(plastic flat package)

塑料扁平封裝。塑料QFP的別稱。部分LSI廠家采用的名稱。

塑料扁平封裝

39.PGA(pin grid array)

陳列引腳封裝。插裝型封裝之一，其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都采用多層陶瓷基板。在未專門表示出材料名稱的情況下，多數(shù)為陶瓷PGA，用于高速大規(guī)模邏輯LSI電路。成本較高。引腳中心距通常2.54mm，引腳數(shù)從64到447左右。了為降低成本，封裝基材可用玻璃環(huán)氧樹脂印刷基板代替。也有64～256引腳的塑料PGA。另外，還有一種引腳中心距為1.27mm的短引腳表面貼裝型 PGA(碰焊 PGA)，(見表面貼裝型 PGA)。

陳列引腳封裝

40.Piggy Back

馱載封裝。指配有插座的陶瓷封裝，形關(guān)與DIP、QFP、QFN相似。在開發(fā)帶有微機的設(shè)備時用于評 價程序確認操作。例如，將EPROM插入插座進行調(diào)試。這種封裝基本上都是定制品。

Piggy Back

本文總結(jié)了四十種芯片封裝的類型。芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷了好幾代的變遷，從DIP，QFP，PGA，BGA，到CSP再到MCM，技術(shù)指標一代比一代先進，包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1，適用頻率越來越高，耐溫性能越來越好。引腳數(shù)增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方便等等。

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