PCB設計中常用的5種電子元器件封裝
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摘要 : 電子元器件封裝起著安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等方面的作用。同時,通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件相連接,從而實現內部芯片與外部電路的連接。
電子元器件封裝起著安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等方面的作用。同時,通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件相連接,從而實現內部芯片與外部電路的連接。因此,芯片必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。而且封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝的好壞,直接影響到芯片自身性能的發揮和與之連接的PCB設計和制造,所以封裝技術至關重要。

衡量一個芯片封裝技術先進與否的重要指標是:芯片面積與封裝面積之比,這個比值越接近1越好。
封裝時主要考慮的因素:芯片面積與封裝面積之比,為提高封裝效率,盡量接近1:1。引腳要盡量短以減少延遲,引腳間的距離盡量遠,以保證互不干擾,提高性能?;谏岬囊?,封裝越薄越好。
封裝大致經過了如下發展進程:結構方面。TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。材料方面。金屬、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。引腳形狀。長引線直插→短引線或無引線貼裝→球狀凸點。裝配方式。通孔插裝→表面組裝→直接安裝。
以下為具體的封裝形式介紹:
1、SOP/SOIC封裝
SOP是英文Small Outline Package的縮寫,即小外形封裝。SOP封裝技術由1968~1969年菲利浦公司開發成功,以后逐漸派生出:SOJ,J型引腳小外形封裝;TSOP,薄小外形封裝;VSOP,甚小外形封裝;SSOP,縮小型SOP;TSSOP,薄的縮小型SOP;SOT,小外形晶體管;SOIC,小外形集成電路。
2、DIP封裝
DIP是英文“Double In-line Package”的縮寫,即雙列直插式封裝。插裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出,封裝材料有塑料和陶瓷兩種。DIP是最普及的插裝型封裝,應用范圍包括標準邏輯IC,存貯器LSI,微機電路等。
3、TQFP封裝
TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的縮寫,即薄塑封四角扁平封裝。四邊扁平封裝工藝能有效利用空間,從而降低對印刷電路板空間大小的要求。由于縮小了高度和體積,這種封裝工藝非常適合對空間要求較高的應用,如PCMCIA卡和網絡器件。幾乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封裝。
4、TSOP封裝
TSOP是英文“Thin Small Outline Package”的縮寫,即薄型小尺寸封裝。TSOP內存封裝技術的一個典型特征就是在封裝芯片的周圍做出引腳。TSOP適合用SMT(表面安裝)技術在PCB上安裝布線。TSOP封裝外形,寄生參數(電流大幅度變化時,引起輸出電壓擾動)減小,適合高頻應用,操作比較方便,可靠性也比較高。
5、BGA封裝
采用BGA技術封裝的內存,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高兩到三倍,BGA與TSOP相比,具有更小的體積,更好的散熱性和電性能。BGA封裝技術使每平方英寸的存儲量有了很大提升,采用BGA封裝技術的內存產品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一。另外,與傳統TSOP封裝方式相比,BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。
BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術的優點是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距并沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率。雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能。厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少;寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。