双列直插式封装(DIP)

 

双列直插式可能是人们最熟知的封装设计。它的样子是一个厚的坚硬外壳,两侧伸出两列外部引脚并且向下弯曲。DIP由三种不同的技术构成(参见下图)。为高可靠性应用所设计的芯片会被封装到预制的陶瓷DIP体中。这种封装体由坚硬的陶瓷外壳和埋在陶瓷体内的引脚组成。粘片的区域是凹进到陶瓷体内的一个空洞。由带有焊料的金属盖或玻璃密封的陶瓷盖板完成最终的密封。

 

另一种DIP的方法是CERDIP,代表陶瓷双列直插式封装。这种类型的封装是由陶瓷衬底和埋人玻璃层下的引脚系统组成的。芯片被粘贴到衬底上,与引脚框架之间完成线压焊。陶瓷盖板与衬底之间用玻璃黏结来完成密封。CERDIP的结构用于一系列的封装类型。大多数DIP封装都是使用环氧树脂塑封技术来完成的。在此技术中,芯片被粘贴在一个引脚框架上然后完成线压焊。压焊后,框架被放人到塑封机中,环氧树脂围绕芯片,压焊线和内部引脚形成封装体外壳。

 

针栅阵列

 

有更多引脚的更大的芯片,使得DIP的封装体结构过大而不适于生产。针栅阵列是一种专为更大的芯片设计的封装形式。它的样子像一个预制的“三明治”,外部的引脚以针的形式从封装体的底部伸出(参见下图)。在封装体顶部或底部形成的空洞内芯片完成粘片工艺,通常使用凸点/倒扣焊技术。不像大多数芯片的连接点严格限制为环绕在芯片周边的压焊点,针栅阵列的芯片上的连接点布满整个芯片区域。陶瓷PGA由一个金属盖的焊接完成密封。

 

球栅阵列(BGA)

 

BGA与PGA封装体的外形相似。不像PGA那样针形引脚从封装体底部引出,BGA使用的是一系列的焊料凸点(焊球)用来完成封装体与PCB的电路连接(参见下图)。这种基本上采用了将芯片连接到封装体的同样技术。

 

此封装所产生的效果是降低了封装体高度,减轻了重量,同时通过使用整个芯片表面来规划压焊点增加了引脚的数目。球(或凸点)也引起吸收应力问题,该应力是由于封装体和B之间热膨胀差异产生的。

 

四面引脚封装

 

尽管PGA对封装更大的芯片是个很方便的设计,但陶瓷的结构相对环氧树脂塑封来说仍旧很昂贵。这方面的考虑导致了“四面”封装体的开发。一个四面封装体由环氧树脂塑封技术来构成,但引脚从封装体的全部四个侧面伸出(参见下图)。

 

薄形封装

像智能卡这类新产品需要薄形封装。有几种不同的技术用来制造薄形封装体。称为扁平封装,小外型封装(TSOP),小外型集成电路(SO℃)或超薄封装(UTP)。生产薄形封装使用与DIP同样的技术。这类封装器件设计成扁平型,引脚弯出到封装体的侧面(参见下图)。超薄的封装体的总体高度不超过1mm的范围。还有四面扁平封装(QFP)。

 

芯片尺寸的封装体

 

在集成电路领域,完美的封装就是没有封装体。公认的是任何封装体都会引出电阻、质量、使电路性能退化的机会和成本。总体来说,封装体尺寸越小,封装成本越低,从而可以达到更高的封装密度。芯片尺寸大小的封装体满足这方面的要求。其简单的封装体尺寸不超过芯片尺寸的1.2倍所面临的挑战是要求提供足够的机械和环境性的保护,从而能容易地连接到PCB上。

 

通常受欢迎的设计方法是芯片倒扣焊技术,使用球栅阵列和顶部滴胶保护。向更小封装和更可靠电连接的前进已导致微球栅阵列

 

引脚在芯片上(LOC)

 

为大的芯片设计的LOC封装将压焊点位置移到了芯片的中部(参见下图)。封装体的引脚坐在覆盖于芯片表面的一一个软垫上。

 

 

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