什么是封裝,電子元件封裝大全及封裝常識-漲知識
信息來源:本站 日期:2017-11-03
在完結(jié)地圖規(guī)劃并經(jīng)工藝廠家流片后,能夠選用兩種辦法對芯片進(jìn)行功能、功能測驗(yàn):一種辦法是直接鍵合到PCB(印制電路板)上,另一種辦法是經(jīng)過封裝廠家進(jìn)行封裝后,再焊接至體系中。而封裝辦法又可分為軟封裝與硬封裝,軟封裝首要依據(jù)運(yùn)用要求直接制作成模塊,而硬封裝則是封裝成獨(dú)立的芯片。
封裝的辦法有多種,如雙列直捅封裝(DIP),四方扁平封裝(QEP),小外型封裝(SOP),塑料引線芯片載體(PLCC)等,而封裝的資料也有多種,如塑料封裝、陶瓷封裝等,依據(jù)不同的需求能夠挑選所需的任一種封裝辦法,下面介紹5類常用的封裝辦法。
DIP (Dual In-line Package),即雙列直插辦法封裝。絕大多數(shù)中小規(guī)劃集成電路(IC)均選用這種封裝辦法,其引腳數(shù)一般個(gè)超越100個(gè)。選用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳,需求刺進(jìn)到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上,當(dāng)然,也能夠直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何擺放的電路板上進(jìn)行焊接。DIP封裝具有以下特色:
①合適在PCB上穿孔焊接,操作便利。
②芯片面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就選用這種封裝辦法,緩存( Cache)和前期的內(nèi)存芯片也是這種封裝辦法。
QFP (Plastic Quad Flat Package)封裝的芯片引腳之間間隔很小,引腳很細(xì),一般大規(guī)劃或超大型集成電路都選用這種封裝辦法,其引腳數(shù)—般在100個(gè)以上。用這種辦法封裝的芯片有必要選用SMD (外表裝置設(shè)備技能)將芯片與主板焊接起米。選用SMD裝置的芯片不必在主板上打孔,一般在主板外表上有規(guī)劃好的相應(yīng)引腳的焊點(diǎn)。將芯片各引腳對準(zhǔn)相應(yīng)的焊點(diǎn),即可完成與主板的焊接,用這種辦法焊上去的芯片,如果不必專用工具是很難拆開下來的。QFP封裝具有以下特色:
①適用于SMD外表裝置技能在PCB電路板上裝置布線。
②合適高頻運(yùn)用。
③操作便利,可靠性高。
④芯片面積與封裝面積之間的比值較小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486土板中的芯片選用這種封裝辦法。
SOP (Small Outline Package),即小外型封裝。SOP封裝技能由1968-1969年菲利浦公司開發(fā)成功,今后逐步派生出SOJ(J型引腳小外形封裝)、TSOP(薄小外型封裝)、VSOP(其小外開封裝)、SSOP(縮小型SOP)、TSSOP(薄的縮小型SOP)及SOT(小外型晶體管)、SOIC(小外型集成電路)等。SOP封裝的應(yīng)用規(guī)模很廣,主板的頻率發(fā)作器芯片就是選用SOP封裝。
PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier),即塑封引線芯片封裝。PLCC封裝辦法,外形呈正方形,四周都有引腳,外形尺寸比DIP封裝小得多。PLCC封裝合適用SMD外表裝置技能在PCB上裝置布線,具有外形尺寸小、可靠性高的長處。
BGA (Ball Grid Array Package),即球柵陣列封裝。BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列辦法散布在封裝下面,BGA技能的長處是I/O引腳數(shù)盡管添加了,但引腳間距并沒有減小反而添加了,然后進(jìn)步了拼裝成品率;盡管它的功耗添加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,然后能夠改善它的電熱功能;厚度和質(zhì)量都較曾經(jīng)的封裝技能有所削減;寄生參數(shù)減小,信號傳輸推遲小,運(yùn)用頻率大人進(jìn)步;組裝可用共面焊接,可靠性高。
BGA與TSOP比較,具有更小的體積,更好的散熱功能和電功能。BGA封裝技能使每平方英寸①的存儲(chǔ)量有了很大提高,選用BGA封裝技能的內(nèi)存產(chǎn)品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一;別的,與傳統(tǒng)TSOP封裝辦法比較,BGA封裝辦法有愈加快速和有用的散熱途徑。
芯片封裝后,關(guān)于芯片的引線能夠簡略再分為:電源線(包含參閱信號線)與地線(包含襯底銜接線)、信號輸入線、信號輸出線,一切這些引線及其內(nèi)引線都會(huì)產(chǎn)牛寄生效應(yīng),而這些寄生效應(yīng)關(guān)于電路功能的影響,特別是在高速高精度的電路,封裝的寄生效應(yīng)的影響愈加突出,因而在進(jìn)行此類電路規(guī)劃時(shí)有必要考慮封裝的寄生效應(yīng)的影響,在進(jìn)行電路仿真時(shí)就需求包含一個(gè)合理的電路封裝模型,同時(shí)在電路規(guī)劃和地圖規(guī)劃時(shí)有必要采納許多預(yù)防措施來減小封裝寄生參數(shù)的影響。
封裝的寄生參數(shù)首要包含有:自感(內(nèi)引線和外引線),外引線對地電容,外引線之間的互感以及外引線之間的電容等。
一切引線(內(nèi)引線及外引線)都存在必定的自感,其電感值的巨細(xì)首要取決于線的長度和封裝類型,在現(xiàn)代封裝工藝中其典型值約為2~20nH。
因?yàn)殡娫淳€與地線是電路中的共用連線,在典型的混合信號lC中,因?yàn)檫B線自感所發(fā)作的噪聲對電路的影響首要體現(xiàn)地電源線與地線上,即所謂的電源和地的電壓“反射”或“噪聲”。當(dāng)電路中多個(gè)邏輯門在每個(gè)時(shí)鐘跳變進(jìn)行開關(guān)時(shí),在與其相連的電源線與地線上會(huì)發(fā)作很大的噪聲,所以在混合體系的地圖規(guī)劃中一般將模仿模塊與數(shù)字模塊的電源線與地線分開提供,即所謂的“模仿電源”和“數(shù)字電源”。
但是在地圖規(guī)劃中不可能絕對地把電源線分成模仿電源與數(shù)字電源,有時(shí)還需第三根電源線來避免模仿電源與數(shù)寧電源之間的彼此攪擾。而且能夠使剛多個(gè)焊盤,多條內(nèi)引線和多個(gè)封裝引腳,以下降引線的等效電感。也能夠運(yùn)用一個(gè)大的片上電容來堅(jiān)持電源VD與地之間的電壓安穩(wěn)。
選用片上電容辦法來解決自感的影響時(shí),要注意片上電容的伉的挑選,應(yīng)避免與封裝電感發(fā)作頻率為芯片作業(yè)頻率的諧振(可經(jīng)過規(guī)劃幾個(gè)電阻與該電容串聯(lián)來破壞諧振);別的,在CMOS工藝中一般由MOS管構(gòu)成該電容器,這要求晶體管很大,因而大大增大了芯片面積。
與襯底(內(nèi)連線也體現(xiàn)出自感。在現(xiàn)代的封裝中,一般選用將管芯經(jīng)過導(dǎo)電樹脂直接固定在接地金屬層上,并與幾個(gè)接地的封裝引腳相連,以充沛減小襯底的噪聲,消除襯底連線的自感。
輸入信號有時(shí)也會(huì)遭到引線自感的影響,首要體現(xiàn)在對信號高頻成分的衰減上,也會(huì)表現(xiàn)在瞬態(tài)波形中會(huì)發(fā)作嚴(yán)重的阻尼振蕩,然后影響信號的安穩(wěn)。
內(nèi)引線和外引線上的瓦感會(huì)把一些噪聲耦合到靈敏信號中,然后對信號發(fā)作影響,關(guān)于模仿電源和模仿輸入都易受數(shù)字電源的噪聲或時(shí)鐘線的跳變等影響,此時(shí)有必要對焊盤結(jié)構(gòu)和位置進(jìn)行認(rèn)真的規(guī)劃,以減小互感的影響。
減小互感的辦法首要有兩種:一是使引線銜接時(shí)相互筆直;二是在靈敏信號的內(nèi)引線之間刺進(jìn)相對安穩(wěn)的地線或電源線。當(dāng)然關(guān)于多個(gè)并聯(lián)線,也可規(guī)劃成被地線包圍,以減小互感效應(yīng),以至于忽略不計(jì)。
同理,在地圖規(guī)劃時(shí)也可減小互感,即在布線時(shí)把兩條電流方向相反的引線并排在一起,就可利用互感來減小自感。所以在規(guī)劃焊盤結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)充沛利用這個(gè)性質(zhì)。
別的每個(gè)外引線對地都存在寄生電容,即所謂的自感和互感電容,這可能會(huì)約束電路的輸入帶寬或許添加前一級的負(fù)載。更重要的是,這一電容與內(nèi)引線、外引線上的總電感將發(fā)作必定的諧振頻率,這一頻率能夠被電路中不同的瞬態(tài)電流所鼓勵(lì)。因?yàn)閮?nèi)引線和外引線的串聯(lián)
電阻較小,因而其品質(zhì)因數(shù)(Q)很大,這會(huì)引起強(qiáng)烈的諧振,然后顯著地?cái)U(kuò)大了噪聲。外引線之間的電容會(huì)導(dǎo)致線問的附加耦合,這也有必要包含在仿真中。
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