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封裝方式可分為軟封裝和硬封裝,軟封裝首要依據運用要求直接制作成模塊,而硬封裝則是封裝成獨立的芯片?,F在封裝主要分為DIP雙列直插和SMD貼片封裝兩種,下面簡(jiǎn)單介紹下電子元器件常用的5種封裝方法與封裝知識。
1、DIP雙列直插式封裝技術(shù)(dual inline-pin package):
雙入線(xiàn)封裝,DRAM的一種元件封裝形式。指采用雙列直插形式封裝的集成電路、模塊電源,絕大多數中小規模集成電路、模塊電源均采用這種封裝形式,其引腳數一般不超過(guò)100。DIP封裝結構形式有:多層陶瓷雙列直插式DIP,單層陶瓷雙列直插式DIP,引線(xiàn)框架式DIP、塑料包封結構式,陶瓷低熔玻璃封裝式等。
2、QFP四方扁平封裝(Plastic Quad Flat Package):
封裝的芯片引腳之間間隔很小,引腳很細,一般大規劃或超大型集成電路都選用這種封裝方法,其引腳數—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劃好的相應引腳的焊點(diǎn)。將芯片各引腳對準相應的焊點(diǎn),即可完成與主板的焊接,用這種辦法焊上去的芯片,如果不用專(zhuān)用工具是很難拆開(kāi)下來(lái)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(xiàn);
(2)合適高頻運用;
(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土板中的芯片就是選用這種封裝。
3、SOP小外型封裝(Small Outline Package):
SOP封裝技能由1968-1969年菲利浦公司開(kāi)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(kāi)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封裝的應用規模很廣,主板的頻率發(fā)作器芯片就是選用SOP封裝。
4、PLCC塑封引線(xiàn)芯片封裝(Plastic Leaded Chip Carrier):
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(xiàn),具有外形尺寸小、可靠性高的優(yōu)勢。
5、BGA球柵陣列封裝(Ball Grid Array Package):
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技能的優(yōu)勢是I/O引腳數盡管添加了,但引腳間距并沒(méi)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,寄生參數減小,信號傳輸推遲小,運用頻率大人進(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的存儲量有了很大提高,選用BGA封裝技能的內存產(chǎn)品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一。與傳統TSOP封裝辦法比較,BGA封裝方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(xiàn)能夠簡(jiǎn)略再分為電源線(xiàn)(包含參閱信號線(xiàn))、地線(xiàn)(包含襯底銜接線(xiàn))、信號輸入輸出線(xiàn)。
一切這些引線(xiàn)及其內引線(xiàn)都會(huì )產(chǎn)牛寄生效應,而這些寄生效應關(guān)于電路功能的影響,特別是在高速高精度的電路,封裝的寄生效應的影響愈加突出。在進(jìn)行此類(lèi)電路規劃時(shí)有必要考慮封裝的寄生效應的影響,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)在電路規劃和地圖規劃時(shí)有必要采納許多預防措施來(lái)減小封裝寄生參數的影響。
封裝的寄生參數首要包含有:自感(內引線(xiàn)和外引線(xiàn)),外引線(xiàn)對地電容,外引線(xiàn)之間的互感以及外引線(xiàn)之間的電容等。
自感:
一切引線(xiàn)(內引線(xiàn)及外引線(xiàn))都存在必定的自感,其電感值的巨細首要取決于線(xiàn)的長(cháng)度和封裝類(lèi)型,在現代封裝工藝中其典型值約為2~20nH。因為電源線(xiàn)與地線(xiàn)是電路中的共用連線(xiàn),在典型的混合信號lC中,因為連線(xiàn)自感所發(fā)作的噪聲對電路的影響首要體現地電源線(xiàn)與地線(xiàn)上,即所謂的電源和地的電壓反射或噪聲。
當電路中多個(gè)邏輯門(mén)在每個(gè)時(shí)鐘跳變進(jìn)行開(kāi)關(guān)時(shí),在與其相連的電源線(xiàn)與地線(xiàn)上會(huì )發(fā)作很大的噪聲,所以在混合體系的地圖規劃中一般將模仿模塊與數字模塊的電源線(xiàn)與地線(xiàn)分開(kāi)提供,即所謂的模仿電源和數字電源。但是在地圖規劃中不可能絕對地把電源線(xiàn)分成模仿電源與數字電源,有時(shí)還需第三根電源線(xiàn)來(lái)避免模仿電源與數寧電源之間的彼此攪擾。而且能夠使剛多個(gè)焊盤(pán),多條內引線(xiàn)和多個(gè)封裝引腳,以下降引線(xiàn)的等效電感。也能夠運用一個(gè)大的片上電容來(lái)堅持電源VD與地之間的電壓安穩。
選用片上電容辦法來(lái)解決自感的影響時(shí),要注意片上電容的伉的挑選,應避免與封裝電感發(fā)作頻率為芯片作業(yè)頻率的諧振(可經(jīng)過(guò)規劃幾個(gè)電阻與該電容串聯(lián)來(lái)破壞諧振)。在CMOS工藝中一般由MOS管構成該電容器,這要求晶體管很大,因而大大增大了芯片面積。與襯底內連線(xiàn)也體現出自感。
在現代的封裝中,一般選用將管芯經(jīng)過(guò)導電樹(shù)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(xiàn)的自感。輸入信號有時(shí)也會(huì )遭到引線(xiàn)自感的影響,首要體現在對信號高頻成分的衰減上,也會(huì )表現在瞬態(tài)波形中會(huì )發(fā)作嚴重的阻尼振蕩,然后影響信號的安穩。
互感:
內引線(xiàn)和外引線(xiàn)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字電源的噪聲或時(shí)鐘線(xiàn)的跳變等影響,此時(shí)有必要對焊盤(pán)結構和位置進(jìn)行認真的規劃,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(xiàn)銜接時(shí)相互筆直,二是在靈敏信號的內引線(xiàn)之間刺進(jìn)相對安穩的地線(xiàn)或電源線(xiàn)。當然關(guān)于多個(gè)并聯(lián)線(xiàn),也可規劃成被地線(xiàn)包圍,以減小互感效應,以至于忽略不計。
在地圖規劃時(shí)也可減小互感,即在布線(xiàn)時(shí)把兩條電流方向相反的引線(xiàn)并排在一起,就可利用互感來(lái)減小自感,所以在規劃焊盤(pán)結構時(shí)應充沛利用這個(gè)性質(zhì)。每個(gè)外引線(xiàn)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載。更重要的是,這一電容與內引線(xiàn)、外引線(xiàn)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。因為內引線(xiàn)和外引線(xiàn)的串聯(lián)電阻較小,因而其品質(zhì)因數(Q)很大,這會(huì )引起強烈的諧振,然后顯著(zhù)地擴大了噪聲。外引線(xiàn)之間的電容會(huì )導致線(xiàn)問(wèn)的附加耦合,這也有必要包含在仿真中。
封裝的材料介質(zhì)包括金屬、陶瓷、塑料等,封裝大致經(jīng)過(guò)的發(fā)展進(jìn)程如下:
結構方面:TO->DIP->PLCC->QFP->BGA ->CSP;
材料方面:金屬->陶瓷->塑料;
引腳形狀:長(cháng)引線(xiàn)直插->短引線(xiàn)或無(wú)引線(xiàn)貼裝->球狀凸點(diǎn);
裝配方式:通孔插裝->表面組裝->直接安裝。