線路板廠商詳解PCBA加工中9種常見元器件封裝技術(shù)

封裝質(zhì)量的好壞將直接影響到芯片本身的性能以及與之相連的PCB的設(shè)計(jì)和制造。 因此，封裝技術(shù)至關(guān)重要。

衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的一個(gè)重要指標(biāo)就是芯片面積與封裝面積之比。 該比率越接近 1 越好。

包裝時(shí)要考慮的主要因素：

芯片面積與封裝面積之比應(yīng)接近1:1，以提高封裝效率；

管腳盡量短，減少延時(shí)，管腳之間的距離盡量遠(yuǎn)，保證相互干擾，提高性能；

基于散熱的要求，封裝越薄越好。

封裝大致經(jīng)歷了以下發(fā)展過程：

結(jié)構(gòu)：TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP

材料：金屬、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料

引腳形狀：長(zhǎng)引線直插→短引線或無引線安裝→球形凸點(diǎn)

組裝方式：通孔插入→表面組裝→直接安裝

具體封裝形式如下：

1. SOP/SOIC封裝

SOP是SMAll Outline Package的縮寫，即小外形封裝。

SOP封裝技術(shù)于1968年至1969年由飛利浦公司研制成功，后逐漸衍生：

L SOJ，J-pin 小外形封裝

L TSOP，薄型封裝

L VSOP，非常小的封裝

L SSOP，減少 SOP

L TSSOP，薄縮減 SOP

L SOT，小型晶體管

L SOIC，小型集成電路

2.DIP封裝

DIP是“Double In line Package”的縮寫，即雙列直插封裝。

插件封裝的一種，管腳從封裝的兩側(cè)引出，封裝材料有塑料和陶瓷。 DIP是最流行的插件封裝，其應(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC、存儲(chǔ)器LSI、微機(jī)電路等。

3.PLCC包

PLCC是英文“Plastic Lead chip Carrier”的縮寫，即塑料封裝J引線芯片封裝。

PLCC封裝為方形，32腳封裝，四周都是引腳。 整體尺寸遠(yuǎn)小于DIP封裝。 PLCC封裝適用于采用SMT表面貼裝技術(shù)在PCB上安裝布線，具有體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

4. TQFP封裝

TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的縮寫，即薄型塑封四方扁平封裝。 四面扁平封裝技術(shù)可以有效利用空間，從而降低對(duì)印刷電路板空間尺寸的要求。

由于降低了高度和體積，這種封裝工藝非常適合需要高空間的應(yīng)用，例如 PCMCIA 卡和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 幾乎所有的ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封裝。

5. PQFP封裝

PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的縮寫，即塑料封裝四方扁平封裝。

PQFP封裝的芯片管腳間距很小，管腳很細(xì)。 一般大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路均采用這種封裝形式，引腳數(shù)一般在100個(gè)以上。

6.TSOP封裝

TSOP是“Thin Small Outline Package”的縮寫，即薄型小尺寸封裝。 TSOP內(nèi)存封裝技術(shù)的一個(gè)典型特點(diǎn)是在封裝芯片周圍做引腳。 TSOP適用于采用SMT（表面貼裝）技術(shù)在PCB上安裝布線。

TSOP封裝降低了寄生參數(shù)（大電流變化引起的輸出電壓擾動(dòng)），適用于高頻應(yīng)用。 操作方便，可靠性高。

7.BGA封裝

BGA是“Ball Grid Array Package”的縮寫，即球柵陣列封裝。 20世紀(jì)90年代，隨著技術(shù)的進(jìn)步，芯片集成度不斷提高，I/O引腳數(shù)量急劇增加，功耗也隨之增加，對(duì)集成電路封裝的要求也更加嚴(yán)格。 為了適應(yīng)發(fā)展的需要，BGA封裝已經(jīng)應(yīng)用到生產(chǎn)中。

采用BGA技術(shù)封裝的內(nèi)存，在相同體積的情況下，可以將內(nèi)存容量提高兩到三倍。 與TSOP相比，BGA體積更小，散熱和電氣性能更好。 BGA封裝技術(shù)大大提高了每平方英寸的存儲(chǔ)容量。 采用BGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在同等容量下體積僅為TSOP封裝的三分之一。 此外，與傳統(tǒng)的TSOP封裝相比，BGA封裝具有更快、更有效的散熱方式。

BGA封裝的I/O端子以陣列形式呈圓形或柱狀焊點(diǎn)分布在封裝下方。 BGA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，雖然I/O管腳數(shù)量增加了，但管腳間距并沒有減少，反而增加了，從而提高了組裝成品率。 雖然增加了功耗，但BGA可以采用可控塌陷芯片法進(jìn)行焊接，可以提高其電熱性能。 與以往的封裝技術(shù)相比，厚度和重量都有所降低； 減少寄生參數(shù)，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高； 可共面焊接組裝，可靠性高。

8.TinyBGA封裝

說到BGA封裝，就不得不提Kingmax的TinyBGA專利技術(shù)。 TinyBGA的英文全稱是“Tiny Ball Grid”，是BGA封裝技術(shù)的一個(gè)分支，于1998年8月由Kingmax研制成功。芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14，可增加 內(nèi)存容量是同體積的2~3倍。 與TSOP封裝產(chǎn)品相比，體積更小，散熱和電氣性能更好。

采用TinyBGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在同等容量下體積僅為TSOP封裝的1/3。 TSOP封裝存儲(chǔ)器的管腳是從芯片四周引出的，而TinyBGA是從芯片中央引出的。 這種方法有效地縮短了信號(hào)的傳輸距離。 信號(hào)傳輸線的長(zhǎng)度僅為傳統(tǒng)TSOP技術(shù)的1/4，因此信號(hào)衰減也有所降低。 這不僅大大提高了芯片的抗干擾和抗噪聲能力，而且提高了電氣性能。 TinyBGA封裝芯片最高可以抵抗300MHz的外部頻率，而傳統(tǒng)的TSOP封裝技術(shù)只能抵抗最高150MHz的外部頻率。

TinyBGA封裝的內(nèi)存也更?。ǚ庋b高度小于0.8mm），從金屬基板到散熱器的有效散熱路徑只有0.36mm。 因此，TinyBGA內(nèi)存具有更高的導(dǎo)熱效率，非常適合長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的系統(tǒng)，穩(wěn)定性極佳。

9.QFP封裝

QFP是“Quad Flat Package”的縮寫，即小方形平面封裝。 QFP封裝多用于早期顯卡，但很少有QFP封裝速度超過4ns的顯存。 因?yàn)榧夹g(shù)和性能的問題，逐漸被TSOP-II和BGA取代。 QFP封裝在顆粒周圍有引腳，可以清晰識(shí)別。 四側(cè)引腳扁平封裝。 一種表面貼裝封裝，引腳從四邊引出，呈海鷗翼（L）形。

基板分為陶瓷、金屬和塑料三種。 從數(shù)量上看，塑料包裝占絕大多數(shù)。 當(dāng)沒有特別指明材料時(shí)，大多數(shù)情況下使用塑料 QFP。 塑料QFP是最流行的多管腳LSI封裝，它不僅用于微處理器、門顯示器等數(shù)字邏輯LSI電路，也用于VTR信號(hào)處理、音頻信號(hào)處理等模擬LSI電路。

插針中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等規(guī)格。 0.65mm中心距規(guī)格最大引腳數(shù)為304個(gè)。

以上就是PCBA加工中常見的9種元器件封裝技術(shù)。