干货:PCB设计中的9种常见的元器件封装

⼲货:PCB设计中的9种常见的元器件封装
元器件封装起着安装、固定、密封、保护芯⽚及增强电热性能等⽅⾯的作⽤。同时,通过芯⽚上的接点⽤导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚⼜通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从⽽实现内部芯⽚与外部电路的连接。
因此,芯⽚必须与外界隔离,以防⽌空⽓中的杂质对芯⽚电路的腐蚀⽽造成电⽓性能下降。⽽且封装后的芯⽚也更便于安装和运输。由于封装的好坏,直接影响到芯⽚⾃⾝性能的发挥和与之连接的PCB设计和制造,所以封装技术⾄关重要。
衡量⼀个芯⽚封装技术先进与否的重要指标是:芯⽚⾯积与封装⾯积之⽐,这个⽐值越接近1越好。
▍封装时主要考虑的因素:
芯⽚⾯积与封装⾯积之⽐,为提⾼封装效率,尽量接近1:1。
引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不⼲扰,提⾼性能。
基于散热的要求,封装越薄越好。
▍封装⼤致经过了如下发展进程:
空气质量流量
结构⽅⾯。TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。
材料⽅⾯。⾦属、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。
引脚形状。长引线直插→短引线或⽆引线贴装→球状凸点。
装配⽅式。通孔插装→表⾯组装→直接安装。
▍以下为具体的封装形式介绍:
1.SOP/SOIC封装
SOP是英⽂Small Outline Package的缩写,即⼩外形封装。
SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派⽣出:
SOJ,J型引脚⼩外形封装
新型大棚骨架TSOP,薄⼩外形封装
VSOP,甚⼩外形封装
SSOP,缩⼩型SOP
ip电话系统
TSSOP,薄的缩⼩型SOP
SOT,⼩外形晶体管
SOIC,⼩外形集成电路
2.DIP封装
DIP是英⽂“Double In-line Package”的缩写,即双列直插式封装。
主动防御插装型封装之⼀,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装,应⽤范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。
3.PLCC封装
PLCC是英⽂“Plastic Leaded Chip Carrier”的缩写,即塑封J引线芯⽚封装。
PLCC封装⽅式,外形呈正⽅形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺⼨⽐DIP封装⼩得多。PLCC封装适合⽤SMT表⾯安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺⼨⼩、可靠性⾼的优点。
4.TQFP封装
TQFP是英⽂“Thin Quad Flat Package”的缩写,即薄塑封四⾓扁平封装。四边扁平封装⼯艺能有效利⽤空间,从⽽降低对印刷电路板空间⼤⼩的要求。
由于缩⼩了⾼度和体积,这种封装⼯艺⾮常适合对空间要求较⾼的应⽤,如PCMCIA卡和⽹络器件。⼏乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封装。
5.PQFP封装
PQFP是英⽂“Plastic Quad Flat Package”的缩写,即塑封四⾓扁平封装。
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PQFP封装的芯⽚引脚之间距离很⼩,管脚很细。⼀般⼤规模或超⼤规模集成电路采⽤这种封装形式,其引脚数⼀般都在100以上。
6.TSOP封装
TSOP是英⽂“Thin Small Outline Package”的缩写,即薄型⼩尺⼨封装。TSOP内存封装技术的⼀个典型特征就是在封装芯⽚的周围做出引脚。TSOP适合⽤SMT(表⾯安装)技术在PCB上安装布线。
TSOP封装外形,寄⽣参数(电流⼤幅度变化时,引起输出电压扰动)减⼩,适合⾼频应⽤,操作⽐较⽅便,可靠性也⽐较⾼。
7.BGA封装
BGA是英⽂“Ball Grid Array Package”的缩写,即球栅阵列封装。20世纪90年代,随着技术的进步,芯⽚集成度不断提⾼,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增⼤,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满⾜发展的需要,BGA封装开始被应⽤于⽣产。
肖秀丹采⽤BGA技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提⾼两到三倍,BGA与TSOP相⽐,具有更⼩的体积,更好的散热性和电性能。BGA封装技术使每平⽅英⼨的存储量有了很⼤提升,采⽤BGA封装技术的内存产品在相同容量下,体积只有TSOP封装的三分之⼀。另外,与传统TSOP封装⽅式相⽐,BGA封装⽅式有更加快速和有效的散热途径。
BGA封装的I/O端⼦以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下⾯,BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减⼩反⽽增加了,从⽽提⾼了组装成品率。虽然它的功耗增加,但BGA能⽤可控塌陷芯⽚法焊接,从⽽可以改善它的电热性能。厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄⽣参数减⼩,信号传输延迟⼩,使⽤频率⼤⼤提⾼;组装可⽤共⾯焊接,可靠性⾼。
8.TinyBGA封装
说到BGA封装,就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术。TinyBGA英⽂全称为“Tiny Ball Grid”,属于是BGA封装技术的⼀个分⽀,是Kingmax公司于1998年8⽉开发成功的。其芯⽚⾯积与封装⾯积之⽐不⼩于1:1.14,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提⾼2~3倍。与TSOP封装产品
相⽐,其具有更⼩的体积、更好的散热性能和电性能。
采⽤TinyBGA封装技术的内存产品,在相同容量情况下体积,只有TSOP封装的1/3。TSOP封装内存的引脚是由芯⽚四周引出的,⽽TinyBGA则是由芯⽚中⼼⽅向引出。这种⽅式有效地缩短了信号的传导距离,信号传输线的长度仅是传统的TSOP技术的1/4,因此信号的衰减也随之减少。这样不仅⼤幅提升了芯⽚的抗⼲扰、抗噪性能,⽽且提⾼了电性能。采⽤TinyBGA封装芯⽚可抗⾼达300MHz的外频,⽽采⽤传统TSOP封装技术最⾼只可抗150MHz的外频。
TinyBGA封装的内存其厚度也更薄(封装⾼度⼩于0.8mm),从⾦属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm。因此,TinyBGA内存拥有更⾼的热传导效率,⾮常适⽤于长时间运⾏的系统,稳定性极佳。
9.QFP封装
QFP是“Quad Flat Package”的缩写,即⼩型⽅块平⾯封装。QFP封装在早期的显卡上使⽤的⽐较频繁,但少有速度在4ns以上的QFP 封装显存,因为⼯艺和性能的问题,⽬前已经逐渐被TSOP-II和BGA所取代。QFP封装在颗粒四周都带有针脚,识别起来相当明显。四侧引脚扁平封装。表⾯贴装型封装之⼀,引脚从四个侧⾯引出呈海鸥翼(L)型。
基材有陶瓷、⾦属和塑料三种。从数量上看,塑料封装占绝⼤部分。当没有特别表⽰出材料时,多数情况为塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引脚LSI封装,不仅⽤于微处理器,门陈列等数字逻辑LSI电路,⽽且也⽤于VTR信号处理、⾳响信号处理等模拟LSI电路。
引脚中⼼距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多种规格,0.65mm中⼼距规格中最多引脚数为304。
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本文发布于:2024-09-23 01:28:32,感谢您对本站的认可!

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