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芯片都有什么封裝形式,其英文簡稱是什么?

時間:2021-02-02 16:42 點擊次數:
 

626969cc澳门资料大全-393444dcom澳门资料大全-2021澳门合彩开彩结果集成電路芯片的封裝形式

 

自從美國Intel公司1971年設計制造出4位微處a理器芯片以來,在20多年時間內,CPU從Intel4004、80286、80386、80486發展到Pentium和PentiumⅡ,數位從4位、8位、16位、32位發展到64位;主頻從幾兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU芯片里集成的晶體管數由2000個躍升到500萬個以上;半導體制造技術的規模由SSI、MSI、LSI、VLSI達到 ULSI。封裝的輸入/輸出(I/O)引腳從幾十根,逐漸增加到幾百根,下世紀初可能達2千根。這一切真是一個翻天覆地的變化。

 對于CPU,讀者已經很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如數家珍似地列出一長串。但談到CPU和其他大規模集成電路的封裝,知道的人未必很多。所謂封裝是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼,它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能的作用,而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印制板上的導線與其他器件建立連接。因此,封裝對CPU和其他LSI集成電路都起著重要的作用。新一代CPU的出現常常伴隨著新的封裝形式的使用。

626969cc澳门资料大全-393444dcom澳门资料大全-2021澳门合彩开彩结果芯片的封裝技術已經歷了好幾代的變遷,從DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技術指標一代比一代先進,包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1,適用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,引腳數增多,引腳間距減小,重量減小,可靠性提高,使用更加方便等等。

 下面將對具體的封裝形式作詳細說明。

 

一、DIP封裝

 70年代流行的是雙列直插封裝,簡稱DIP(Dual In-line Package)。DIP封裝結構具有以下特點:

626969cc澳门资料大全-393444dcom澳门资料大全-2021澳门合彩开彩结果1.適合PCB的穿孔安裝;

2.比TO型封裝(圖1)易于對PCB布線;

3.操作方便。

 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,引線框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封結構式,陶瓷低熔玻璃封裝式),如圖2所示。

626969cc澳门资料大全-393444dcom澳门资料大全-2021澳门合彩开彩结果 衡量一個芯片封裝技術先進與否的重要指標是芯片面積與封裝面積之比,這個比值越接近1越好。以采用40根I/O引腳塑料包封雙列直插式封裝(PDIP)的CPU為例,其芯片面積/封裝面積=3×3/15.24×50=1:86,離1相差很遠。不難看出,這種封裝尺寸遠比芯片大,說明封裝效率很低,占去了很多有效安裝面積。

 Intel公司這期間的CPU如8086、80286都采用PDIP封裝。

 

二、芯片載體封裝

 80年代出現了芯片載體封裝,其中有陶瓷無引線芯片載體LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引線芯片載體PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封裝SOP(Small Outline Package)、塑料四邊引出扁平封裝PQFP(Plastic Quad Flat Package),封裝結構形式如圖3、圖4和圖5所示。

 以0.5mm焊區中心距,208根I/O引腳的QFP封裝的CPU為例,外形尺寸28×28mm,芯片尺寸10×10mm,則芯片面積/封裝面積=10×10/28×28=1:7.8,由此可見QFP比DIP的封裝尺寸大大減小。QFP的特點是:

1.適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線;

626969cc澳门资料大全-393444dcom澳门资料大全-2021澳门合彩开彩结果2.封裝外形尺寸小,寄生參數減小,適合高頻應用;

3.操作方便;

4.可靠性高。

 在這期間,Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四邊引出扁平封裝PQFP。

 

三、BGA封裝

 90年代隨著集成技術的進步、設備的改進和深亞微米技術的使用,LSI、VLSI、ULSI相繼出現,硅單芯片集成度不斷提高,對集成電路封裝要求更加嚴格,I/O引腳數急劇增加,功耗也隨之增大。為滿足發展的需要,在原有封裝品種基礎上,又增添了新的品種——球柵陣列封裝,簡稱BGA(Ball Grid Array Package)。如圖6所示。

626969cc澳门资料大全-393444dcom澳门资料大全-2021澳门合彩开彩结果 BGA一出現便成為CPU、南北橋等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引腳封裝的最佳選擇。其特點有:

626969cc澳门资料大全-393444dcom澳门资料大全-2021澳门合彩开彩结果1.I/O引腳數雖然增多,但引腳間距遠大于QFP,從而提高了組裝成品率;

2.雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,簡稱C4焊接,從而可以改善它的電熱性能:

3.厚度比QFP減少1/2以上,重量減輕3/4以上;

626969cc澳门资料大全-393444dcom澳门资料大全-2021澳门合彩开彩结果4.寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;

5.組裝可用共面焊接,可靠性高;

6.BGA封裝仍與QFP、PGA一樣,占用基板面積過大;

 Intel公司對這種集成度很高(單芯片里達300萬只以上晶體管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷針柵陣列封裝CPGA和陶瓷球柵陣列封裝

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