PCB設(shè)計(jì)中常用的5種電子元器件封裝
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摘要 : 電子元器件封裝起著安裝、固定、密封、保護(hù)芯片及增強(qiáng)電熱性能等方面的作用。同時(shí)，通過芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件相連接，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部芯片與外部電路的連接。
電子元器件封裝起著安裝、固定、密封、保護(hù)芯片及增強(qiáng)電熱性能等方面的作用。同時(shí)，通過芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件相連接，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部芯片與外部電路的連接。因此，芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。而且封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸。由于封裝的好壞，直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的PCB設(shè)計(jì)和制造，所以封裝技術(shù)至關(guān)重要。
衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的重要指標(biāo)是：芯片面積與封裝面積之比，這個(gè)比值越接近1越好。
封裝時(shí)主要考慮的因素：芯片面積與封裝面積之比，為提高封裝效率，盡量接近1:1。引腳要盡量短以減少延遲，引腳間的距離盡量遠(yuǎn)，以保證互不干擾，提高性能。基于散熱的要求，封裝越薄越好。
封裝大致經(jīng)過了如下發(fā)展進(jìn)程：結(jié)構(gòu)方面。TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP。材料方面。金屬、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料。引腳形狀。長引線直插→短引線或無引線貼裝→球狀凸點(diǎn)。裝配方式。通孔插裝→表面組裝→直接安裝。
以下為具體的封裝形式介紹：
1、SOP/SOIC封裝
SOP是英文Small Outline Package的縮寫，即小外形封裝。SOP封裝技術(shù)由1968～1969年菲利浦公司開發(fā)成功，以后逐漸派生出：SOJ，J型引腳小外形封裝；TSOP，薄小外形封裝；VSOP，甚小外形封裝；SSOP，縮小型SOP；TSSOP，薄的縮小型SOP；SOT，小外形晶體管；SOIC，小外形集成電路。
2、DIP封裝
DIP是英文“Double In-line Package”的縮寫，即雙列直插式封裝。插裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出，封裝材料有塑料和陶瓷兩種。DIP是最普及的插裝型封裝，應(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC，存貯器LSI，微機(jī)電路等。
3、TQFP封裝
TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的縮寫，即薄塑封四角扁平封裝。四邊扁平封裝工藝能有效利用空間，從而降低對印刷電路板空間大小的要求。由于縮小了高度和體積，這種封裝工藝非常適合對空間要求較高的應(yīng)用，如PCMCIA卡和網(wǎng)絡(luò)器件。幾乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封裝。
4、TSOP封裝
TSOP是英文“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)典型特征就是在封裝芯片的周圍做出引腳。TSOP適合用SMT（表面安裝）技術(shù)在PCB上安裝布線。TSOP封裝外形，寄生參數(shù)（電流大幅度變化時(shí)，引起輸出電壓擾動(dòng)）減小，適合高頻應(yīng)用，操作比較方便，可靠性也比較高。
5、BGA封裝
采用BGA技術(shù)封裝的內(nèi)存，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下內(nèi)存容量提高兩到三倍，BGA與TSOP相比，具有更小的體積，更好的散熱性和電性能。BGA封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲(chǔ)量有了很大提升，采用BGA封裝技術(shù)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。另外，與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比，BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。
BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面，BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是I/O引腳數(shù)雖然增加了，但引腳間距并沒有減小反而增加了，從而提高了組裝成品率。雖然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能。厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少;寄生參數(shù)減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接，可靠性高。
