元件封装在电子设备中扮演着至关重要的角色,它不仅承担着安装、固定、密封、保护芯片的任务,还增强了电热性能。封装过程中的芯片与外界的隔离,有效防止了空气中的杂质对芯片电路的腐蚀,从而确保了电气性能的稳定。封装的优劣直接关系到芯片性能的发挥以及与其连接的PCB设计和制造的难易程度。
封装的重要性体现在以下几个方面:
- 芯片面积与封装面积之比的接近性是衡量封装技术先进与否的关键指标。比值越接近1,说明封装效率越高。
- 引脚的设计需考虑其长度和间距,以减少信号传输的延迟和干扰,从而提高性能。
- 散热要求也是封装过程中需重点考虑的因素,越薄的封装更有利于散热。
封装的演进历程如下:
- 结构方面经历了TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP的发展。
- 材料方面从金属、陶瓷到陶瓷、塑料,再到塑料的转变,体现了技术的进步。
- 引脚形状从长引线到短引线或无引线贴装,再到球状凸点的变化,反映了封装技术的不断创新。
- 装配方式从通孔插装到表面组装,再到直接安装,逐步提高了安装效率和可靠性。
以下是几种常见的封装形式介绍:
SOP/SOIC封装:Small Outline Package(小外形封装)是一种常见的芯片封装形式。
- SOP封装技术经过不断演变,派生出SOJ、TSOP、VSOP、SSOP、TSSOP等多种形式。
- SOIC则是小外形集成电路的封装形式。
DIP封装:Double In-line Package(双列式封装)是最普及的插装型封装之一。
PLCC封装:Plastic Leaded Chip Carrier(塑封J引线芯片封装)具有外形尺寸小、可靠性高的优点,适合T表面安装技术在PCB上的应用。
BGA封装:Ball Grid Array Package(球栅阵列封装)采用更小的体积和更佳的散热性和电性能,显著提高了每平方英寸的存储量。
TinyBGA封装是BGA技术的一个分支,Kingmax公司于19开发的专利技术。与传统的TSOP相比,它具有更小的体积、更好的散热和电性能。
QFP封装:Quad Flat Package(四侧引脚扁平封装)是最初常用的多引脚LSI封装方式。尽管目前已被TSOP-II和BGA所取代,但其在早期显卡上的应用仍相当普遍。
元件封装的演进是电子技术发展的缩影。不同的封装形式和材料都在为提高产品的性能、可靠性和成本效益而努力。
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