老女人下面毛荫荫的黑森林

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    表面貼片封裝降低PCB設計難度

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    表面貼片封裝降低PCB設計難度

    表面貼片先進封裝是從引腳直插式封裝發展而來的,主要優點是降低了PCB電路板設計的難度,同時它也大大降低了其本身的尺寸大小。用這種方法焊上去的芯片,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。表面貼片封裝根據引腳所處的位置可分為:Single-ended(引腳在一面)、Dual(引腳在兩邊)、Quad(引腳在四邊)、Bottom(引腳在下面)、BGA(引腳排成矩陣結構)及其他。

    Single-ended

    此封裝形式的特點是引腳全部在一邊,而且引腳的數量通常比較少。它又可分為:導熱型,像常用的功率三極管,只有三個引腳排成一排,其上面有一個大的散熱片;COF是將芯片直接粘貼在柔性線路板上(現有的用Flip-Chip技術),再經過塑料包封而成,它的特點是輕而且很薄,所以當前被廣泛用在液晶顯示器(LCD)上,以滿足LCD分辨率增加的需要。其缺點一是Film的價格很貴,二是貼片機的價格也很貴。

    Dual

    此封裝形式的特點是引腳全部在兩邊,而且引腳的數量不算多。它的封裝形式比較多,又可細分為SOT、SOP、SOJ、SSOP、HSOP及其他。

    SOT系列主要有SOT-23、SOT-223、SOT25、SOT-26、SOT323、SOT-89等。當電子產品尺寸不斷縮小時,其內部使用的半導體器件也必須變小,更小的半導體器件使得電子產品能夠更小、更輕、更便攜,相同尺寸包含的功能更多。SOT封裝既大大降低了高度,又顯著減小了PCB占用空間。

    小尺寸貼片封裝SOP

    飛利浦公司在上世紀70年代就開發出小尺寸貼片封裝SOP,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)及SOT(小外形晶體管)、SOIC(小外形集成電路)等。SOP引腳數在幾十個之內。

    薄型小尺寸封裝TSOP

    它與SOP的最大區別在于其厚度很薄,只有1mm,是SOJ的1/3;由于外觀輕薄且小,適合高頻使用。它以較強的可操作性和較高的可靠性征服了業界,大部分的SDRAM內存芯片都是采用此TSOP封裝方式。TSOP內存封裝的外形呈長方形,且封裝芯片的周圍都有I/O引腳。在TSOP封裝方式中,內存顆粒是通過芯片引腳焊在PCB板上的,焊點和PCB板的接觸面積較小,使得芯片向PCB板傳熱相對困難。而且TSOP封裝方式的內存在超過150MHz后,會有很大的信號干擾和電磁干擾。

    J形引腳小尺寸封裝SOJ

    引腳從封裝主體兩側引出向下呈J字形,直接粘著在印刷電路板的表面,通常為塑料制品,多數用于DRAM和SRAM等內存LSI電路,但絕大部分是DRAM。用SOJ封裝的DRAM器件很多都裝配在SIMM上。引腳中心距1.27mm,引腳數從20至40不等。

    四邊引腳扁平封裝QFP

    QFP是由SOP發展而來,其外形呈扁平狀,引腳從四個側面引出,呈海鷗翼(L)型,鳥翼形引腳端子的一端由封裝本體引出,而另一端沿四邊布置在同一平面上。它在印刷電路板(PWB)上不是靠引腳插入PWB的通孔中,所以不必在主板上打孔,而是采用SMT方式即通過焊料等貼附在PWB上,一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點,將封裝各腳對準相應的焊點,即可實現與主板的焊接。因此,PWB兩面可以形成不同的電路,采用整體回流焊等方式可使兩面上搭載的全部元器件一次鍵合完成,便于自動化操作,實裝的可靠性也有保證。這是目前最普遍采用的封裝形式。

    此種封裝引腳之間距離很小、管腳很細,一般大規?;虺笠幠<呻娐凡捎眠@種封裝形式。其引腳數一般從幾十到幾百,而且其封裝外形尺寸較小、寄生參數減小、適合高頻應用。該封裝主要適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線。但是由于QFP的引線端子在四周布置,且伸出PKG之外,若引線間距過窄,引線過細,則端子難免在制造及實裝過程中發生變形。當端子數超過幾百個,端子間距等于或小于0.3mm時,要精確地搭載在電路圖形上,并與其他電路組件一起采用再流焊一次完成實裝,難度極大,致使價格劇增,而且還存在可靠性及成品率方面的問題。采用J字型引線端子的PLCC等可以緩解一些矛盾,但不能從根本上解決QFP的上述問題。由QFP衍生出來的封裝形式還有LCCC、PLCC以及TAB等。

    此封裝的基材有陶瓷、金屬和塑料三種。從數量上看,塑料封裝占絕大部分,當沒有特別表示出材料時,多數情況為塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引腳LSI封裝。QFP封裝的缺點是:當引腳中心距小于0.65mm時,引腳容易彎曲。為了防止引腳變形,現已出現了幾種改進的QFP品種。

    塑料四邊引腳扁平封裝PQFP

    芯片的四周均有引腳,其引腳數一般都在100以上,而且引腳之間距離很小,管腳也很細,一般大規?;虺笠幠<呻娐凡捎眠@種封裝形式。用這種形式封裝的芯片,必須采用表面安裝設備技術(SMT)將芯片邊上的引腳與主板焊接起來。PQFP封裝適用于SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線,適合高頻使用,它具有操作方便、可靠性高、芯片面積與封裝面積比值較小等優點。

    帶引腳的塑料芯片載體PLCC。它與LCC相似,只是引腳從封裝的四個側面引出,呈丁字形,是塑料制品。引腳中心距1.27mm,引腳數從18到84。J形引腳不易變形,比QFP容易操作,但焊接后的外觀檢查較為困難。它與LCC封裝的區別僅在于前者用塑料,后者用陶瓷,但現在已經出現用陶瓷制作的J形引腳封裝和用塑料制作的無引腳封裝。

    無引腳芯片載體LCC或四側無引腳扁平封裝QFN。指陶瓷基板的四個側面只有電極接觸而無引腳的表面貼裝型封裝。由于無引腳,貼裝占有面積比QFP小,高度比QFP低,它是高速和高頻IC用封裝。但是,當印刷基板與封裝之間產生應力時,在電極接觸處就不能得到緩解,因此電極觸點難于做到QFP的引腳那樣多,一般從14到100左右。材料有陶瓷和塑料兩種,當有LCC標記時基本上都是陶瓷QFN,塑料QFN是以玻璃環氧樹脂為基板基材的一種低成本封裝。

    球型矩陣封裝BGA

    BGA封裝經過十幾年的發展已經進入實用化階段,目前已成為最熱門的封裝。

    隨著集成電路技術的發展,對集成電路的封裝要求越來越嚴格。這是因為封裝關系到產品的性能,當IC的頻率超過100MHz時,傳統封裝方式可能會產生所謂的交調噪聲"Cross-Talk Noise"現象,而且當IC的管腳數大于208腳時,傳統的封裝方式有其難度。因此,除使用QFP封裝方式外,現今大多數的高腳數芯片皆轉而使用BGA封裝。BGA一出現便成為CPU、高引腳數封裝的最佳選擇。BGA封裝的器件絕大多數用于手機、網絡及通信設備、數碼相機、微機、筆記本計算機、PAD和各類平板顯示器等高檔消費市場。

    BGA封裝的優點有:1.輸入輸出引腳數大大增加,而且引腳間距遠大于QFP,加上它有與電路圖形的自動對準功能,從而提高了組裝成品率;2.雖然它的功耗增加,但能用可控塌陷芯片法焊接,它的電熱性能從而得到了改善,對于集成度很高和功耗很大的芯片,采用陶瓷基板,并在外殼上安裝微型排風扇散熱,從而可達到電路的穩定可靠工作;3.封裝本體厚度比普通QFP減少1/2以上,重量減輕3/4以上;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。

    BGA封裝的不足之處:BGA封裝仍與QFP、PGA一樣,占用基板面積過大;塑料BGA封裝的翹曲問題是其主要缺陷,即錫球的共面性問題。共面性的標準是為了減小翹曲,提高BGA封裝的特性,應研究塑料、粘片膠和基板材料,并使這些材料最佳化。同時由于基板的成本高,而使其價格很高。

    小型球型矩陣封裝Tiny-BGA

    它與BGA封裝的區別在于它減少了芯片的面積,可以看成是超小型的BGA封裝,但它與BGA封裝比卻有三大進步:由于封裝本體減小,可以提高印刷電路板的組裝密集度;芯片與基板連接的路徑更短,減小了電磁干擾的噪音,能適合更高的工作頻率;具有更好的散熱性能。

    微型球型矩陣封裝mBGA。它是BGA的改進版,封裝本體呈正方形,占用面積更小、連接短、電氣性能好、不易受干擾,所以這種封裝會帶來更好的散熱及超頻性能,但制造成本極高。


    老女人下面毛荫荫的黑森林