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芯片封装大全集锦

一.DIP双列直插式封装DIP(DualIn－line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。采用DI P封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。 DIP封装具有以下特点：
1.适合在PCB (印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式，缓存(Cache )和早期的内存芯片也是这种封装形式。

二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装
QFP（Plastic Quad Flat Package）封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式， 其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来。采用S MD安装的芯片不必在主板上打孔， 一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。
PFP（Plastic Flat Package）方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。
QFP/PFP封装具有以下特点：
1.适用于SMD表面安装技术在P CB电路板上安装布线。
2.适合高频使用。
3.操作方便，可靠性高。
4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。
Intel系列CPU中80286 、80386和某些486主板采用这种封装形式。

三、PGA插针网格阵列封装
PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少，可以围成2-5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸，从 486芯片开始，出现一种名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Inser tion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起，CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触不良的问题。而拆卸 CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起，则压力解除，CPU芯片即可轻松取出。
PGA封装具有以下特点：
1.插拔操作更方便，可靠性高。
2.可适应更高的频率。
I ntel系列C PU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。

四、BGA球栅阵列封装
随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208 Pin时，传统的封装方式有其困难度。因此，除使用QFP封装方式外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片与芯片组等）皆转而使用BGA(Ball Grid Array P ackage)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。
BGA封装技术又可详分为五大类：
1.PBGA（Plasric BG A）基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中，Pentium II、I II、IV处理器均采用这种封装形式。
2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。
3. FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。
4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。
5.CDPBGA（Carity Do wn PBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。
BGA封装具有以下特点：
1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。
2.虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。
3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。
4.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。
BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel公司在电脑CPU 中（即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对B GA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热门的IC封装技术，其全球市场规模在200 0年为12亿块，预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

五、CSP芯片尺寸封装
随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到CSP(Chip Size P ackage)。它减小了芯片封装外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒（Die）大不超过1.4倍。
CSP封装又可分为四类：
1.Lead Frame Type(传统导线架形式)，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。
2.Rigid Interposer Type( 硬质内插板型)，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。
3. Flexible Interposer Type(软质内插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气（GE）和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装)：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。
CSP封装具有以下特点：
1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。
2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。
3.极大地缩短延迟时间。
CSP封装适用于脚数少的IC ，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。

六、MCM多芯片模块
为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题，把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统，从而出现MCM(Mult i Chip Model)多芯片模块系统。
MCM具有以下特点：
1.封装延迟时间缩小，易于实现模块DIM 单列直插式，塑料
QUIP 蜘蛛脚状四排直插式，塑料
DBGA BGA系列中陶瓷芯片
CBGA BGA系列中金属封装芯片
MODULE 方形状金属壳双列直插式
RQFP QFP封装系列中，表面带金属散装体
DIMM 电路正面或背面镶有LCC封装小芯片，陶瓷，双列直插式
DIP-BATTERY 电池与微型芯片内封SRAM芯片，塑料双列直插式

CPU封装形式：
自从Intel公司1971年设计制造出4位微处理器芯片以来，在20多年里，CPU从Intel 4004、80286、80386、80486发展到Pentium、PⅡ、PⅢ、P4，从4位、8位、16位、32位发展到64位；主频从MHz发展到今天的GHz；CPU芯片里集成的晶体管数由2000多个跃升到千万以上；半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI（超大规模集成电路）达到ULSI。封装的输入／输出（I/O）引脚从几十根，逐渐增加到几百根，甚至可能达到2000根。这一切真是一个翻天覆地的变化。
对于CPU，大家已经很熟悉了，286、386、486、Pentium、PⅡ、Celeron、K6、K6-2、Athlon……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装，知道的人未必很多。 所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--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建立连接。因此，封装对CPU和其他LSI(Large Scalc Integrat~on)集成电路都起着重要的作用，新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。 芯片的封装技术已经历厂好儿代的变迁，从DIP，QFP，PGA，BGA，到CSP再到MCM，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频率越来越高，耐温性能越来越好。引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等。
下面将对具体的封装形式作详细说明。
１、DIP封装 　　20世纪70年代流行的是双列直插封装，简称DIP(Dual ln-line Package)。DIP封装具有以下特点： (1)适合PCB（印刷电路板）的穿孔安装； (2)比TO型封装易于对PCB布线； (3)操作方便。 　　DIP封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。 　　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l越好。以采用40根I/O引脚塑料双列直插式封装(PDIP)的CPU为例，其芯片面积/封装面积=（3 x3）/（15．24 x 50）=1：86，离l相差很远。不难看出，这种封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了很多有效安装面积。Intel公司早期的CPU，如8086、80286，都采用PDIP封装（塑料双列直插）。
2、载体封装 　　20世纪80年代出现了芯片载体封装，其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC（Leadless Ceramic ChipCarrier）、塑料有引线芯片载体PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）、小尺寸封装SOP（Small Out-line Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP（Plastic Quad Flat Package）。 　　以0.5mm焊区中心距、208根I/O引脚QFP封装的CPU为例，如果外形尺寸为28mm x 28mm，芯片尺寸为lOmmx 10mm，则芯片面积／封装面积二(10 x 10)／(28 x 28) 二l：7．8，由此可见QFP封装比DIP封装的尺寸大大减小。QFP的特点是： (1)用SMT表面安装技术在PCB上安装布线； (2)封装外形尺寸小，寄生参数减小，适合高频应用； (3)操作方便； (4)可靠性高。 　　Intel公司的80386处理器就采用塑料四边引出扁平封装(PQFP)。
3、BGA封装 　　20世纪90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，LSI、VLSI、ULSI相继出现，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。为满足发展的需要，在原有封装方式的基础上，又增添了新的方式一一球栅阵列封装，简称BGA（Ball Grid Array Package）。BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的最佳选择。 其特点有： (1)I/O引脚数虽然增多，但引脚间距远大于QFP，从而提高了组装成品率； (2)虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，简称C4焊接，从而可以改善它的电热性能； (3)厚度比QFP减少l/2以上，重量减轻3/4以上； (4)寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高； (5)组装可用共面焊接，可靠性高； (6)BGA封装仍与QFP、PGA一样，占用基板面积过大。 Intel公司对集成度很高（单芯片里达300万只以上晶体管）、功牦很大的CPU芯片，如Pentium、Pentium Pro、PentiumⅡ采用陶瓷针栅阵列封装（CPGA）和陶瓷球栅阵列封装（CBGA），并在外壳上安装微型排风扇散热，从而使CPU能稳定可靠地工作。
4、面向未来的封装技术 BGA封装比QFP先进，更比PGA好，但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。 Tessera公司在BGA基础上做了改进，研制出另一种称为μBGA的封装技术，按0.5mm焊区中心距，芯片面积／封装面积的比为l：4，比BGA前进了一大步。 94年9月，口本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1：1.1的封装结构，其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说，单个IC芯片有多大，封装尺寸就有多大，从而诞生了一种新的封装形式，命名为芯片尺寸封装，简称CSP（Chip Sizc Package或Chip Scale Package）。CSP封装具有以下特点： (1)满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要； (2)解决丁IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题； (3)封装面积缩小到BGA的1/4甚至1/10，延迟时间大大缩小。 　　曾有人想，当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时，能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片（用LSI或IC）和专用集成电路芯片（AS1C）在高密度多层互联基板上用表面安装技术（SMT）组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM（Multi Chip Model）。它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有： (1)封装延迟时间缩小，易于实现组件高速化； (2)缩小整机/组件封装尺寸和重量。一般体积减小1／4，重量减轻l／3； (3)可靠性大大提高。
　
　随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用，人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法：把多种芯片的电路集成在一个大圆片上，从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级（wafer level）封装的变革，由此引出系统级芯片SOC（System 0n Chip）和电脑级芯片PCOC（PC 0n Chip）。相信随着CPU和其他ULSI电路的不断进步，集成电路的封装形式也将有相应的发展，而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。
　　 最后，谈谈CPU封装方式与接口架构。SECC2封装、FC-PGA封装，BGA封装；Slot A、Socket 370、Socket 62……CPU的封装与它的接口有着紧密的联系，所以我们往往又把它的接口形式称呼为封装形式。实际上这是不正确的，我们可以这样理解，接口只是与封装的引脚有关而已，与封装形式是两回事。如果你想成为硬件高手，不想被别人笑话，可千万别在论坛上出现这样的低级错误