Электронный дизайн - Представляем формы упаковки микросхем и типы упаковки микросхем

Микросхема - это пластина, изготовленная из интегральной схемы, образованной множеством микроэлектронных компонентов, размещенных на пластиковой основе. Это миниатюрное электронное устройство. Упаковка микросхемы подразумевает подключение выводов схемы на микросхеме к внешним разъемам с помощью проводов для подключения к другим устройствам. Форма упаковки микросхемы относится к корпусу, используемому для установки транзисторной микросхемы. Он не только выполняет функции установки, фиксации, герметизации, защиты микросхемы и повышения электротермических характеристик, но и соединяет контакты корпуса корпуса проводами через контакты на микросхеме, а эти контакты, в свою очередь, соединяются проводами на печатной плате. Подключайтесь к другим устройствам для подключения внутренних микросхем к внешним цепям. Поскольку микросхема должна быть изолирована от внешнего мира, примеси, содержащиеся в воздухе, не могут вызвать коррозию микросхемы и привести к снижению энергоэффективности.

Форма упаковки IC

Упаковка для микросхем в основном делится на три категории в зависимости от материалов: металлическая печатная плата, керамическая печатная плата и пластиковая печатная плата из ПТФЭ. В зависимости от формы электродных штырей она делится на два типа: вставная со сквозным отверстием и для поверхностного монтажа. Каждая из этих форм упаковки имеет свои особенности и различные области применения.

1. Металлическая упаковка

Металлическая упаковка обладает хорошей теплоотдачей, хорошей электромагнитной защитой и высокой надежностью, но ее неудобно устанавливать, а стоимость высока. Такая форма упаковки часто используется в высокоточных микросхемах или мощных устройствах.

2. Керамическая упаковка

Микросхемы, инкапсулированные в керамику, обладают хорошей теплопроводностью и высокой термостойкостью, но их стоимость выше, чем у пластиковых микросхем, поэтому они, как правило, являются чипами высокого класса. Микросхемы в керамическом корпусе, предусмотренные национальными стандартами, могут быть разделены на плоские и двухлинейные, которые за рубежом обычно называются DIP-типами. Однако керамические микросхемы в плоском корпусе имеют более длинные горизонтальные контакты и в настоящее время заменены SMT-пакетами с более короткими контактами, которые теперь встречаются редко. По мере увеличения количества выводов встроенные микросхемы в керамических корпусах приобрели форму CPGA.

3. Пластиковая упаковка

Это наиболее распространенный вид упаковки. Его отличительными особенностями являются простота процесса и низкая стоимость, поэтому он широко используется. Национальные стандарты предусматривают, что пластиковую упаковку можно разделить на два типа: плоскую (тип В) и с прямой заглушкой (тип Р). С появлением новых разновидностей микросхем и их спецификаций, а также улучшением интеграции, производство микросхемной упаковки стало высокопрофессиональной областью технологических процессов. В настоящее время названия микросхемных пакетов в стране и за рубежом постепенно становятся согласованными. Независимо от того, изготовлены ли они из керамики или пластика, они различаются по расположению выводов микросхемы.

В целях снижения затрат и облегчения использования большое количество устройств средней мощности в настоящее время упаковывается в пластик. Однако, чтобы ограничить повышение температуры и облегчить отвод тепла, обычно используется упаковка в форме PV-DIP, а также теплопроводящая металлическая пластина для облегчения установки теплоотвода.

4. Расположение выводов микросхемы

Микросхема представляет собой многоконтактное устройство. При установке микросхемы на печатную плату контакты должны быть вставлены в строгом соответствии с их первоначальной маркировкой и порядком расположения. Расстояние между двумя соседними выводами большинства микросхем составляет 2,54 мм (100 мил), в ширину - 5,08 мм (200 мил), а в ширину - 1,778 мм (70 мил). Расстояние между двумя столбцами выводов микросхемы DIP package составляет 7,62 мм (300 мил) или 15,24 мм (600 мил). Обычно на поверхности микросхемы имеется начальная отметка расположения выводов. Микросхемы в корпусе DIP обычно имеют круглое вогнутое пятно или дугообразную выемку на поверхности. Когда начальная метка расположена на левой стороне микросхемы, вывод, ближайший к этой метке на нижней левой стороне микросхемы, определяется как вывод 1 микросхемы, расположенный против часовой стрелки.

Тип упаковки микросхемы

Общий процесс разработки упаковки, вероятно, заключается в следующем: → DIP → PLCC → QFP → PGA → BGA → CSP → MCM. Технология совершенствуется из поколения в поколение, а надежность также повышается.

1. Двойная встроенная упаковка DIP. DIP - это микросхема с интегральной схемой, упакованная в двухслойную форму. В большинстве малых и средних интегральных схем (ИС) используется такая форма упаковки, и количество выводов обычно не превышает 100. индивидуально. Микросхемы в DIP-корпусах имеют два ряда контактов и должны быть вставлены в гнездо микросхемы с DIP-структурой.

2. Упаковка типа QFP/PFP. Расстояние между выводами микросхемы в корпусе QFP/PFP очень маленькое, а выводы очень тонкие. Как правило, такая форма упаковки используется для крупномасштабных или сверхбольших интегральных схем. Чипы, упакованные в эту форму, должны быть припаяны к материнской плате с использованием технологии SMD (Surface Mount Device Technology).

3. Упаковка типа BGA. С развитием технологии производства интегральных схем требования к упаковке интегральных схем стали более жесткими. Это связано с тем, что технология упаковки связана с функциональностью продукта. Когда частота микросхемы превышает 100 МГц, традиционный конвейер упаковки может вызывать так называемые "перекрестные помехи", а когда количество выводов микросхемы превышает 208, традиционный конвейер упаковки сталкивается с трудностями. Таким образом, в дополнение к использованию конвейеров упаковки QFP, большинство современных микросхем с высоким количеством выводов перешли на использование технологии упаковки BGA (BALL Grid Array PACKAGE).

4. Упаковка типа SO. Упаковка типа SO включает в себя: SOP (пакет с малой схемой), TOSP (пакет с тонкой схемой), SSOP (пакет с уменьшенной схемой), VSOP (пакет с очень малой схемой), SOIC (пакет с интегральной схемой малой схемы). Упаковка, аналогичная форме QFP, но только в виде чип-упаковки с выводами на обеих сторонах. Этот тип упаковки относится к пакетам для поверхностного монтажа, и выводы выводятся с обеих сторон упаковки в форме буквы "L".

5. Тип упаковки QFN, QFN - это четырехслойная плоская упаковка без свинца, не содержащая свинца, с периферийными контактными площадками и матрицей для обеспечения механической и тепловой целостности. Упаковка микросхем может быть квадратной или прямоугольной. На четырех сторонах упаковки имеются контакты электродов. Поскольку бессвинцовый монтаж занимает меньшую площадь, чем QFP, он также имеет меньшую высоту, чем QFP.