ic整体结构的发展历史.doc
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深圳金百泽电子科技股份有限公司(www.kbsems.com)成立于1997年,是线路板行业十强企业,总部设在深圳,研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地,为客户提供产品研发的PCB设计、PCB快速制造、SMT加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案,是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话:0755-26546699-223IC整体结构的发展历史IC整体结构的发展历史1,IC封装结构发展历史TO型(TransistorOutline晶体管外形封装)-->DIP型(DualInlinePackage双列直插式封装)-->LCC型(LeadChipCarrier芯片载体封装)-->QFP型(QuadFlatPackage方型扁平式封装)-->PGA型(PinGridArray插针网格阵列封装)-->BGA型(BallGridArray球栅阵列封装)-->CSP型(ChipSizePackage芯片尺寸封装)-->MCM型(MultiChipModel多芯片模块系统)详细封装历史注解:1)封装是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接。在foundry(加工厂)生产出来的芯片都是裸片(die),这种裸片上只有用于封装的压焊点(pad),是不能直接应用于实际电路当中的。而且裸片极易受外部环境的温度、杂质和物理作用力的影响,很容易遭到破坏,所以必须封入一个密闭空间内,引出相应的引脚,才能作为一个基本的元器件使用。IC封装就是做的就是这种工作,通过金线邦定pad和封装引脚,并采用强度较高的外壳将裸片包住,只露出引脚,就成了可以直接焊接在PCB板上的元器件。通常,封装和测试都是一体的,即做完封装后直接进行产品的测试工作,包括功能、性能和各种电气特性。测试完的产品可以直接提交给设计公司上市销售。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1越好。封装时主要考虑的因素:a)芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1;b)引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能;c)基于散热的要求,封装越薄越好。2)IC的封装一开始是TO型(TransistorOutline晶体管外形封装),但是由于它的缺点较明显,到了70年代流行的是双列直插封装,简称DIP(DualIn-linePackage)。DIP封装结构具有以下特点:a)适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,对比TO型封装,易于对PCB布线,操作方便。b)芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。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)。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1越好。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP)为例,其芯片面积/封装面积=3×3/15.24×50=1:86,离1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。3)80年代出现了芯片载体封装,简称LCC(LeadChipCarrier),其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(LeadlessCeramicChipCarrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(PlasticLeadedChipCarrier)、小尺寸封装SOP(SmallOutlinePackage)、塑料四边引出扁平封装PQFP(PlasticQuadFlatPackage)。4)PQFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装PQFP(PlasticQuadFlatPackage)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SMD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(PlasticFlatPackage)方式封装的芯片与PQFP方式基本相同。唯一的区别是PQFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。以0.5mm焊区中心距,208根I/O引脚的QFP封装为例,外形尺寸28×28mm,芯片尺寸10×10mm,则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:7.8,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是:a)适合用SMD表面安装技术在PCB上安装布线。b)封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用。