EDA设计中经常会用到各种各样的芯片,这些芯片通过一个外壳支架上引脚连接线路板上的导线和其他器件相连,这种外壳支架就称为集成电路的封装形式,芯片的晶圆通过金线连接到外壳支架上的引脚,通过引脚实现内部芯片与外部电路的连接,不仅把内部芯片与外部隔离,减少了暴露在空气中对芯片电路的氧化腐蚀造成的电气功能下降,而且更方便运输和安装。
EDA工程师必须熟悉各种IC封装的名字和具体的外形,从上个世纪60年代开始,产生的封装名字有上百种之多,而且各个厂家的叫法也不统一,比如同一种封装,有的叫SO,有的叫SOP,还有的叫SOIC。另外名字封装名字也是一代代叠加进化出来了,名称都有点像,比如SOP、SSOP、TSOP、TSSOP,再比如BGA家族,有CBGA、CDPBGA、EBGA、FBGA、FCBGA、MBGA、TBGA、PBGA、UFBGA等10多种,让我们看的眼花缭乱。
1、BGA(Ball Grid Array)
球形触点阵列,表面贴装型封装之一;在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形的凸点用以代替引脚,在印制基板的正面装配LSI芯片,然后用模压树脂或灌封方法进行封装,也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚数量可以超过1000,是多引脚LSI用的一种封装,市场上的计算机和手机CPU芯片基本都采用这种封装方式。这种封装本体可以做的非常小,比如引脚间距为0.35mm的高通865芯片,本体面积仅有178mm2;而引脚中心间距为0.4mm的176引脚的QFP芯片,本体面积已经达到400mm2;而且BGA不用担心引脚变形的问题。该封装最早是由美国的Motorola公司开发的,首先在便携式电话设备中被采用,现在已经在电脑和手机等其行业中被普及使用。
2、BQFP(Quad Flat Package with Bumper)
带缓冲垫的四侧引脚扁平封装,QFP型封装之一,在封装本体的四个角设置凸起(缓冲垫)来防止运输过程中引脚发生弯曲变形,美国半导体厂家主要在微处理器和ASCI等电路中采用此类封装,引脚中心间距为0.635mm,引脚数量从84到196左右(见QFP)。
3、BPGA(Butt joint Pin Grid Array)
碰焊阵列引脚封装,表面贴装型PGA的别称,表面贴装型封装之一,其底部的垂直引脚呈矩形阵列状排列,引脚长度约1.5mm到2.0mm;贴装采用与印刷基板碰焊的方法,因此也被称作碰焊PGA,因为引脚中心间距只有1.27mm,比插装型的PGA 小了一半,所以封装本体可以做的很小,而引脚数量也比插装型的多,是大规模逻辑LSI常用的封装,封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基板,以多层陶瓷基材制作的封装已经达到实用化。
4、CBGA(Ceramic Ball Grid Array)
陶瓷焊球阵列封装,CBGA是将裸芯片安装在陶瓷多层基板载体顶部表面形成的,金属盖板用密封焊料焊接在基板上,用以保护芯片、引线及焊盘。与 PBGA 器件相比,电绝缘特性更好,封装密度也更高,连接好的封装体经过气密性处理,可提高其可靠性和物理保护性能。Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。
5、CCGA(Ceramic Column Grid Array)
焊柱陶瓷柱栅阵列封装,CCGA是CBGA尺寸大于在32*32mm时的另一种形式,不同之处在于采用焊料柱代替焊料球。焊料柱采用共晶焊料连接或直接浇注式固定在陶瓷底部。更高引脚数目的陶瓷柱栅阵列封装 (CCGA)在可靠水平内能够实现高性能要求FPGA器件的高密度封装,从而能够满足航天卫星的要求。
6、CDIP(Ceramic Dual In-line Package)
陶瓷双列直插封装,是使用陶瓷基板的一种DIP封装技术,也有写作Cerdip,本体呈长方形,在其两侧有两排平行的排针引脚,被称为排针,引脚中心的间距一般为2.54mm,两排之间的间距一般为7.62mm或15.24mm。DIP封装的器件可以直接焊接在印制线路板电镀的贯穿孔中,同时为了方便维修,也可以插入专用的DIP插座中。