線路板廠商詳解PCBA加工中9種常見元器件封裝技術

封裝質量的好壞將直接影響到芯片本身的性能以及與之相連的PCB的設計和制造。 因此，封裝技術至關重要。

衡量一個芯片封裝技術先進與否的一個重要指標就是芯片面積與封裝面積之比。 該比率越接近 1 越好。

包裝時要考慮的主要因素：

芯片面積與封裝面積之比應接近1:1，以提高封裝效率；

管腳盡量短，減少延時，管腳之間的距離盡量遠，保證相互干擾，提高性能；

基于散熱的要求，封裝越薄越好。

封裝大致經歷了以下發展過程：

結構：TO→DIP→PLCC→QFP→BGA→CSP

材料：金屬、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料

引腳形狀：長引線直插→短引線或無引線安裝→球形凸點

組裝方式：通孔插入→表面組裝→直接安裝

具體封裝形式如下：

1. SOP/SOIC封裝

SOP是SMAll Outline Package的縮寫，即小外形封裝。

SOP封裝技術于1968年至1969年由飛利浦公司研制成功，后逐漸衍生：

L SOJ，J-pin 小外形封裝

L TSOP，薄型封裝

L VSOP，非常小的封裝

L SSOP，減少 SOP

L TSSOP，薄縮減 SOP

L SOT，小型晶體管

L SOIC，小型集成電路

2.DIP封裝

DIP是“Double In line Package”的縮寫，即雙列直插封裝。

插件封裝的一種，管腳從封裝的兩側引出，封裝材料有塑料和陶瓷。 DIP是最流行的插件封裝，其應用范圍包括標準邏輯IC、存儲器LSI、微機電路等。

3.PLCC包

PLCC是英文“Plastic Lead chip Carrier”的縮寫，即塑料封裝J引線芯片封裝。

PLCC封裝為方形，32腳封裝，四周都是引腳。 整體尺寸遠小于DIP封裝。 PLCC封裝適用于采用SMT表面貼裝技術在PCB上安裝布線，具有體積小、可靠性高等優點。

4. TQFP封裝

TQFP是英文“Thin Quad Flat Package”的縮寫，即薄型塑封四方扁平封裝。 四面扁平封裝技術可以有效利用空間，從而降低對印刷電路板空間尺寸的要求。

由于降低了高度和體積，這種封裝工藝非常適合需要高空間的應用，例如 PCMCIA 卡和網絡設備。 幾乎所有的ALTERA的CPLD/FPGA都有TQFP封裝。

5. PQFP封裝

PQFP是英文“Plastic Quad Flat Package”的縮寫，即塑料封裝四方扁平封裝。

PQFP封裝的芯片管腳間距很小，管腳很細。 一般大規模或超大規模集成電路均采用這種封裝形式，引腳數一般在100個以上。

6.TSOP封裝

TSOP是“Thin Small Outline Package”的縮寫，即薄型小尺寸封裝。 TSOP內存封裝技術的一個典型特點是在封裝芯片周圍做引腳。 TSOP適用于采用SMT（表面貼裝）技術在PCB上安裝布線。

TSOP封裝降低了寄生參數（大電流變化引起的輸出電壓擾動），適用于高頻應用。 操作方便，可靠性高。

7.BGA封裝

BGA是“Ball Grid Array Package”的縮寫，即球柵陣列封裝。 20世紀90年代，隨著技術的進步，芯片集成度不斷提高，I/O引腳數量急劇增加，功耗也隨之增加，對集成電路封裝的要求也更加嚴格。 為了適應發展的需要，BGA封裝已經應用到生產中。

采用BGA技術封裝的內存，在相同體積的情況下，可以將內存容量提高兩到三倍。 與TSOP相比，BGA體積更小，散熱和電氣性能更好。 BGA封裝技術大大提高了每平方英寸的存儲容量。 采用BGA封裝技術的內存產品在同等容量下體積僅為TSOP封裝的三分之一。 此外，與傳統的TSOP封裝相比，BGA封裝具有更快、更有效的散熱方式。

BGA封裝的I/O端子以陣列形式呈圓形或柱狀焊點分布在封裝下方。 BGA技術的優勢在于，雖然I/O管腳數量增加了，但管腳間距并沒有減少，反而增加了，從而提高了組裝成品率。 雖然增加了功耗，但BGA可以采用可控塌陷芯片法進行焊接，可以提高其電熱性能。 與以往的封裝技術相比，厚度和重量都有所降低； 減少寄生參數，信號傳輸延遲小，使用頻率大大提高； 可共面焊接組裝，可靠性高。

8.TinyBGA封裝

說到BGA封裝，就不得不提Kingmax的TinyBGA專利技術。 TinyBGA的英文全稱是“Tiny Ball Grid”，是BGA封裝技術的一個分支，于1998年8月由Kingmax研制成功。芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14，可增加 內存容量是同體積的2~3倍。 與TSOP封裝產品相比，體積更小，散熱和電氣性能更好。

采用TinyBGA封裝技術的內存產品在同等容量下體積僅為TSOP封裝的1/3。 TSOP封裝存儲器的管腳是從芯片四周引出的，而TinyBGA是從芯片中央引出的。 這種方法有效地縮短了信號的傳輸距離。 信號傳輸線的長度僅為傳統TSOP技術的1/4，因此信號衰減也有所降低。 這不僅大大提高了芯片的抗干擾和抗噪聲能力，而且提高了電氣性能。 TinyBGA封裝芯片最高可以抵抗300MHz的外部頻率，而傳統的TSOP封裝技術只能抵抗最高150MHz的外部頻率。

TinyBGA封裝的內存也更薄（封裝高度小于0.8mm），從金屬基板到散熱器的有效散熱路徑只有0.36mm。 因此，TinyBGA內存具有更高的導熱效率，非常適合長時間運行的系統，穩定性極佳。

9.QFP封裝

QFP是“Quad Flat Package”的縮寫，即小方形平面封裝。 QFP封裝多用于早期顯卡，但很少有QFP封裝速度超過4ns的顯存。 因為技術和性能的問題，逐漸被TSOP-II和BGA取代。 QFP封裝在顆粒周圍有引腳，可以清晰識別。 四側引腳扁平封裝。 一種表面貼裝封裝，引腳從四邊引出，呈海鷗翼（L）形。

基板分為陶瓷、金屬和塑料三種。 從數量上看，塑料包裝占絕大多數。 當沒有特別指明材料時，大多數情況下使用塑料 QFP。 塑料QFP是最流行的多管腳LSI封裝，它不僅用于微處理器、門顯示器等數字邏輯LSI電路，也用于VTR信號處理、音頻信號處理等模擬LSI電路。

插針中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等規格。 0.65mm中心距規格最大引腳數為304個。

以上就是PCBA加工中常見的9種元器件封裝技術。