集成电路的封装及使用陈学平2024-09-17

2.3集成电路的封装012.4集成电路的使用02目录

01ONE2.3集成电路的封装

2.3集成电路的封装集成电路的封装，按材料可分为金属、陶瓷、塑料三类，按电极引脚的形式分为通孔插装式及表面安装式两类。这几种封装形式各有特点，应用领域也有区别。这里主要介绍通孔插装式引脚的集成电路封装与若干表面安装式引脚的封装形式。对于近年来迅速发展的表面安装技术（SMT）及表面安装元器件的封装也进行介绍。

TO晶体管外形封装TO（TransistorOut-line）的中文意思是“晶体管外形”。这是早期的封装规格，例如TO-92，TO-92L，TO-220，TO-252等都是插入式封装设计。近年来表面贴装市场需求量增大，TO封装也进展到表面贴装式封装，如图10-3所示。

图10-3TO封装

TO晶体管外形封装TO-252和TO-263就是表面贴装封装。其中TO-252又称为D-PAK，TO-263又称为D2PAK。

D-PAK封装的MOSFET有3个电极，栅极（G）、漏极（D）、源极（S）。其中漏极（D）的引脚被剪断不用，而是使用背面的散热板作漏极（D），直接焊接在PCB上，一方面用于输出大电流，一方面通过PCB散热，所以PCB的D-PAK焊盘有三处，漏极（D）焊盘较大。

DIP双列直插式封装DIP（DualIn-linePackage）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。封装材料有塑料和陶瓷两种。如图10-4所示。

DIP是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC，存储器LSI，微机电路等。Intel公司早期CPU，如8086、80286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。

3．QFP方型扁平式封装

如图10-5所示。

DIP双列直插式封装图10-4DIP封装图10-5QFP封装

SOP小尺寸封装SOP器件又称为SOIC（SmallOut-lineIntegratedCircuit），是DIP的缩小形式，引线中心距为1.27mm，材料有塑料和陶瓷两种。SOP也称为SOL和DFP，如图10-7所示。SOP封装标准有SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28等，SOP后面的数字表示引脚数，业界往往把“P”省略，叫SO（SmallOut-line）。

SOP小尺寸封装图10-6BQFP封装图10-7SOP器件

还派生出SOJ（J型引脚小外形封装）、TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、SSOP（缩小型SOP）、TSSOP（薄的缩小型SOP）及SOT（小外形晶体管）、SOIC（小外形集成电路）等。

PLCC塑封有引线芯片载体PLCC（PlasticLeadedChipCarrier），引线中心距为1.27mm，引线呈J形，向器件下方弯曲，有矩形、方形两种，如图10-8所示。

用途：现在大部分主板的BIOS都是采用的这种封装形式。

LCCC无引线陶瓷芯片载体LCCC（LeadlessCeramicChipCarrier）其电极中心距有1.0mm、1.27mm两种。通常电极数目为18～156个，如图10-9所示。

LCCC无引线陶瓷芯片载体图10-8PLCC封装图10-9LCCC封装

LCCC器件特点如下。

（1）寄生参数小，噪声、延时特性明显改善。

（2）应力小，焊点易开裂。

用途：用于高速，高频集成电路封装，主要用于军用电路。

PGA插针网格阵列封装PGA（PinGridArrayPackage）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。PGA封装如图10-10所示。

BGA球栅阵列封装除使用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（BallGridArrayPackage）封装技术，如图10-11所示。

BGA球栅阵列封装图10-10PGA封装图10-11BGA封装

用途：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。

CSP芯片尺寸封装随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求，封装技术已进步到CSP（ChipSizePackage）。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