集成电路封装

一、DIP双列直插式封装
DIP(DualIn－line Package)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。

采用DIP封装的CPU芯片有
两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。

当然，也可
以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。

DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。

DIP封装具有以下特点：1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。

2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。

Intel系列CPU中8088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。

SIP:单列直插式封装.该类型的引脚在芯片单侧排列,引脚
节距等特征与DIP基本相同.
ZIP:Z型引脚直插式封装.该类型的引脚也在芯片单侧排列,只是引脚比SIP粗短些,节距等特征也与DIP基本相同.
S-DIP:收缩双列直插式封装.该类型的引脚在芯片两侧排列,引脚节距为1.778 mm,芯片集成度高于DIP.
SK-DIP:窄型双列直插式封装.除了芯片的宽度是DIP的1/2以外,其它特征与DIP 相同.PGA:针栅阵列插入式封装.封装底面垂直阵列布置引脚插脚,如同针栅.插脚节
距为2.54 mm或1.27mm,插脚数可多达数百脚.用于高速的且大规模和超大规模集成电路.
SOP:小外型封装.表面贴装型封装的一种,引脚端子从封装的两个
侧面引出,字母L状.引脚节距为1.27mm.
MSP:微方型封装.表面贴装型封装的一种,又叫QFI等,引脚端子从封装的四个侧面引出,呈I字形向下方延伸,没有向外突出的部分,实装占用面积小,引脚节距为
1.27mm.
二、PQFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装
QFP（Plastic Quad Flat Package）四方扁平封装的芯片引
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。

引脚端子从封装的两个侧面引出,呈L字形,引脚节距为
1.0mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm,0.4mm,0.3mm,引脚可达300脚以上.
PFP（Plastic Flat Package）方式封装的芯片与QFP方式基本相同。

唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长
方形。

QFP/PFP封装具有以下特点：
1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

2.适合高频使用。

3.操作方便，可靠性高。

4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。

TQFP封装
三、PGA插针网格阵列封装
PGA(Pin Grid Array Package)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。

ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。

把这种插座上的扳手轻轻抬起，CPU就可很容易、轻松地插入插座中。

然后将扳手压回原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触不良的问题。

而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起，则压力解除，CPU 芯片即可轻松取出。

PGA封装具有以下特点：
1.插拔操作更方便，可靠性高。

2.可适应更高的频率。

Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。

四、BGA球栅阵列封装
随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求
更加严格。

这是因为封装技术关系到产品的功能性，当IC
的频率超过100MHz时，传统封装方式可能会产生所谓的
“Crosstalk交调失真干扰”现象，而且当IC的管脚数大
于208 Pin时，传统的封装方式有其困难度。

因此，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(Ball Grid Array Package)
封装技术。

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。

BGA:球栅阵列封装.表面贴装型封装的一种,在PCB的背面布置二维阵列的球形端子,而不采用针脚引脚.焊球的节距通常为1.5mm,1.0mm,0.8mm,与PGA相比,不会出现针脚变形问题.
BGA封装技术又可详分为五大类：
1.PBGA（Plasric BGA）基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。

Intel系列CPU 中，Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。

2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装方式。

Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。

3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。

4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。

BGA封装具有以下特点：
1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。

2.虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。

3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。

4.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。

1987年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。

而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。

1993年，摩托罗拉率先将BGA 应用于移动电话。

同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。

直到五六年前，Intel公司在电脑CPU中（即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。

目前，BGA已成
为极其热门的IC封装技术，其全球市场规模在2000年为12亿块，预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

五、CSP芯片尺寸封装
随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到
CSP(Chip Size Package)。

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尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒（Die）大不超过1.4倍。

CSP:芯片级封装.一种超小型表面贴装型封装,其引脚也是球形端子,节距为0.8mm,0.65mm,0.5mm等.
CSP封装又可分为四类：
1.Lead Frame Type(传统导线架形式)，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。

2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型)，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。

3.Flexible Interposer Type(软质内插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。

其他代表厂商包括通用电气（GE）和NEC。

4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装)：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特点：
1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。

2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。

3.极大地缩短延迟时间。

CSP封装适用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。

未来则将大量应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络 WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。

六、MCM多芯片模块
为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题，把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统，从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。

MCM具有以下特点：
1.封装延迟时间缩小，易于实现模块高速化。

2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。

3.系统可靠性大大提高。

结束语
总之，由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展，集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化，而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。

PLCC是一种塑料有引脚(实际为J形引脚)的片式载体封装(也称四
边扁平J形引脚封装QFJ (quad flat J-lead package))，所以采用片式
载体是因为有时在系统中需要更换集成电路，因而先将芯片封装
在一种载体(carrier)内，然后将载体插入插座内，载体和插座通过
硬接触而导通的。

这样在需要时，只要在插座上取下载体就可方便地更换另一载体。

PLCC:无引线塑料封装载体.一种塑料封装的LCC.也用于高速,高频集成电路封装.
CLCC称陶瓷无引脚式载体封装(实际有引脚
但不伸出。

它是镶嵌在陶瓷管壳的四侧通过
接触而导通)。

有时也称为CLCC，但通常不
加C。

在陶瓷封装的情况下。

如对载体结构
和引脚形状稍加改变，载体的引脚就可直接
与PCB板进行焊接而不再需要插座。

这种封
装称为LDCC即陶瓷有引脚片式载体封装。

用于高速,高频集成电路封装.
TAB封装技术是先在铜箔上涂覆一层聚酰亚胺层。

然后用刻蚀方法将铜箔腐蚀出所需的引脚框架；再在聚酰亚胺层和铜层上制作出小孔，将金属填入铜图形的小孔内，制作出凸点(采用铜、金或镍等材料)。

由这些凸点与芯片上的压焊块连接起来，再由铸塑技术加以包封。

它的优点是由于不存在内引线高度问题．因而封
装厚度很薄，此外可获得很小的引脚节距(如0.5mm，0.25 mm)而有1000个以上的引脚等，但它的成本较高，因而其应用受到限制。

SVP:表面安装型垂直封装.表面贴装型封装的一种,引脚端子从封装的一个侧面引出,引脚在中间部位弯成直角,弯曲引脚的端部与PCB键合,为垂直安装的封装.实装占有面积很小.引脚节距为0.65mm,0.5mm .
SOJ:小外形J引脚封装.表面贴装型封装的一种,引脚端子从封装的两个侧面引出,呈J字形,引脚节距为1.27mm.
TCP:带载封装.在形成布线的绝缘带上搭载裸芯片,并与布线相连接的封装.与其他表面贴装型封装相比,芯片更薄,引脚节距更小,达0.25mm,而引脚数可达500针以上.
贴片电阻
常见封装有9种，用两种尺寸代码来表
示。

一种尺寸代码是由4位数字表示的EIA(美国电子工业协会)代码，前两位与后两位分别表示电阻的长与宽，以英寸为单
位。

我们常说的0603封装就是指英制代码。

另一种是米制代码，也由4位
数字表示，其单位为毫米。

下表列出贴片电阻封装英制和公制的关系及详细
的尺寸：
Note ：我们俗称的封装是指英制。

贴片电阻的功率是指通过电流时由于焦耳热电阻产生的
功率。

可根据焦耳定律算出：P=I 2 R 。

额定功率 ： 是指在某个温度下最大允许使用的功率，
通常指环境温度为70°C 时的额定功率。

额定电压：可以根据以下公式求出额定电压。

额定电压(V)＝√
额定功率(W)× 标称阻值(Ω)
最高工作电压 ：允许加载在贴片电阻两端的最高电压。

贴片电阻的封装与功率、电压关系如下表：
封装 额定功率(W)
@ 70°C
最高工作电压 (V) 工作温度(°C) 英制 (inch) 公制 (mm) 常规功率系列
01005 0402 1/32
15
-55 ~ +125
0201 0603 1/20
25 0402 1005 1/16
50 -55 ~ +155 0603 1608 1/10
50 0805 2012 1/8
150 **** **** 1/4
200 1210 3225 1/4 200 -55 ~ +125 1210 3225 3.20±0.20 2.50±0.20 0.55±0.10 0.50±0.20 0.50±0.20 1812 4832 4.50±0.20 3.20±0.20 0.55±0.10 0.50±0.20 0.50±0.20 2010 5025 5.00±0.20 2.50±0.20 0.55±0.10 0.60±0.20 0.60±0.20 2512 6432 6.40±0.20 3.20±0.20 0.55±0.10 0.60±0.20 0.60±0.20
2010 5025 1/2 200
2512 6432 1 200
图1 (-55 ~+125)功率及环境温度降额曲线图
图2 (-55 ~+155)功率及环境温度降额曲线图
注意事项：
•设计和使用贴片电阻时，最大功率不能超过其额定功率，否则会降低其可靠性。

•一般按额定功率的70%降额设计使用。

•也不能超过其最大工作电压，否则有击穿的危险。

•一般按最高工作电压的75%降额设计使用。

•当环境温度超过70°C，必须按照降额曲线图(图1,图2)降额使用。

贴片电容
贴片电容(单片陶瓷电容器)是目前用量比较大的常用元件，就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格，不同的规格有不同的用途。

下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。

不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是AVX公司的命名方法，其他公司的产品请参照该公司的产品手册。

NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。

在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。

所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。

一NPO电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。

它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。

NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。

在温度从-55℃到125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。

NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%，相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。

其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0. 1%。

NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。

下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。

封装DC=50V DC=100V
0805 0.5---1000pF 0.5---820pF
1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF
1210 560---5600pF 560---2700pF
2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μF
NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。

二X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。

当温度在-55℃到125℃时其容量变化为1 5%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。

X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。

X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。

它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。

下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。

封装DC=50V DC=100V
0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF
1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF
1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF
三Z5U电容器
Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。

这里首先需要考虑的是使用温度范围，对于Z5U 电容器主要的是它的小尺寸和低成本。

对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5 U电容器有最大的电容量。

但它的电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每10年下降5%。

尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。

尤其是在退耦电路的应用中。

下表给出了Z 5U电容器的取值范围。

封装DC=25V DC=50V
0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF
1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF
1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μF
Z5U电容器的其他技术指标如下:
工作温度范围10℃--- 85℃
温度特性22% ---- -56%
介质损耗最大4%
四Y5V电容器
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30℃到85℃范围内其容量变化可达22%到-82%。

Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。

Y5V电容器的取值范围如下表所示
封装DC=25V DC=50V
0805 0.01μF---0.39μF 0.01μF---0.1μF
1206 0.01μF---1μF 0.01μF---0.33μF
1210 0.1μF---1.5μF 0.01μF---0.47μF
2225 0.68μF---2.2μF 0.68μF---1.5μF
Y5V电容器的其他技术指标如下:
工作温度范围-30℃--- 85℃
温度特性22% ---- -82%
介质损耗最大5%
普通电容器的封装
直插电容封装
对铝电解电容器来讲，主要尺寸有4个：
L——电解电容器高度
D——电解电容器直径
F——电解电容器2引脚间距
d——电解电容器引脚直径
一般来说，额定电压高、容值大的电解电容器尺寸大。

对NPO瓷介电容器来讲，主要尺寸有4个：
W——NPO外壳最大宽度
H——NPO外壳高度
F——NPO引脚间距
d——NPO引脚直径
尺寸数据由生产厂家提供，常用的脚间距尺寸为100mil、200mil。

二极管和三极管：DO-35
MELF
SOD-123
SOT23
SOT-89
SOT-143 SOT-363 SOT-323 SOT-223 SOT-23
TO-252 TO-252-2 TO-92 TO-263 TO-220 TO-126 TO-3P
TO-247
TO-92L
TO-3
SC-88
SC-70-6
SOP封装的应用范围很广，而且以后逐渐派生出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）等在集成电路中都起到了举足轻重的作用。

像主板的频率发生器就是采用的SOP封装。