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1、IC知识简介2IC封装2前言2封装技术概论2封装在IC制造流程中的位置31、DIP封装32、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装43、PGA插针网格阵列封装44、BGA球栅阵列封装45、CSP芯片尺寸封装56、MCM多芯片模块67、其它的封装形式6集成电路的代换技巧8一、直接代换81.同一型号IC的代换82.不同型号IC的代换8一些器件的英文名称8IC知识简介1947年第一颗电晶体发明成功，结束了真空管的时代，而1958年TI成功开发出全球第一颗IC，又宣告电晶体的时代结束，IC的时代由此正式开始。从此开始各式IC不断被开发出来，集成度也不断提升，面积也越来越小，而功能则越来越多

2、，性能和可靠性越来越好，这为当今社会的快速发展，起了很大的作用。IC具有集成度高、体积小、可靠性高、成本低等特点，是继电子管、晶体管之后的第二代电子器件。根据内部电路的规模，集成电路可分为以下几类：1、 小规模集成电路：内部只有100个元件以下或10个逻辑门以下的集成电路称为小规模集成电路；2、 MSI（中规模集成电路）：内部元件数在100个以上、1000个以下，或逻辑门在10个以上、100个以下的称为中规模集成电路；3、 LSI（大规模集成电路）：内部有100010000个元件，或逻辑门在1001000个的集成电路称大规模集成电路（LSI）；4、 VLSI（超大规模集成电路）：内部元件数在1

3、0000100000以上的集成电路成为超大规模集成电路。IC的温度范围主要有以下几种：C= 0 至 +70 (商业级)I= -20 至 +85 (工业级)E= -40 至 +85 (扩展工业级)A= -40 至 +85 (航空级)M= -55 至 +125 (军品级)IC封装前言对于CPU，大家已经很熟悉了，相信你可以如数家珍似地说出各款的型号特点。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装，真正熟悉的人便寥寥无几。所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电器性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。芯片通过导线连接到封装外壳的引脚，这些引

4、脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此，封装对于集成电路来说起着重要的作用。封装技术概论人类迈入了21世纪，可以说今后世界的发展都是建立在电子工业的基础上，而电子工业的基础则是IC制造技术。芯片封装技术的目的在于赋予IC芯片一套组织架构，使其能够发挥稳定的功能。以芯片的整个制造过程而言，芯片封装技术属于产品后期的制造技术，因此常被认为仅仅是芯片电路制造技术的配角之一。事实上，封装技术的范围涵盖广泛，它应用了物理、化学、机械、材料、机电等等知识，也使用了金属、陶瓷、高分子等各种各样的材料。在微电子领域中对芯片的功能要求越来越高，对芯片的使用环境越来越苛刻。开发芯片封装技术的重要性不亚于芯

5、片制造技术和其他微电子相关技术，故世界上各大微电子公司都争相研发新一代的封装方式，以求得技术的领先。封装的主要生产过程包括：晶圆切割，将晶圆上每一晶粒加以切割分离；粘晶（Die-Attach），将切割完成的晶粒放置在导线架上；焊线（WireBond），将晶粒信号接点用金属线连接至导线架上；封胶，将晶粒与外界隔绝；剪切/成型，将封胶后多余的残胶去除，并将导线架上IC加以剪切成型；印字，在IC表面打上型号、生产日期、批号等信息；检测，测试芯片产品的优劣。集成电路的封装材料主要有三种：塑料、金属以及陶瓷。封装在IC制造流程中的位置怎样衡量一个芯片封装技术是否先进呢？首先，要看芯片面积与封装面积之比，

6、其比值越接近1越好。当然这个比值永远也不可能等于1，那应该称作“裸晶”。例如以采用40引脚的塑封双列直插式封装(PDIP)的CPU为例，其芯片面积/封装面积=33/15.2450=1/85，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。接着要看引脚的设计。理论上来说引脚要尽量的短，以减少信号延迟；引脚间的距离要尽量远，以保证互不干扰。但随着晶体管集成的数量越来越庞大，单一芯片中附加的功能越来越多，引脚的数目正在与日俱增，其间距也越来越小。引脚的数量从几十，逐渐增加到几百，今后5年内可能达2000。基于散热的要求，封装越薄越好。随着芯片集成度的提高，芯

7、片的发热量也越来越大。除了采用更为精细的芯片制造工艺以外，封装设计的优劣也是至关重要的因素。设计出色的封装形式可以大大增加芯片的各项电器性能。如比较小的阻抗值、较强的抗干扰能力、较小的信号失真等。芯片的封装技术经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM。技术指标和电器性能一代比一代先进。下面就给大家介绍芯片的各种封装技术。1、DIP封装在20世纪70年代流行的是双列直插封装DIP(DualInlinePackage)，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均采用这种封装形式，其引脚一般不超过100个，是Intel的8位和16位处理芯片采用的

8、封装方式。缓存芯片、BIOS芯片和早期的内存芯片也使用这种封装形式，它的引脚从两端引出，需要插入到专用的DIP芯片插座上。当然，也可以直接在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。后来衍生的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。封装的材料也是多种多样，含玻璃陶瓷封装、塑料包封装、陶瓷低熔玻璃封装等。DIP封装适合焊接在早期的单层PCB电路板上，采用穿孔焊接方式，操作方便。但由于芯片面积与封装面积之间的比值较大，所以体积也较大，同时发热量也很高。DIP封装具有以下特点：1.适合在PCB

9、(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)和早期的内存芯片是这种封装形式。主要有两种形式：1.CDIP(Ceramic Dual-In-Line Package):陶瓷双列直插式封装2.PDIP(Plastic Dual-In-Line Package):塑料双列直插式封装2、QFP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）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

10、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（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。

11、QFP封装形式有以下几种：1. CQFP (Ceramic Quad Flat Pack)：陶瓷四方扁平封装2. PQFP (Plastic Quad Flat Pack)：塑料四方扁平封装3. SSQFP (Self-Solder Quad Flat Pack )：自焊接式四方扁平封装4. TQFP (Thin Quad Flat Pack)：纤薄四方扁平封装5. SQFP (Shrink Quad Flat Package)：缩小四方扁平封装3、PGA插针网格阵列封装（CPGA(Ceramic Pin Grid Array):陶瓷针栅阵列封装）PGA(Pin Grid Array Pack

12、age)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

13、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。4、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”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 Ar

14、ray 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封装技术又可详分为以下几类： 1.PBGA（Plasric BGA）：塑胶球栅阵列，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）：陶瓷球状栅格阵列，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（Fi

15、lpChipBGA）：倒装球栅阵列，硬质多层基板。 4.TBGA（TapeBGA）：载带球栅阵列，基板为带状软质的1-2层PCB电路板。 5.CDPBGA（Carity Down PBGA）：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。6.EPBGA(Enhanced Plastic Ball Grid Array):增强的塑胶球栅阵列7.FC-CBGA(Flip Chip Ceramic Ball Grid Array):倒装陶瓷球栅阵列8.FC-PBGA(Flip Chip Plastic Ball Grid Array):倒装塑胶球栅阵列BGA封装具有以下特点：1.I/O引脚数虽然增多，

16、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

17、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。5、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、

18、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

19、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WLANGigabitEthemet、ADSL手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。6、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

20、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。主要形式： 1.陶瓷2.金属3.DIP双列直插4.扁平封装管壳7、其它的封装形式 SIP(Single-In-Line Package):单列直插式封装 SIPP(Single In-Line Pin Package):单列直插式接脚封装 SOP(Small Outline Package):小外形封装 , 其引脚数目在28以下，引脚分布在两边，手机电路中的码片，字库，电子开关，频率合成器，功放等集成电路常采用这种SOP封装。 MSOP(Miniature Small-Outline

21、 Package):微型外廓封装 QSOP(Quarter-Sized Outline Package):四分一尺寸外型封装 QVSOP(Quarter-sized Very Small-Outline Package):四分一体积特小外型封装 SSOP(Shrink Small-Outline Package):紧缩的小轮廓封装 TSOP(Thin Small-Outline Package):薄型小外型封装 TSSOP(Thin Shrink Small Outline Package):薄型紧缩的小轮廓封装 VSOP（Very Small Outline Package）：甚小外形封装

22、SOT：小外形晶体管，是指内存芯片的两边有一排小的J形引脚，直接附着在印刷电路板的表面上。SOJ封装一般应用在EDO DRAM。 SOIC：小外形集成电路，SOIC是矩形的“双列形”陶瓷管壳。其典型尺寸小于标准封装管壳。引脚间距为0.50。引脚数一般是8-24个，有翼形引脚。 DCA(Direct Chip Attach):芯片直接贴装，将半导体器件直接与电路板互连，从而消除了一层封装。 SOJ:Small Outline J-Lead Package):J形引线小外形封装 LCC(Leadless Chip Carrier):无引线芯片承载封装， 是一个带有贴片腔体的低剖面封装管壳，他兼顾了

23、管壳尺寸。引脚连接通常都在管壳四面，由金属化区通常称为堡垒组成。堡垒是镀金的，通常其中线为.040或.050英寸。引脚数超过100个，中线按0.020或0.025英寸设置。这可以将管壳尺寸或外部尺寸减少到最低。 引脚轮廓一般规定为JEDEC，通常分A、B、C、D或E型，最常用的轮廓是C型。无引线载体可以直接焊接在PC板上，当温度在70上起伏时，超过40个引脚的管壳，建议不要直接焊接到PC板上，因为这样会导致TCE，PC板和管壳之间的“热不吻和”最终会导致焊接不牢。 有引脚则不会出现这样的问题，因为他有很多引脚，可以消除热应力。 CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier

24、Package):陶瓷引线芯片承载封装 LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier):无引线陶瓷芯片承载封装 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier):塑料式引线芯片承载封装，适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线，具有外形尺寸小、可靠性高的优点。 PLCC(Plastic Leadless Chip Carrier):塑料无引线芯片承载封装 CGA(Column Grid Array)柱栅阵列，圆柱栅格阵列,用2微米长、0.4微米宽的微型金属柱组成格栅。CGA既可提供电路连接，又控制了电磁干扰，并且有效地节省了部件的总体积。 CCGA(

25、Ceramic Column Grid Array):陶瓷圆柱栅格阵列 LGA(Land Grid Array)：矩栅阵列(岸面栅格阵列)是一种没有焊球的重要封装形式，它可直接安装到印制线路板(PCB)上，比其它BGA封装在与基板或衬底的互连形式要方便的多，被广泛应用于微处理器和其他高端芯片封装上. FCIP(Flip Chip In Package):倒装片封装 TAPP(Thin Array Plastic Pack)纤薄阵列塑料封装：TAPP技术具有高、低I/O数、多裸片及SiP等选择，还提供单行及多行标准格式，封装厚度在0.4mm至0.7mm之间，采用无铅焊接和外露裸片盘。TAPP技术

26、适合用于高速网络、RF产品、PDA、高密度消费产品及电信等领域。集成电路的代换技巧一、直接代换直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC，代换后不影响机器的主要性能与指标。其代换原则是：代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同；还应注意逻辑极性相同，即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。例如：图像中放IC，TA7607与TA7611，前者为反向高放AGC，后者为正向高放AGC，故不能直接代换。除此之外还有输出不同极性AFT电压，输出不同极性的同步脉冲等IC都不能直接代换，即使是同一公司或厂家的产品，都应注意区

27、分。性能指标是指IC的主要电参数（或主要特性曲线）、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。其中1.同一型号IC的代换同一型号IC的代换一般是可靠的，安装集成电路时，要注意方向不要搞错，否则，通电时集成电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC，虽型号、功能、特性相同，但引脚排列顺序的方向是有所不同的。 例如，双声道功放IC LA4507，其引脚有“正”、“反”之分，其起始脚标注（色点或凹坑）方向不同；没有后缀与后缀为R的IC等,例如 M5115P与M5115RP.2.不同型号IC的代换型号前缀字母相同、数字不同IC的代换。这种

28、代换只要相互间的引脚功能完全相同，其内部电路和电参数稍有差异，也可相互直接代换。如：伴音中放IC LA1363和LA1365，后者比前者在IC第脚内部增加了一个稳压二极管，其它完全一样。型号前缀字母不同、数字相同IC的代换。一般情况下，前缀字母是表示生产厂家及电路的类别，前缀字母后面的数字相同，大多数可以直接代换。但也有少数，虽数字相同，但功能却完全不同。例如，HA1364是伴音IC，而uPC1364是色解码IC；4558，8脚的是运算放大器NJM4558,14脚的是CD4558数字电路； 故二者完全不能代换。型号前缀字母和数字都不同IC的代换。有的厂家引进未封装的IC芯片，然后加工成按本厂命

29、名的产品。还有如为了提高某些参数指标而改进产品。这些产品常用不同型号进行命名或用型号后缀加以区别。例如，AN380与uPC1380可以直接代换；AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代换。一些器件的英文名称Crystal：石英体IC（Integrated Circuit）：集成电路Crystal Oscillator：石英振荡器Fixed Inductor：固定叫感器Transistor：三极管SMD Transistor：贴片三极管Switching Diode：开关二极管LED Display：发光数码管SMD Diode：贴片二极管Chip Cap：贴片电容器Chip Re

30、sistor：贴片电阻Germanium Diode：检波二极管Sensor：光敏感应器Cable：电缆Capacitor：电容Connector：连接器Fuse：保险丝Potentiometers：电位器CPLD：复杂可编程逻辑器件FPGA：现场可编程逻辑阵列ADC：模数转换器DAC：数模转换器RAM：随机存储器ROM：只读存储器OTP：一次可编程（One Time Programmable）产品命名信息1、MAXIM(美信公司)MAXIM推出的专有产品数量在以相当可观的速度增长。这些器件都按以功能划分的产品类别进行归类。MAXIM目前是在其每种产品的唯一编号前加前缀 “MAX”。三字母后缀

31、：例如：MAX358CPDMAX=美信公司代号C=温度范围P=封装类型D=管脚数四字母后缀：例如：MAX1480ACPTMAX=美信公司代号A=指标等级或附带功能C=温度范围P=封装类型T=管脚数温度范围：C= 0 至 +70 (商业级)I= -20 至 +85 (工业级)E= -40 至 +85 (扩展工业级)A= -40 至 +85 (航空级)M= -55 至 +125 (军品级)封装类型：A SSOP (缩小外型封装)B CERQUADC TO-220，TQFP (薄型四方扁平封装)D 陶瓷铜顶封装E 四分之一大的小外型封装F 陶瓷扁平封装H 模块封装，SBGA (超级球式栅格阵列，55 TQPF) J CERDIP (陶瓷双列直插)K TO-3 塑料接脚栅格阵列L LCC (无引线芯片承载封装)M MQFP (公制四方扁平封装)N 窄体塑封双列直插P 塑封双列直插Q PLCC (塑料式引线芯片承载封装)R 窄体陶瓷双列直插封装 (300mil)