晶元封裝技術簡介

我們經常聽說某某晶元採用什麼什麼的封裝方式，在我們的電腦中，存在著各種各樣不同處理晶元，那麼，它們又是是採用何種封裝形式呢？並且這些封裝形式又有什麼樣的技術特點以及優越性呢？那麼就請看看下面的這篇文章，將為你介紹個中晶元封裝形式的特點和優點。 　　一 DIP雙列直插式封裝
　　DIP(DualIn－line Package)是指採用雙列直插形式封裝的集成電路晶元，絕大多數中小規模集成電路(IC)均採用這種封裝形式，其引腳數一般不超過100個。採用DIP封裝的CPU晶元有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的晶元插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的晶元在從晶元插座上插拔時應特別小心，以免損壞引腳。
　　DIP封裝具有以下特點：
　　1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。
　　2.晶元面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就採用這種封裝形式，緩存(Cache)和早期的內存晶元也是這種封裝形式。
　　二 QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
　　QFP（Plastic Quad Flat Package）封裝的晶元引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規模或超大型集成電路都採用這種封裝形式，其引腳數一般在100個以上。用這種形式封裝的晶元必須採用SMD（表面俺裝設備技術）將晶元與主板焊接起來。採用SMD安裝的晶元不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將晶元各腳對準相應的焊點，即可實現與主板的焊接。用這種方法焊上去的晶元，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。
　　PFP（Plastic Flat Package）方式封裝的晶元與QFP方式基本相同。唯一的區別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。
　　QFP/PFP封裝具有以下特點：
　　1.適用於SMD表面俺裝技術在PCB電路板上安裝布線。
　　2.適合高頻使用。
　　3.操作方便，可靠性高。
　　4.晶元面積與封裝面積之間的比值較小。
　　Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板採用這種封裝形式。
　　三 PGA插針網格陣列封裝
　　PGA(Pin Grid Array Package)晶元封裝形式在晶元的內外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿晶元的四周間隔一定距離排列。根據引腳數目的多少，可以圍成2-5圈。安裝時，將晶元插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸，從486晶元開始，出現一種名為ZIF的CPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。

　　PGA封裝具有以下特點：
　　1.插拔操作更方便，可靠性高。
　　2.可適應更高的頻率。
　　Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均採用這種封裝形式。
　　四 BGA球柵陣列封裝
　　隨著集成電路技術的發展，對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關係到產品的功能性，當IC的頻率超過100MHz時，傳統封裝方式可能會產生所謂的“CrossTalk”現象，而且當IC的管腳數大於208 Pin時，傳統的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現今大多數的高腳數晶元（如圖形晶元與晶元組等）皆轉而使用BGA(Ball Grid Array Package)封裝技術。BGA一出現便成為CPU、主板上南/北橋晶元等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
　　BGA封裝技術又可詳分為五大類：
　　1.PBGA（Plasric BGA）基板：一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV處理器均採用這種封裝形式。
　　2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，晶元與基板間的電氣連接通常採用倒裝晶元（FlipChip，簡稱FC）的安裝方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro處理器均採用過這種封裝形式。
　　3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬質多層基板。
　　4.TBGA（TapeBGA）基板：基板為帶狀軟質的1-2層PCB電路板。
　　5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指封裝中央有方型低陷的晶元區（又稱空腔區）。
　　BGA封裝具有以下特點：
　　1.I/O引腳數雖然增多，但引腳之間的距離遠大於QFP封裝方式，提高了成品率。
　　2.雖然BGA的功耗增加，但由於採用的是可控塌陷晶元法焊接，從而可以改善電熱性能。
　　3.信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高。
　　4.組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。

　　五 CSP晶元尺寸封裝
　　隨著全球電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮，封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了晶元封裝外形的尺寸，做到裸晶元尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大於晶元的1.2倍，IC面積只比晶粒（Die）大不超過1.4倍。
　　CSP封裝又可分為四類：
　　1.Lead Frame Type(傳統導線架形式)，代錶廠商有富士通、日立、Rohm、高士達（Goldstar）等等。
　　2.Rigid Interposer Type(硬質內插板型)，代錶廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
　　3.Flexible Interposer Type(軟質內插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也採用相同的原理。其他代錶廠商包括通用電氣（GE）和NEC。
　　4.Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝)：有別於傳統的單一晶元封裝方式，WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一晶元，它號稱是封裝技術的未來主流，已投入研發的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。