熱設(shè)計(jì)角度看常見(jiàn)元器件封裝形式當(dāng)今電子設(shè)備的性能受到傳統(tǒng)封裝和互連技術(shù)的制約，系統(tǒng)延遲通常來(lái)自于延遲和封裝延遲，尤其是高端系統(tǒng)80%以上的系統(tǒng)延遲是由于封裝延遲造成的。由此可見(jiàn)，電子封裝技術(shù)的重要性。熱設(shè)計(jì)中需了解不同元器件封裝的特點(diǎn)，有針對(duì)性地采取散熱措施。半導(dǎo)體元器向多引腳、輕重量、小尺寸、高速度方向發(fā)展，主要封裝形式的發(fā)展如下圖。。器件封裝最為直觀地是從其外形或裝配方式來(lái)區(qū)分，裝配方式通孔插裝型和表面貼裝型。下面分類(lèi)介紹終端產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)中常見(jiàn)有源器件的封裝形式電子元器件封裝發(fā)展趨勢(shì)1、插裝元器件的封裝形式1）、SIP封裝SIP（singlein-linepackage）單列直插式封裝。引腳從封裝一個(gè)側(cè)面引出，排列成一條直線(xiàn)。當(dāng)裝配到印刷基板上時(shí)封裝呈側(cè)立狀。引腳中心距通常為2.54mm，引腳數(shù)從2至23,多數(shù)為定制產(chǎn)品。封裝的形狀各異。也有的把形狀與ZIP相同的封裝稱(chēng)為SIP。2）、DIP封裝DIP（dualin-linepackage）雙列直插式封裝。插裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出，封裝材料有塑料和陶瓷兩種。DIP是最普及的插裝型封裝，應(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC，存貯器LSI，微機(jī)電路等。引腳中心距2.54mm，引腳數(shù)從6到64。封裝寬度通常為15.2mm。有的把寬度為7.52mm和10.16mm的封裝分別稱(chēng)為skinnyDIP和slimDIP（窄體型DIP）。但多數(shù)情況下并不加區(qū)分，只簡(jiǎn)單地統(tǒng)稱(chēng)為DIP。另外，用低熔點(diǎn)玻璃密封的陶瓷DIP也稱(chēng)為cerdip（見(jiàn)cerdip）。

3）、多引角的PGA封裝PGA（pingridarray）陳列引腳封裝。插裝型封裝之一，其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都采用多層陶瓷基板。在未專(zhuān)門(mén)表示出材料名稱(chēng)的情況下，多數(shù)為陶瓷PGA，用于高速大規(guī)模邏輯LSI電路，成本較高。引腳中心距通常為2.54mm，引腳數(shù)從64到447左右。了為降低成本，封裝基材可用玻璃環(huán)氧樹(shù)脂印刷基板代替。也有64?256引腳的塑料PGA。另外，還有一種引腳中心距為1.27mm的短引腳表面貼裝型PGA（碰焊PGA，表面貼裝型PGA）。2、表面貼裝型1）、SOP小外形封裝SOP（smallout-linepackage），又稱(chēng)小外形集成電路（SOIC），相當(dāng)于DIP的變形，即將DIP的直插式引腳向外彎曲90度，就成了適于SMT的封裝了，只是外形尺寸和重量比DIP小得多。這類(lèi)封裝結(jié)構(gòu)的引腳有兩種不同的形式，一種具有翼形引腳，通常稱(chēng)為SOP；另一種具有“形的引腳，引腳在封裝的下面，稱(chēng)為SOJ。SOJSOJS-SOP窄節(jié)距SOP引腳中心距小于1.27mm的SOP也稱(chēng)為SSOP；TSOP薄型SOP裝配高度不到1.27mm的SOP也稱(chēng)為T(mén)SOP。2)、多引角、小尺寸的BGA、QFP、PLCC、QFN、CSP等BGA(ballgridarray)球柵陣列封裝在印刷基板的背面按陳列方式制作出球形凸點(diǎn)用以代替引腳，在印刷基板的正面裝配LSI芯片，然后用模壓樹(shù)脂或灌封方法進(jìn)行密封。引腳可超過(guò)200，是多引腳LSI用的一種封裝。封裝本體也可做得比QFP(四側(cè)引腳扁平封裝)小。例如，引腳中心距為1.5mm的360引腳BGA僅為31mm見(jiàn)方；而引腳中心距為0.5mm的304引腳QFP為40mm見(jiàn)方。而且BGA不用擔(dān)心QFP那樣的引腳變形問(wèn)題。該封裝是美國(guó)Motorola公司開(kāi)發(fā)的，首先在便攜式電話(huà)等設(shè)備中被采用，今后在美國(guó)有可能在個(gè)人計(jì)算機(jī)中普及。最初，BGA的引腳(凸點(diǎn))中心距為1.5mm，引腳數(shù)為225，現(xiàn)在也有一些LSI廠家正在開(kāi)發(fā)500引腳的BGA。因材料或IC芯片連形式的不同常見(jiàn)的BGA封裝形式如下：PBGA(PlasticBGA)塑料焊球陣列封裝，基板一般為2-4層有機(jī)材料構(gòu)成的多層板；CBGA(CeramicBGA)陶瓷BGA，基板為陶瓷基板，是為解決PBGA吸潮而改進(jìn)的品種，PBGA的基板多是BT多層基板，而CBGA的基板是多層陶瓷基板；FCBGA(FilpChipBGA)倒裝芯片BGA，基板為硬質(zhì)多層基板，通過(guò)倒裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片與BGA襯底的連接。TBGA(TapeBGA)載帶球柵陣列，基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。有一些PBGA封裝為腔體結(jié)構(gòu)，分為腔體朝上和腔體朝下兩種。這種帶腔體的PBGA是為了增強(qiáng)其散熱性能，稱(chēng)之為熱增強(qiáng)型BGA，簡(jiǎn)稱(chēng)EBGA，有的也稱(chēng)之為CPBGA腔體塑料焊球陣列。BGA封裝、QFP(quadflatpackage)四側(cè)引腳扁平封裝引腳從四個(gè)側(cè)面引出呈海鷗翼(L)型，基材有陶瓷、金屬和塑料三種。從數(shù)量上看，塑料封裝占絕大部分。當(dāng)沒(méi)有特別表示出材料時(shí)，多數(shù)情況為塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引腳LSI封裝。不僅用于微處理器，門(mén)陳列等數(shù)字邏輯LSI電路，而且也用于VTR信號(hào)處理、音響信號(hào)處理等模擬LSI電路。引腳中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多種規(guī)格。0.65mm中心距規(guī)格中最多引腳數(shù)為304。日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)對(duì)QFP在引腳中心距上不加區(qū)別，而是根據(jù)封裝本體厚度分為QFP（2.0mm?3.6mm厚）、LQFP（1.4mm厚）和TQFP（1.0mm厚）三種。QFP封裝另外，有的LSI廠家把引腳中心距為0.5mm的QFP專(zhuān)門(mén)稱(chēng)為收縮型QFP或SQFP、VQFP。但有的廠家把引腳中心距為0.65mm及0.4mm的QFP也稱(chēng)為SQFP，至使名稱(chēng)稍有一些混亂。QFP的缺點(diǎn)是，當(dāng)引腳中心距小于0.65mm時(shí)，引腳容易彎曲。為了防止引腳變形，現(xiàn)已出現(xiàn)了幾種改進(jìn)的QFP品種。如封裝的四個(gè)角帶有樹(shù)指緩沖墊的BQFP；帶樹(shù)脂保護(hù)環(huán)覆蓋引腳前端的GQFP；在封裝本體里設(shè)置測(cè)試凸點(diǎn)、放在防止引腳變形的專(zhuān)用夾具里就可進(jìn)行測(cè)試的TPQFP。在邏輯LSI方面，不少開(kāi)發(fā)品和高可靠品都封裝在多層陶瓷QFP里。引腳中心距最小為0.4mm、引腳數(shù)最多為348的產(chǎn)品也已問(wèn)世。此外，也有用玻璃密封的陶瓷QFP。c）、PLCC（plasticleadedchipcarrier）帶引線(xiàn)的塑料芯片載體。引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出，呈丁字形，是塑料制品，引腳中心距1.27mm，引腳數(shù)從18到84。J形引腳不易變形，比QFP容易操作，但焊接后的外觀檢查較為困難。PLCC與LCC（也稱(chēng)QFN）相似。以前，兩者的區(qū)別僅在于前者用塑料，后者用陶瓷。但現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)用陶瓷制作的J形引腳封裝和用塑料制作的無(wú)引腳封裝（標(biāo)記為塑料LCC、PCLP、P-LCC等），已經(jīng)無(wú)法分辨。為此，日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)于1988年決定，把從四側(cè)引出J形引腳的封裝稱(chēng)為QFJ，把在四側(cè)帶有電極凸點(diǎn)的封裝稱(chēng)為QFN。PLCC封裝d）、QFNQFN（quadflatnon-leadedpackage）四側(cè)無(wú)引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。現(xiàn)在多稱(chēng)為L(zhǎng)CC。QFN是日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)規(guī)定的名稱(chēng)。封裝四側(cè)配置有電極觸點(diǎn)，由于無(wú)引腳，貼裝占有面積比QFP小，高度比QFP低。但是，當(dāng)印刷基板與封裝之間產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，在電極接觸處就不能得到緩解。因此電極觸點(diǎn)難于作到QFP的引腳那樣多，一般從14到100左右。材料有陶瓷和塑料兩種。當(dāng)有LCC標(biāo)記時(shí)基本上都是陶瓷QFN。電極觸點(diǎn)中心距1.27mm。塑料QFN是以玻璃環(huán)氧樹(shù)脂印刷基板基材的一種低成本封裝。電極觸點(diǎn)中心距除1.27mm夕卜，還有0.65mm和0.5mm兩種。這種封裝也稱(chēng)為塑料LCC、PCLC、P-LCC等。QFN封裝、CSP(ChipScalePackage)芯片級(jí)封裝。CSP封裝最新一代的內(nèi)存芯片封裝技術(shù)，其技術(shù)性能又有了新的提升。CSP封裝裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過(guò)1:1.14,已經(jīng)相當(dāng)接近1:1的理想情況，絕對(duì)尺寸也僅有32平方毫米，約為普通的BGA的1/3,僅僅相當(dāng)于TSOP內(nèi)存芯片面積的1/6。與BGA封裝相比，同等空間下CSP封裝可以將存儲(chǔ)容量提高三倍。CSP產(chǎn)品的主要特點(diǎn)：封裝體尺寸小。CSP封裝內(nèi)存不但體積小，同時(shí)也更薄，其金屬基板到散熱體的最有效散熱路徑僅有0.2毫米，大大提高了內(nèi)存芯片在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的可靠性，線(xiàn)路阻抗顯著減小，芯片速度也隨之得到大幅度提高。無(wú)論從份額還是增長(zhǎng)率來(lái)看，傳統(tǒng)的DIP封裝正在呈逐年萎縮的趨勢(shì)，雖然SOP是目前產(chǎn)量最多的封裝類(lèi)型，但是BGA和CSP的產(chǎn)量卻增長(zhǎng)最快，成為電子封裝業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。、其它新型封裝形式如多芯片組件(MCM)、三維封裝MCM(multi-chipmodule)多芯片組件。將多塊半導(dǎo)體裸芯片和其它片式元器件組裝在一塊多層互連基板上的一種封裝。根據(jù)基板材料分為多層印刷電路板型MCM(MCM-L)，陶瓷基板型MCM(MCM-C)和薄膜型MCM(MCM-D)三大類(lèi)。MCM-L是使用通常的玻璃環(huán)氧樹(shù)脂多層印刷基板的組件。布線(xiàn)密度不怎么高，成本較低。MCM-C是用厚膜技術(shù)形成多層布線(xiàn)，以陶瓷(氧化鋁或玻璃陶瓷)作為基板的組件，與使用多層陶瓷基板的厚膜混合IC類(lèi)似。兩者無(wú)明顯差別。布線(xiàn)密度高于MCM-LoMCM-D是用薄膜技術(shù)形成多層布線(xiàn)，以陶瓷(氧化鋁或氮化鋁)或Si、Al作為基板的組件布線(xiàn)密度在三種組件中是最高的，但成本也高。在MCM的基礎(chǔ)上，對(duì)于有限的面積，電子組裝必然在二維組裝的基礎(chǔ)上向Z方向發(fā)民，這就是所謂的三維(3D)封裝技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組裝的有效手段。在材料介質(zhì)方面，使用的包裝材料包