一、封装是什么?
封装，就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下 降。另一方面，封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造，因此它是至关重要的。 衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近1越好。
二、封装时主要考虑的因素
1、 芯片面积与封装面积之比为提高封装效率，尽量接近1：1;2、 引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远，以保证互不干扰，提高性能;3、 基于散热的要求，封装越薄越好。
三、封装大致经过了如下发展进程
结构方面：TO->DIP->PLCC->QFP->PGA->BGA ->CSP->MCM;材料方面：金属、陶瓷->陶瓷、塑料->塑料;引脚形状：长引线直插->短引线或无引线贴装->球状凸点;装配方式：通孔插装->表面组装->直接安装
四、封装的分类：
封装有不同的分类方法。按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型(SMD，见注释)和高级封装。 从不同的角度出发,其分类方法大致有以下几种:1,按芯片的装载方式;2,按芯片的基板类 型;3,按芯片的封接或封装方式;4,按芯片的封装材料等;5,按芯片的外型结构.前三类属一级封装的范畴,涉及裸芯片及其电极和引线的封装或封接,笔者 只作简单阐述,后二类属二级封装的范畴,对PCB设计大有用处,笔者将作详细分析. 1.按芯片的装载方式分类 裸芯片在装载时,它的有电极的一面可以朝上也可以朝下,因此,芯片就有正装片和倒装片之分,布线面朝上为正装片,反之为倒装片. 另外,裸芯片在装载时,它们的电气连接方式亦有所不同,有的采用有引线键合方式,有的则采用无引线键合方式 2.按芯片的基板类型分类基板的作用是搭载和固定裸芯片,同时兼有绝缘,导热,隔离及保护作用.它是芯片内外电路连接的桥梁.从材料上看,基板有有机和无机之分,从结构上看,基板有单层的,双层的,多层的和复合的. 3.按芯片的封接或封装方式分类裸芯片裸芯片及其电极和引线的封装或封接方式可以分为两类,即气密性封装和树脂封装,而气密性封装中,根据封装材料的不同又可分为:金属封装,陶瓷封装和玻璃封装三种类型. 4.按芯片的封装材料分类 按芯片的封装材料分有金属封装,陶瓷封装,金属-陶瓷封装,塑料封装. 金属封装:金属材料可以冲,压,因此有封装精度高,尺寸严格,便于大量生产,价格低廉等优点. 陶瓷封装:陶瓷材料的电气性能优良,适用于高密度封装. 金属-陶瓷封装:兼有金属封装和陶瓷封装的优点. 塑料封装:塑料的可塑性强,成本低廉,工艺简单,适合大批量生产. 5.按芯片的外型,结构分类大致有:DIP，SIP，ZIP，S-DIP，SK-DIP，PGA，SOP，MSP，QFP，SVP，LCCC，PLCC，SOJ，BGA，CSP，TCP等,其中前6种属引脚插入型,随后的9种为表面贴装型,最后一种是TAB型(见注释).
1. DIP:双列直插式封装.顾名思义,该类型的引脚在芯片两侧排列,是插入式封装中最常见的一种,引脚节距为2.54 mm,电气性能优良,又有利于散热,可制成大功率器件. 2. 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. 3. 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. 4. 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. 5. 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. 6. 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. 7. QFP:四方扁平封装.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. 8. 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 . 9. LCCC:无引线陶瓷封装载体.在陶瓷基板的四个侧面都设有电极焊盘而无引脚的表面贴装型封装.用于高速,高频集成电路封装. 10. 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. 11. 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. 12. 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. 13. 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. 14. 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.
五、按封装历史介绍封装形式
(TO->DIP->PLCC->QFP->PGA->BGA->CSP->MCM)
1、DIP双列直插式封装
图1 DIP封装图
QFP封装
PFP封装的80386
PGA封装
BGA封装
5、CSP芯片尺寸封装
CSP封装
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。
注释：SMD：它是Surface Mounted Devices的缩写，意为：表面贴装器件，它是SMT(Surface Mount Technology 中文:表面贴装技术)元器件中的一种。 TAB：正载带自动焊(Tape Automated Boning)技术是一种基于将芯片组装在金属化柔性高分子载带上的集成电路封装技术。它的工艺主要是先在芯片上形成凸点,将芯片上的凸点同载带上的焊点 通过引线压焊机自动的键合在一起,然后对芯片进行密封保护。载带既作为芯片的支撑体,又作为芯片同周围电路的连接引线。
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1、BGA 封装 (ball grid array)
球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用 以 代替引脚，在印 刷基板的正面装配 LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也 称为凸 点陈列载体(PAC)。引脚可超过200，是多引脚 LSI 用的一种封装。 封装本体也可做得比 QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如，引脚中心距为1.5mm 的360 引脚 BGA 仅为31mm 见方;而引脚中心距为0.5mm 的304 引脚 QFP 为40mm 见方。而且 BGA 不 用担 心 QFP 那样的引脚变形问题。 该封装是美国 Motorola 公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在 美国有 可 能在个人计算机中普及。最初，BGA 的引脚(凸点)中心距为 1.5mm，引脚数为225。现在 也有 一些 LSI 厂家正在开发500 引脚的 BGA。 BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方 法。有的认为 ， 由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。 美国 Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为 OMPAC，而把灌封方法密封的封装称为 GPAC(见 OMPAC 和 GPAC)。
2、BQFP 封装 (quad flat package with bumper)
带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP 封装之一，在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫) 以 防止在运送过程 中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和 ASIC 等电路中 采用 此封装。引脚中心距0.635mm， 引脚数从84 到196 左右(见 QFP)。
3、碰焊 PGA 封装 (butt joint pin grid array)
表面贴装型 PGA 的别称(见表面贴装型 PGA)。
4、C-(ceramic) 封装
表示陶瓷封装的记号。例如，CDIP 表示的是陶瓷 DIP。是在实际中经常使用的记号。
5、Cerdip 封装
用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装，用于 ECL RAM，DSP(数字信号处理器)等电路。带有 玻璃窗口的Cerdip
用于紫外线擦除型 EPROM 以及内部带有 EPROM 的微机电路等。引脚中 心 距2.54mm，引脚数从8 到42。在 日本，此封装表示为 DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。
6、Cerquad 封装
表面贴装型封装之一，即用下密封的陶瓷 QFP，用于封装 DSP 等的逻辑 LSI 电路。带有窗 口的 Cerquad用 于封装 EPROM 电路。散热性比塑料 QFP 好，在自然空冷条件下可容许1. 5～ 2W 的功率。但封装成本比塑料
QFP 高3～5 倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、 0.5mm、 0.4mm 等多种规格。引脚数从32 到368。
带引脚的陶瓷芯片载体，表面贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形 。 带有窗口的用于 封装紫外线擦除型 EPROM 以及带有 EPROM 的微机电路等。此封装也称为 QFJ、QFJ-G(见 QFJ)。
7、CLCC 封装 (ceramic leaded chip carrier)
带引脚的陶瓷芯片载体，表面贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形。带有窗口的用于封装紫 外线擦除型 EPROM 以及带有 EPROM 的微机电路等。此封装也称为 QFJ、QFJ-G(见 QFJ)。
8、COB 封装 (chip on board)
板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与基 板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用树脂覆 盖以确保可*性。虽然 COB 是最简单的裸芯片贴装技术，但它的封装密度远不如 TAB 和倒片 焊技术。
9、DFP(dual flat package)
双侧引脚扁平封装。是 SOP 的别称(见 SOP)。以前曾有此称法，现在已基本上不用。
10、DIC(dual in-line ceramic package)
陶瓷 DIP(含玻璃密封)的别称(见 DIP).
11、DIL(dual in-line) DIP 的别称(见 DIP)。欧洲半导体厂家多用此名称。
12、DIP(dual in-line package) 双列直插式封装。
插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。 DIP 是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑 IC，存贮器 LSI，微机电路等。
引脚中心距2.54mm，引脚数从6 到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm 和10.16mm 的封 装分别称为 skinny DIP 和 slim DIP(窄体型 DIP)。但多数情况下并不加区分，只简单地统称为 DIP。另外，用低熔点玻璃密封的陶瓷 DIP 也称为 cerdip(见 cerdip)。
13、DSO(dual small out-lint)
双侧引脚小外形封装。SOP 的别称(见 SOP)。部分半导体厂家采用此名称。
14、DICP(dual tape carrier package)
双侧引脚带载封装。TCP(带载封装)之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。由于利用的是 TAB(自 动带载焊接)技术，封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动 LSI，但多数为定制品。另外，0.5mm 厚的存储器 LSI簿形封装正处于开发阶段。在日本，按照 EIAJ(日本电子机械工业)会标准规定，将 DICP 命名为DTP。
15、DIP(dual tape carrier package)
同上。日本电子机械工业会标准对 DTCP 的命名(见 DTCP)。
16、FP(flat package)
扁平封装。表面贴装型封装之一。QFP 或 SOP(见 QFP 和 SOP)的别称。部分半导体厂家采用此名称。
17、Flip-chip
倒焊芯片。裸芯片封装技术之一，在 LSI 芯片的电极区制作好金属凸点，然后把金属凸点与印刷基板上 的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有封装技术中体积最小、最薄的一种。
但如果基板的热膨胀系数与 LSI 芯片不同，就会在接合处产生反应，从而影响连接的可靠性。因此必须用树脂来加固 LSI 芯片，并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。其中SiS 756北桥芯片采用最新的Flip-chip封装，全面支持AMD Athlon 64/FX中央处理器。支持PCI Express X16接口，提供显卡最高8GB/s双向传输带宽。支持最高HyperTransport Technology，最高2000MT/s MHz的传输带 宽。内建矽统科技独家Advanced HyperStreaming Technology，MuTIOL 1G Technology。
18、FQFP(fine pitch quad flat package)
小引脚中心距 QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm 的 QFP(见 QFP)。部分导导体厂家采用此名称。塑 料四边引出扁平封装 PQFP(Plastic Quad Flat Package)PQFP 的封装形式最为普遍。其芯片引脚之间距离很小，引脚很细，很多大规模或超大集成电路都采用这 种封装形式，引脚数量一般都在100个以上。Intel 系列 CPU 中80286、80386和某些486主板芯片采用这种封装形式。 此种封装形式的芯片必须采用 SMT 技术(表面安装设备)将芯片与电路板焊接起来。采用 SMT 技术安装的芯片 不必在电路板上打孔，一般在电路板表面上有设计好的相应引脚的焊点。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。SMT 技术也被广泛的使用在芯 片焊接领域，此后很多高级的封装技术都需要使用 SMT 焊接。
以下是一颗 AMD 的 QFP 封装的286处理器芯片。0.5mm 焊区中心距，208根 I/O 引脚，外形尺寸28×28mm， 芯片尺寸10×10mm，则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:7.8，由此可见 QFP 比 DIP 的封装尺寸大大减小了。
PQFP 封装的主板声卡芯片 19、CPAC(globe top pad array carrier)
美国 Motorola 公司对 BGA 的别称(见 BGA)。
20、CQFP 軍用晶片陶瓷平版封裝 (Ceramic Quad Flat-pack Package)
右邊這顆晶片為一種軍用晶片封裝(CQFP)，這是封裝還沒被放入晶體以前的樣子。這種封裝在軍用品以及航太工 業用晶片才有機會見到。晶片槽旁邊有厚厚的黃金隔層(有高起來，照片上不明顯)用來防止輻射及其他干擾。 外圍有螺絲孔可以將晶片牢牢固定在主機板上。而最有趣的就是四周的鍍金針腳，這種設計可以大大減少晶片封裝的厚度並提供極佳的散熱。
21、H-(with heat sink)
表示带散热器的标记。例如，HSOP 表示带散热器的 SOP。
22、Pin Grid Array(Surface Mount Type)
表面贴装型 PGA。通常 PGA 为插装型封装，引脚长约3.4mm。表面贴装型 PGA 在封装的 底面有陈列状的引脚，其长度从1.5mm 到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法，因而也称 为碰焊 PGA。因为引脚中心距只有1.27mm，比插装型 PGA 小一半，所以封装本体可制作得不 怎么大，而引脚数比插装型多(250～528)，是大规模逻辑 LSI 用的封装。封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。
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23、JLCC 封装(J-leaded chip carrier)
J 形引脚芯片载体。指带窗口 CLCC 和带窗口的陶瓷 QFJ 的别称(见 CLCC 和 QFJ)。部分半导体厂家 采用的名称。
24、LCC 封装(Leadless chip carrier)
无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是高速和高频 IC 用 封装，也称为陶瓷 QFN 或 QFN-C(见 QFN)。
25、LGA 封装(land grid array)
触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现已实用的有227 触 点(1.27mm 中心距)和447 触点(2.54mm 中心距)的陶瓷 LGA，应用于高速逻辑 LSI 电路。
LGA 与 QFP 相比，能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外，由于引线的阻抗小，对于高速 LSI 是很适用的。但由于插座制作复杂，成本高，现在基本上不怎么使用。预计今后对其需求会有所增加。
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芯片上引线封装。LSI 封装技术之一，引线框架的前端处于芯片上方的一种结构，芯片的中心附近制作 有凸焊点，用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面附近的结构相比，在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm 左右宽度。
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27、LQFP 封装(low profile quad flat package)
薄型 QFP。指封装本体厚度为1.4mm 的 QFP，是日本电子机械工业会根据制定的新 QFP外形规格所用的名称。
28、L-QUAD 封装
陶瓷 QFP 之一。封装基板用氮化铝，基导热率比氧化铝高7～8 倍，具有较好的散热性。 封装的框架用氧化铝，芯片用灌封法密封，从而抑制了成本。是为逻辑 LSI 开发的一种封装，在自然空冷条件下可容许 W3的功率。现已开发出了208 引脚(0.5mm 中心距)和160 引脚(0.65mm 中心距)的 LSI 逻辑用封
装，并于1993 年10 月开始投入批量生产。
29、MCM封装(multi-chip module)
多芯片组件。将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。
根据基板材料可分为MCM-L，MCM-C 和MCM-D 三大类。
MCM-L 是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。布线密度不怎么高，成本较低。
MCM-C 是用厚膜技术形成多层布线，以陶瓷(氧化铝或玻璃陶瓷)作为基板的组件，与使用多层陶瓷基板的厚膜混合IC 类似。两者无明显差别。布线密度高于MCM-L。
MCM-D 是用薄膜技术形成多层布线，以陶瓷(氧化铝或氮化铝)或Si、Al 作为基板的组件。布线密谋在三种组件中是最高的，但成本也高。
30、MFP 封装( mini flat package)
小形扁平封装。塑料 SOP 或 SSOP 的别称(见 SOP 和 SSOP)。部分半导体厂家采用的名称。
31、MQFP 封装 (metric quad flat package)
按照 JEDEC(美国联合电子设备委员会)标准对 QFP 进行的一种分类。指引脚中心距为0.65mm、本体厚度 为3.8mm～2.0mm 的标准 QFP(见 QFP)。
32、MQUAD 封装 (metal quad)
美国 Olin 公司开发的一种 QFP 封装。基板与封盖均采用铝材，用粘合剂密封。在自然空冷条件下可 容许2.5W～2.8W 的功率。日本新光电气工业公司于1993 年获得特许开始生产。
33、MSP 封装 (mini square package)
QFI 的别称(见 QFI)，在开发初期多称为 MSP。QFI 是日本电子机械工业会规定的名称。
34、OPMAC 封装 (over molded pad array carrier)
模压树脂密封凸点陈列载体。美国 Motorola 公司对模压树脂密封 BGA 采用的名称(见 BGA)。
35、P-(plastic) 封装
表示塑料封装的记号。如 PDIP 表示塑料 DIP。
36、PAC 封装 (pad array carrier)
凸点陈列载体，BGA 的别称(见 BGA)。
37、PCLP(printed circuit board leadless package)
印刷电路板无引线封装。日本富士通公司对塑料 QFN(塑料 LCC)采用的名称(见 QFN)。引脚中心距有
0.55mm 和0.4mm 两种规格。目前正处于开发阶段。
38、PFPF(plastic flat package)
塑料扁平封装。塑料 QFP 的别称(见 QFP)。部分 LSI 厂家采用的名称。
39、PGA(pin grid array)
陈列引脚封装。插装型封装之一，其底面的垂直引脚呈陈列状排列。封装基材基本上都采用多层陶瓷基 板。在未专门表示出材料名称的情况下，多数为陶瓷 PGA，用于高速大规模逻辑 LSI 电路。成本较高。引脚中心 距通常为2.54mm，引脚数从64 到447 左右。了为降低成本，封装基材可用玻璃环氧树脂印刷基板代替。也有64～
256 引脚的塑料 PGA。另外，还有一种引脚中心距为1.27mm 的短引脚表面贴装型 PGA(碰焊 PGA)。(见表面贴
装型 PGA)。
40、Piggy Back
驮载封装。指配有插座的陶瓷封装，形关与 DIP、QFP、QFN 相似。在开发带有微机的设备时用于评 价程序确认操作。例如，将 EPROM 插入插座进行调试。这种封装基本上都是定制品，市场上不怎么流通。
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