SOP封裝元件封裝演變

SOP（Small Out-Line Package小外形封裝）是一種很常見(jiàn)的元器件形式。表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出呈海鷗翼狀(L 字形)。材料有塑料和陶瓷兩種。始于70年代末期。由1980 年代以前的通孔插裝(PTH)型態(tài)，主流產(chǎn)品為DIP(Dual In-Line Package)，進(jìn)展至1980 年代以SMT(Surface Mount Technology)技術(shù)衍生出的SOP(Small Out-Line Package)、SOJ(Small Out-Line J-Lead)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、QFP(Quad Flat Package)封裝方式，在IC 功能及I/O 腳數(shù)逐漸增加后，1997 年Intel 率先由QFP 封裝方式更新為BGA(Ball Grid Array，球腳數(shù)組矩陣)封裝方式，除此之外，近期主流的封裝方式有CSP(Chip Scale Package 芯片級(jí)封裝)及Flip Chip(覆晶)。

1968~1969年菲利浦公司就開(kāi)發(fā)出小外形封裝(SOP)。以后逐漸派生出SOJ(J型引腳小外形封裝)、TSOP(薄小外形封裝)、VSOP(甚小外形封裝)、SSOP(縮小型SOP)、TSSOP(薄的縮小型SOP)及SOT(小外形晶體管)、SOIC(小外形集成電路)等。

SOP封裝的應(yīng)用范圍很廣，而且以后逐漸派生出SOJ（J型引腳小外形封裝）、TSOP（薄小外形封裝）、VSOP（甚小外形封裝）、SSOP（縮小型SOP）、TSSOP（薄的縮小型SOP）及SOT（小外形晶體管）、SOIC（小外形集成電路）等在集成電路中都起到了舉足輕重的作用。像主板的頻率發(fā)生器就是采用的SOP封裝。

按封裝形式分：普通雙列直插式,普通單列直插式，小型雙列扁平，小型四列扁平，圓形金屬，體積較大的厚膜電路等。

按封裝體積大小排列分：最大為厚膜電路，其次分別為雙列直插式，單列直插式，金屬封裝、雙列扁平、四列扁平為最小。

按兩引腳之間的間距分:普通標(biāo)準(zhǔn)型塑料封裝，雙列、單列直插式一般多為2.54±0.25 mm，其次有2mm(多見(jiàn)于單列直插式)、1.778±0.25mm(多見(jiàn)于縮型雙列直插式)、1.5±0.25mm,或1.27±0.25mm(多見(jiàn)于單列附散熱片或單列V型)、1.27±0.25mm(多見(jiàn)于雙列扁平封裝)、1±0.15mm(多見(jiàn)于雙列或四列扁平封裝)、0.8±0.05~0.15mm(多見(jiàn)于四列扁平封裝)、0.65±0.03mm(多見(jiàn)于四列扁平封裝)。

按雙列直插式兩列引腳之間的寬度分：一般有7.4~7.62mm、10.16mm、12.7mm、15.24mm等數(shù)種。

按雙列扁平封裝兩列之間的寬度分(包括引線長(zhǎng)度)：一般有6~6.5±m(xù)m、7.6mm、10.5~10.65mm等。

按四列扁平封裝40引腳以上的長(zhǎng)×寬一般有：10×10mm(不計(jì)引線長(zhǎng)度)、13.6×13.6±0.4mm(包括引線長(zhǎng)度)、20.6×20.6±0.4mm(包括引線長(zhǎng)度)、8.45×8.45±0.5mm(不計(jì)引線長(zhǎng)度)、14×14±0.15mm(不計(jì)引線長(zhǎng)度)等。2100433B

采用BGA技術(shù)封裝的內(nèi)存，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下，內(nèi)存容量提高兩到三倍，BGA與TSOP相比，具有更小體積，更好的散熱性能和電性能。BGA封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲(chǔ)量有了很大提升，采用BGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在相同容量下，體積只有TSOP封裝的三分之一；與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比，BGA封裝方式有更加快速有效的散熱途徑。

采用BGA技術(shù)封裝的內(nèi)存, 可以使內(nèi)存在體積不變的情況下內(nèi)存容量提高兩到三倍, BGA與TSOP相比, 具有更小的體積, 更好的散熱性能和電性能。BGA封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲(chǔ)量有了很大提升, 采用BGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在相同容量下, 體積只有TSOP封裝的三分之一；

另外, 與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比, BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。

BGA發(fā)展來(lái)的CSP封裝技術(shù)正在逐漸展現(xiàn)它生力軍本色, 金士頓、勤茂科技等領(lǐng)先內(nèi)存制造商已經(jīng)推出了采用CSP封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品。

CSP, 全稱(chēng)為Chip Scale Package, 即芯片尺寸封裝的意思。作為新一代的芯片封裝技術(shù), 在BGA、TSOP的基礎(chǔ)上, CSP的性能又有了革命性的提升。CSP封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。這樣在相同體積下, 內(nèi)存條可以裝入更多的芯片, 從而增大單條容量。也就是說(shuō), 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, 圖4展示了三種封裝技術(shù)內(nèi)存芯片的比較, 從中我們可以清楚的看到內(nèi)存芯片封裝技術(shù)正向著更小的體積方向發(fā)展。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0.2mm, 大大提高了內(nèi)存芯片在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的可靠性, 線路阻抗顯著減小, 芯片速度也隨之得到大幅度的提高。CSP封裝的電氣性能和可靠性也相比BGA、TOSP有相當(dāng)大的提高。在相同的芯片面積下CSP所能達(dá)到的引腳數(shù)明顯的要比TSOP、BGA引腳數(shù)多的多（TSOP最多304根，BGA以600根為限，CSP原則上可以制造1000根）, 這樣它可支持I/O端口的數(shù)目就增加了很多。

此外, CSP封裝內(nèi)存芯片的中心引腳形式有效的縮短了信號(hào)的傳導(dǎo)距離, 其衰減隨之減少, 芯片的抗干擾、抗噪性能也能得到大幅提升, 這也使得CSP的存取時(shí)間比BGA改善15%－20%。在CSP的封裝 方式中, 內(nèi)存顆粒是通過(guò)一個(gè)個(gè)錫球焊接在PCB板上, 由于焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積較大, 所以?xún)?nèi)存芯片在運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導(dǎo)到PCB板上并散發(fā)出去；而傳統(tǒng)的TSOP封裝方式, 內(nèi)存芯片是通過(guò)芯片引腳焊在PCB板上的, 焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積較小, 使得芯片向PCB板傳熱就相對(duì)困難。CSP封裝可以從背面散熱, 且熱效率良好, CSP的熱阻為35℃/W, 而TSOP熱阻40℃/W。

測(cè)試結(jié)果顯示, 運(yùn)用CSP封裝的內(nèi)存可使傳導(dǎo)到PCB板上的熱量高達(dá)88.4%, 而TSOP內(nèi)存中傳導(dǎo)到PCB板上的熱量能為71.3%。另外由于CSP芯片結(jié)構(gòu)緊湊, 電路冗余度低, 因此它也省去了很多不必要的電功率消耗, 致使芯片耗電量和工作溫度相對(duì)降低。目前內(nèi)存顆粒廠在制造DDR333和DDR400內(nèi)存的時(shí)候均采用0.175微米制造工藝, 良品率比較低。而如果將制造工藝提升到0.15甚至0.13微米的話, 良品率將大大提高。而要達(dá)到這種工藝水平, 采用CSP封裝方式則是不可避免的。因此CSP封裝的高性能內(nèi)存是大勢(shì)所趨

這種高密度、小巧、扁薄的封裝技術(shù)非常適宜用于設(shè)計(jì)小巧的手持式消費(fèi)類(lèi)電子裝置, 如個(gè)人信息工具、手機(jī)、攝錄一體機(jī)、以及數(shù)碼相機(jī)。

采用BGA技術(shù)封裝的內(nèi)存，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下內(nèi)存容量提高兩到三倍，BGA與TSOP相比，具有更小的體積，更好的散熱性能和電性能。BGA封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲(chǔ)量有了很大提升，采用BGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在相同容量下，體積只有TSOP封裝的三分之一；另外，與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比，BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。

BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面，BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是I/O引腳數(shù)雖然增加了，但引腳間距并沒(méi)有減小反而增加了，從而提高了組裝成品率；雖然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能；厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少；寄生參數(shù)(電流大幅度變化時(shí)，引起輸出電壓擾動(dòng))減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高；組裝可用共面焊接，可靠性高。