封裝類型的選擇是IC 設計和封裝測試的一個重要環節。如果封裝類型選擇不當,可能會造成產品功能無法實現,或者成本過高,甚至導致整個設計失敗。
在選擇封裝類型時,主要從封裝體的裝配方式、封裝體尺寸、封裝體總引腳數、產品可靠性、產品散熱性能、成本等主要方面綜合考慮。
(1)封裝體的裝配方式:選擇封裝類型的首要工作就是確定裝配方式,這直接決定電子產品封裝完后的 PCB 設計及如何與 PCB 連接。封裝的裝配方式主要有通孔插裝和表面貼裝兩種。通孔插裝就是將其外面的引腳利用插件的方式與PCB 連接,如 SIP 和 DIP;表面貼裝是通過表面貼裝技術將其快速地焊接到PCB 上,如 QFP、QFN 封裝、BGA 封裝、sop 等
(2)封裝體的尺寸:由于封裝工藝的極限會限制芯片尺寸(長度、寬度和厚度),在選擇封裝體時,首先保證芯片能夠安裝進封裝體,再根據產品厚度要求選擇封裝體厚度。隨著消費類電子越來越朝輕、薄、短、小的方向發展,封裝產品的厚度也越來越薄,選擇封裝體尺寸應優先選擇小尺寸、薄型的封裝體,以節約 PCB 的面積。
(3)封裝體引腳數:所選擇的封裝體總引腳數應 等于或大于集成電路芯片所需要的引出端總數(包括輸人、輸出、控制端、電源端、地線端等)。
(4)產品可靠性要求:塑料封裝屬于非氣密性封裝,抗潮濕性能和機械性能相對較差,同時熱穩定性也不太好,但在性能價格比上有優勢;金屬封裝和陶資封裝屬于氣密性封裝,氣密性、抗潮濕性能好,散熱性和機械性能好,但裝配尺寸精度錢差,價格較昂貴。因此,對于高可靠性的集成電路不宜選用塑料封裝,而應選用陶瓷封裝或金屬-陶瓷封裝,如軍用和航天用產品;而一般工業用電子產品和消費用電子產品,由于其對可拿性要求不太高且考慮成本因素,一般會選用塑料封裝。
(5)產品散熱性能、電性能要求:集成電路在工作時會產生大量的熱量。在了解客戶的散熱性能需求和電性能要求后,需要對選定的封裝體進行熱仿真電仿真,以便確認是否滿足散熱性能要求和電性能要求。基于散熱性能的要求,封裝體越薄越好,一般針對高功耗產品,除了考慮選用低阻率、高導熱性能的材料黏結芯片,高導熱塑封料,采用金屬合金焊接工藝,還可以考慮選擇加強型封裝(如增加內置式散熱片、外露式散熱片或引線框架載片臺外露),以增強其散熱、冷卻功能,如 HSPBGA、HSBGA、EDHS - QFP、DHS- QFP、QFN、E-Pad LQFP 等封裝形式。
(6) 成本要求:對電子產品來說,封裝成本高會導致電子產品失去市場競爭力.從而可能失去客戶和市場。一般來講,對于同一種封裝形式,大封裝體尺寸的產品比小封裝體尺才的產品封裝成本高。對于不同的封裝形式,基板產品比引線框架產品的封裝成本高;多層基板產品比單層基板產品封裝成本高;可靠性等級要求高的產品比可靠性等級要求低的產品封裝成本高。
審核編輯:湯梓紅
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