特点:插件式,引脚对称直插,需PCB通孔焊接。是贯穿孔焊接(Through-hole)的典型代表。
优势:结构坚固,非常适合手工焊接、调试和维修,插拔方便。
劣势:体积大,引脚密度低,不适用于高密度、小型化电路。
典型应用:早期的微处理器(如Intel 8086)、经典单片机(如8051)、标准逻辑IC、实验板和教学套件。
变体:SIP(单列直插封装),引脚只有一排。
特点:贴片式封装,引脚从四边引出并向外伸展(海鸥翼形),需在PCB表面焊接。
优势:相比DIP,体积大幅缩小,引脚密度提高,适合自动化贴片生产(SMT)。
劣势:引脚外露易受损,引脚间距(Pitch)不能无限缩小,高频性能有局限。
关键参数:引脚间距是重要指标,常见有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等。
典型应用:主流的微控制器、DSP、中低端ASIC芯片。
变体:
LQFP:薄型四方扁平封装,厚度更小。
TQFP:更薄的版本。
特点:贴片式、无外伸引脚。电极端子位于封装底部或侧边底部,呈平面焊盘状。
优势:
体积小,是当前小型化设计的首选。
优异的散热性能:底部中央通常有一个大面积裸露的散热焊盘,直接焊接在PCB的散热焊盘上,热阻极低。
良好的电气性能:引脚电感小,适合高频应用。
劣势:焊接后视觉检查困难,对PCB设计和焊接工艺要求较高。
典型应用:电源管理IC、射频/蓝牙模块、传感器、Flash存储卡、各类消费电子主控芯片。
区别:QFN四边有焊盘;DFN通常只有两边有焊盘,更窄。
特点:贴片式,引脚以锡球阵列形式分布在芯片底部。
优势:
极高的引脚密度:解决了QFP在引脚增多时边长过长的瓶颈。
优异的电气与热性能:引脚路径短,信号传输快,电感小;整个底部都可作为热传导通道。
机械可靠性好:焊球在热胀冷缩时应力更均匀。
劣势:
焊接后检测和维修极其困难,必须使用X光或边界扫描等技术。
对PCB制造和回流焊工艺要求极高。
典型应用:高性能芯片的标准封装,如CPU、GPU、FPGA、高端DSP、大规模ASIC、以及DDR内存颗粒。
变体:
eWLB:嵌入式晶圆级球栅阵列,更薄更小。
SiP:系统级封装,常以BGA形式呈现。
特点:与BGA外形相似,但底部是扁平金属触点焊盘,而不是锡球。
关键区别:LGA本身不含焊料,需要通过插座连接或由PCB上的锡膏在回流焊中形成连接。
优势:
便于安装和更换:这是其最大特点,常与插座配合使用。
避免焊接应力:对于大型芯片,插座连接可以消除PCB弯曲带来的焊接点应力。
触点可以做得比BGA锡球更小、更密集。
劣势:通过插座连接时,电气性能(如接触电阻、高频特性)略逊于直接焊接的BGA。
典型应用:可插拔的桌面/服务器CPU(如Intel/AMD的处理器)、通信设备中的可更换模块。
1.持续小型化:从DIP到QFN,再到 CSP/WLP。CSP 和 WLP 的尺寸已接近芯片本身,主要用于存储芯片、图像传感器等。
4.提高集成度:SiP将多个不同功能的芯片(如处理器、内存、射频)集成在一个封装内,实现“微系统”,是苹果M系列芯片、可穿戴设备的核心技术。
4.超越封装:Chiplet(芯粒) 和 2.5D/3D先进封装 成为延续摩尔定律的关键。通过硅中介层、TSV等技术,在封装层级将多个小芯片高速互联,提升性能,降低成本。
4.强化散热:随着功耗提升,散热设计愈发关键。除底部散热焊盘外,金属盖、均热板、甚至微型热管集成到封装中已成为高性能芯片的标配。
引脚数量
产品尺寸与厚度
散热需求
电气性能(频率、信号完整性)
生产成本与工艺
是否需可维修/更换
总而言之,芯片封装从DIP的“启蒙时代”,发展到QFP/QFN的“小型化贴片时代”,再到BGA/LGA的“高性能时代”,正朝着SiP和Chiplet的“系统集成时代”迈进。