Introdução detalhada ao design de PCB do pacote de 9 componentes comuns

A embalagem dos componentes desempenha um papel na instalação, fixação, vedação, proteção do chip e aprimoramento das propriedades elétricas e térmicas.Ao mesmo tempo, através dos contatos do chip com fios conectados aos pinos do invólucro da embalagem, esses pinos são conectados a outros dispositivos através dos fios da placa de circuito impresso, de modo a conseguir a conexão entre o chip interno e o circuito externo.Portanto, o chip deve ser isolado do mundo exterior para evitar impurezas transportadas pelo ar no circuito do chip, corrosão causada pela degradação do desempenho elétrico.E o chip encapsulado também é mais fácil de instalar e transportar.Como o pacote é bom ou ruim, afetando diretamente o desempenho do próprio chip e o desempenho do projeto da PCB e fabricação da conexão, a tecnologia de embalagem é crítica.

Embalagem de componentes são os próprios componentes eletrônicos, como chips, resistores, capacitores, etc., em uma representação gráfica da placa PCB, a fim de facilitar a inserção ou soldagem da placa PCB, afetarão diretamente o desempenho da placa de circuito, é o eletrônico processo de fabricação é uma parte vital do processo.

Medir uma tecnologia de embalagem de chips avançada ou não é um indicador importante: a relação entre a área do chip e a área da embalagem, quanto mais próxima de 1, melhor.

Com base nos requisitos de dissipação de calor, quanto mais fina a embalagem, melhor.

O encapsulamento passou aproximadamente pelo seguinte processo de desenvolvimento:

Estrutura: PARA → MERGULHAR → PLCC → QFP → BGA → CSP.

Material: metal, cerâmica → cerâmica, plástico → plástico.

Formato do pino: inserção direta de chumbo longo → cabo curto ou montagem sem cabo → colisão de bola.

Método de montagem: inserção através do furo→montagem de superfície→montagem direta.

A seguir está uma introdução aos formulários de pacote específicos:

1. Pacote SOP/SOIC

SOP é a abreviatura do inglês Small Outline Package, ou seja, pacote de contorno pequeno.Tecnologia de pacote SOP desenvolvida pela Philips em 1968 ~ 1969, e posteriormente derivada gradualmente: SOJ, pacote de contorno pequeno J-pin;TSOP, pacote fino e pequeno;VSOP, pacote de contorno muito pequeno;SSOP, POP reduzido;TSSOP, SOP fino reduzido;SOT, transistor de contorno pequeno;SOIC, circuito integrado de pequeno contorno.POP, POP reduzido;SOT, transistor de contorno pequeno;SOIC, circuito integrado de pequeno contorno.

2. Pacote DIP

DIP é a abreviatura de ‘Pacote Duplo em Linha’, ou seja, pacote duplo em linha.Um dos pacotes de plug-in, os pinos de ambos os lados da embalagem, o material da embalagem tem dois tipos de plástico e cerâmica. DIP é o pacote de plug-in mais popular, o escopo de aplicação inclui IC lógico padrão, LSI de armazenamento, microcomputador circuitos e assim por diante.

3. Pacote PLCC

PLCC é o Inglês ‘Porta-chips com chumbo de plástico’ abreviatura, ou seja, o pacote plástico do chip J-lead.Pacote PLCC, o formato do pacote quadrado de 32 pinos, cercado por pinos, as dimensões externas do que o pacote DIP são muito menores.O pacote PLCC é adequado para tecnologia de montagem em superfície SMT na montagem e fiação de PCB, com um formato pequeno, as vantagens de alta confiabilidade.

4. Pacote TQFP

TQFP é a abreviatura de ‘Pacote Quad Flat Fino’, ou seja, pacote plano de plástico fino com quatro cantos.O processo de embalagem plana quádrupla pode usar efetivamente o espaço, reduzindo assim o tamanho dos requisitos de espaço da placa de circuito impresso.Devido à altura e ao tamanho reduzidos, este processo de embalagem é ideal para aplicações com espaço crítico, como placas PCMCIA e dispositivos de rede.Quase todos os CPLD/FPGAs da ALTERA estão disponíveis em pacotes TQFP.

5. Pacote PQFP

PQFP é o inglês ‘Pacote plano quádruplo de plástico’ abreviatura, ou seja, o pacote plano quádruplo de plástico, a distância pino a pino do chip do pacote PQFP é muito pequena, o pino é muito fino.Circuitos integrados gerais de grande ou ultra grande escala nesta forma de pacote, o número de pinos é geralmente superior a 100.

6. Pacote TSOP

TSOP é o inglês ‘Pacote de contorno pequeno e fino’ abreviatura, ou seja, pacote fino e pequeno, tecnologia de empacotamento de memória TSOP, uma característica típica é fazer pinos ao redor do chip embalado, TSOP é adequado para tecnologia SMT (montagem em superfície) na montagem e fiação de PCB.Formato do pacote TSOP, parâmetros parasitas (quando a corrente muda significativamente, causada pela perturbação da tensão de saída) são reduzidos, adequados para aplicações de alta frequência, mais fáceis de operar e maior confiabilidade.

7. Pacote BGA

BGA é o inglês ‘Pacote de matriz de grade de bola’ abreviatura, ou seja, o pacote ball grid array.Década de 1990, com o avanço da tecnologia, a integração do chip continua a melhorar, o número de pinos de E/S aumentou dramaticamente, o consumo de energia também aumentou, os requisitos do pacote de circuito integrado também são mais rigorosos.Para atender às necessidades de desenvolvimento, as embalagens BGA passaram a ser aplicadas na produção.

A memória empacotada com tecnologia BGA pode aumentar a capacidade de memória em duas a três vezes com o mesmo volume de memória.O BGA possui volume menor, melhor dissipação de calor e desempenho elétrico em comparação ao TSOP.A tecnologia de empacotamento BGA melhorou a capacidade de armazenamento por polegada quadrada, e os produtos de memória com tecnologia de empacotamento BGA têm apenas um terço do tamanho dos pacotes TSOP com a mesma capacidade.Além disso, em comparação com o pacote TSOP tradicional, o pacote BGA possui uma maneira mais rápida e eficaz de dissipar o calor.

Os terminais de E/S do pacote BGA são distribuídos abaixo do pacote na forma de juntas de solda redondas ou colunares na forma de matrizes.A vantagem da tecnologia BGA é que embora o número de pinos de E/S tenha aumentado, o espaçamento entre pinos não foi reduzido, mas sim aumentado, melhorando assim o rendimento da montagem.Embora seu consumo de energia aumente, o BGA pode ser soldado usando o método de chip de colapso controlado, o que pode melhorar seu desempenho elétrico e térmico.A espessura e o peso são reduzidos em comparação com a tecnologia de embalagem anterior;os parâmetros parasitas são reduzidos, o atraso na transmissão do sinal é pequeno, o uso da frequência é bastante melhorado;a montagem pode ser soldagem coplanar, alta confiabilidade.

8. Pacote TinyBGA

Falando em embalagens BGA, não podemos mencionar a tecnologia TinyBGA patenteada da Kingmax, nome completo em inglês TinyBGA ‘Grade de bolinhas minúsculas’, pertence a um ramo da tecnologia de embalagem BGA, foi desenvolvido em agosto de 1998 com sucesso Kingmax.A proporção entre a área do chip e a área do pacote não é inferior a 1:1,14, o que pode aumentar a capacidade de memória em 2 a 3 vezes com o mesmo volume de memória.Comparado com os produtos do pacote TSOP, possui menor volume, melhor desempenho de dissipação de calor e desempenho elétrico.

Os produtos de memória com tecnologia de empacotamento TinyBGA têm apenas 1/3 do tamanho dos pacotes TSOP na mesma situação de capacidade. Os pinos dos pacotes TSOP são conduzidos para fora da periferia do chip, enquanto o TinyBGA é conduzido para fora do centro do chip.Isto efetivamente encurta a distância de condução do sinal, já que o comprimento da linha de transmissão do sinal é apenas 1/4 da tecnologia TSOP tradicional, reduzindo assim a atenuação do sinal.Isso não só melhora significativamente o desempenho anti-interferência e anti-ruído do chip, mas também melhora o desempenho elétrico.Os pacotes TinyBGA podem suportar frequências externas de até 300 MHz, enquanto os pacotes TSOP tradicionais só podem suportar frequências externas de até 150 MHz.

A memória do pacote TinyBGA também é mais fina (altura do pacote inferior a 0,8 mm), o caminho efetivo de dissipação de calor do substrato de metal ao dissipador de calor é de apenas 0,36 mm.Portanto, a memória TinyBGA possui maior eficiência de condução térmica, o que é muito adequado para sistemas de longa duração com excelente estabilidade.

9. Pacote QFP

QFP significa ‘Pacote Quad Flat’, ou seja, um pequeno pacote quadrado e plano.Os pacotes QFP eram usados ​​com mais frequência nos primeiros dias das placas gráficas, mas existem poucos pacotes QFP com velocidades acima de 4ns, e eles foram gradualmente substituídos por TSOP-II e BGA devido a problemas de processo e desempenho.Os pacotes QFP têm pinos ao redor da matriz e são bastante óbvios para identificar.Pacote plano de pinos laterais quádruplos.Um dos pacotes de montagem em superfície com pinos saindo dos quatro lados em formato de asa de gaivota (L).

Existem três tipos de substratos: cerâmicos, metálicos e plásticos.Em termos de quantidade, as embalagens plásticas representam a maioria.Quando não há indicação especial do material, a maioria dos casos são QFPs de plástico, que são os pacotes LSI multipinos mais populares usados ​​não apenas para circuitos LSI lógicos digitais, como microprocessadores e displays de portas, mas também para circuitos LSI analógicos. , como processamento de sinal VTR e processamento de sinal acústico.A distância central do pino é 1,0 mm, 0,8 mm, 0,65 mm, 0,5 mm, 0,4 mm, 0,3 mm e outras especificações, e o número máximo de pinos na especificação de distância central de 0,65 mm é 304.