常见的封装类型有哪些:芯片主流分类
常见的封装类型有哪些,半导体芯片领域主流封装分为直插封装、贴片封装、引脚阵列封装、扁平无引脚封装、球栅阵列封装这几大类,直插封装适合手工焊接、小批量调试,贴片封装适合自动化产线、小型化电路板,引脚阵列封装引脚数量中等,扁平无引脚封装占用板面空间更小,球栅阵列封装可以承载大量引脚,适合算力芯片,功率器件优先选用带散热片的封装,高频射频芯片优先选用寄生参数更低的封装,低引脚数简易电路优先选用成本更低的直插或者贴片封装。
直插封装
直插封装依靠金属引脚穿过PCB板孔,在电路板背面完成焊接,拆装操作简单,新手也能上手,代表型号有DIP双列直插封装,单排直插SIP也属于这个类别,这类封装引脚间距大,焊接容错空间更高,散热条件相对不错,缺点是占用电路板面积偏大,不适合高密度布线。
它适合实验室样品调试、教学实验板、电流偏大的简易驱动电路,高速信号场景一般不选用,引脚引线会带来额外信号干扰。
贴片封装
贴片封装引脚贴在电路板表面,不需要打孔,适配SMT自动化贴片机,是消费电子里用量最多的封装形式,SOIC、SOP、TSSOP、MSOP都归属于贴片封装,不同子型号的引脚间距、芯片厚度有区分,引脚间距越小,对焊接设备和工艺的要求越高。
量产小家电、控制板、普通单片机大多选用SOP、TSSOP,空间紧张的便携设备会选用引脚更密的MSOP,手工焊接密脚贴片时容易出现引脚短路。
扁平无引脚封装
QFN是扁平无引脚封装的代表,芯片四周没有向外伸展的引脚,焊盘藏在芯片底部,底部还预留大面积散热焊盘,热传导效率更好,整体体积紧凑,信号路径短,寄生电容和电感偏低,适合射频、电源管理芯片。
焊接时必须保证底部散热焊盘和PCB的铺铜充分接触,焊锡量控制不当会出现虚焊,普通电烙铁很难稳定焊接,多使用热风枪或者回流焊。
球栅阵列封装
BGA也就是球栅阵列封装,不再使用金属引脚,依靠芯片底部整齐排布的锡球作为连接点,引脚数量上限很高,上千个信号通道都可以实现,处理器、FPGA、大容量存储芯片普遍使用这类封装。
锡球隐藏在芯片下方,肉眼无法直接观察焊点,焊接和返修需要专用BGA返修台,普通维修工具很难处理,PCB设计也需要配套扇出布线,设计成本更高。
| 封装类型 | 引脚密度 | 焊接难度 | 典型适用芯片 |
|---|---|---|---|
| DIP直插 | 低 | 低 | 简易逻辑芯片、老款单片机 |
| SOP贴片 | 中 | 中 | 通用单片机、运放 |
| QFN无引脚 | 中高 | 较高 | 射频芯片、电源芯片 |
| BGA球栅阵列 | 高 | 高 | 主控芯片、FPGA |
功率器件还有独立的封装体系,TO系列是其中很常见的一类,TO220、TO247都可以加装金属散热片,持续大电流工作时热量可以快速导出,电源开关管、稳压芯片大量采用TO封装。
封装选型要同步核对电路板的加工能力,PCB厂不支持BGA扇出工艺时,不能强行选用BGA封装。
封装只决定芯片的外形、连接方式和散热能力,不直接决定芯片本身性能,同一款芯片会提供多种封装版本供选型。
