芯片封装类型有哪些 如何选择合适的芯片封装类型

一、芯片封装类型有哪些

芯片封装就是把集成裸片集成到一块基板上面，再把用户需要的引脚全部引出来，做成成品芯片，芯片封装是芯片制造的重要工序。芯片封装的类型有多种，其中常见的主要有以下几种：

1、DIP直插式封装

DIP是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，这种芯片封装已经有很多年的历史，如51单片机、AC-DC控制器、光耦运放等都在使用这种封装类型。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，可以通过专用底座进行使用，当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接，对于插在底座上使用，可以易于更换，焊接难度也很低，只需要电烙铁便可以进行焊接装配。

2、LGA封装

LGA封装为底部方形焊盘，区别于QFN封装，在芯片侧面没有焊点，焊盘均在底部。这种封装对焊接要求相对较高，对于芯片封装的设计也有很高的要求，否则批量生产很容易造成虚焊以及短路的情况，在小体积、高级程度的应用场景中这种封装的使用较多。

3、LQFP/TQFP封装

PQFP/TQFP封装的芯片四周均有引脚，引脚之间距离很小、管脚很细，用这种形式封装的芯片可通过回流焊进行焊接，焊盘为单面焊盘，不需要打过孔，在焊接上相对DIP封装的难度较大。目前许多单片机和集成芯片都在使用这种封装，由于此封装自带突出引脚，在运输焊接过程中需要小心，防止引脚弯曲或损坏。

4、QFN封装

QFN是一种无引线四方扁平封装，是具有外设终端垫以及一个用于机械和热量完整性暴露的芯片垫的无铅封装。在芯片底部大多数会设计一块较大的地平面，对于功率型IC，该平面会很好的解决散热问题，通过PCB的铜皮设计，可以将热量更快的传导出去，该封装可为正方形或长方形。封装四侧配置有电极触点，由于无引脚，贴装占有面积比QFP小，高度比QFP低，为目前比较流行的封装类型。

5、BGA（球栅阵列）封装

随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，LSI、VLSI、ULSI相继出现，硅单芯片集成度不断提高，对集成电路封装要求更加严格，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大。BGA封装是一种电子元件封装技术，它是指将电子元件封装在一个多层、由金属和陶瓷组成的球形结构中，以提供更好的热传导性能和更小的封装尺寸。BGA封装可以提供更多的连接点，比普通的插件封装多出几倍，因此可以提供更高的信号完整性和更低的电阻。BGA封装还可以提供更高的功率密度，以及更低的电磁干扰（EMI）。

6、SO类型封装

SO类型封装有很多种类，可以分为：SOP（小外形封装）、TOSP（薄小外形封装）、SSOP（缩小型SOP）、VSOP（甚小外形封装）、SOIC（小外形集成电路封装）等类似于QFP形式的封装，只有两边有管脚的芯片封装形式，该类型的封装是表面贴装型封装之一，引脚从封装两侧引出呈“L”字形。该类型封装的典型特点就是在封装芯片的周围做出很多引脚，封装操作方便、可靠性比较高、焊接也比较方便，如常见的SOP-8等封装在各种类型的芯片中被大量使用。

二、如何选择合适的芯片封装类型

芯片封装时，要选择合适的封装类型，如果封装类型选择不当，可能会造成产品功能无法实现，或者成本过高，甚至导致整个设计失败。在选择芯片封装类型时，主要考虑以下几个方面的因素：

1、封装体的装配方式

选择封装类型的首要工作就是确定装配方式，这直接決定电子产品封装完后的PCB设计及如何与PCB连接。封装的装配方式主要有通孔插装和表面贴装两种。通孔插装就是将其外面的引脚利用插件的方式与PCB连接，如SIP和DIP；表面贴装是通过表面贴装技术将其快速地焊接到PCB上，如QFP、QFN封装、BGA封装、sop等

2、封装体的尺寸

由于封装工艺的极限会限制芯片尺寸（长度、宽度和厚度)，在选择封装体时，首先保证芯片能够安装进封装体，再根据产品厚度要求选择封装体厚度。随着消费类电子越来越朝轻、薄、短、小的方向发展，封装产品的厚度也越来越薄，选择封装体尺寸应优先选择小尺寸、薄型的封装体，以节约PCB的面积。

3、封装体引脚数

所选择的封装体总引脚数应等于或大于集成电路芯片所需要的引出端总数（包括输人、输出、控制端、电源端、地线端等）。

4、产品可靠性

塑料封装属于非气密性封装，抗潮湿性能和机械性能相对较差，同时热稳定性也不太好，但在性能价格比上有优势；金属封装和陶资封裝属于气密性封装，气密性、抗潮湿性能好，散热性和机械性能好，但装配尺寸精度钱差，价格较昂贵。因此，对于高可靠性的集成电路不宜选用塑料封装，而应选用陶瓷封装或金属-陶瓷封装，如军用和航天用产品；而一般工业用电子产品和消费用电子产品，由于其对可拿性要求不太高且考虑成本因素，一般会选用塑料封装。

5、产品散热性能、电性能

集成电路在工作时会产生大量的热量。在了解客户的散热性能需求和电性能要求后，需要对选定的封装体进行热仿真电仿真，以便确认是否满足散热性能要求和电性能要求。基于散热性能的要求，封装体越薄越好，一般针对高功耗产品，除了考虑选用低阻率、高导热性能的材料黏结芯片，高导热塑封料，采用金属合金焊接工艺，还可以考虑选择加强型封装（如增加内置式散热片、外露式散热片或引线框架载片台外露），以增强其散热、冷却功能，如HSPBGA、HSBGA、EDHS-QFP、DHS-QFP、QFN、E-PadLQFP等封装形式。

6、成本

对芯片来说，芯片封装成本高会导致电子产品失去市场竞争力．从而可能失去客户和市场。一般来讲，对于同一种封装形式，大封装体尺寸的产品比小封装体尺才的产品封装成本高。对于不同的封装形式，基板产品比引线框架产品的封装成本高；多层基板产品比单层基板产品封装成本高;可靠性等级要求高的产品比可靠性等级要求低的产品封装成本高。