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插入式封装主要针对中小规模集成电路

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插入式封装主要针对中小规模集成电路

引脚插入式封装。此封装形式有引脚出来,并将引脚直接插入印刷电路板中,再由浸锡法进行波峰焊接,以实现电路连接和机械固定。由于引脚直径和间距都不能太细,故印刷电路板上的通孔直径、间距乃至布线都不能太细,而且它只用到印刷电路板的一面,从而难以实现高密度封装。它又可分为引脚在一端的封装形式(Single ended)、引脚在两端的封装形式(Double ended)和引脚矩阵封装(Pin Grid Array)。

引脚在一端的封装形式大概又可分为三极管的封装形式和单列直插封装形式。

典型的三极管引脚插入式封装形式有TO-92、TO-126、TO-220、TO-251、TO-263等,主要作用是信号放大和电源稳压。

单列直插式封装SIP

引脚只从封装的一个侧面引出,排列成一条直线,引脚中心距通常为2.54mm,引脚数最多为二三十,当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。其吸引人之处在于只占据很少的电路板面积,然而在某些体系中,封闭式的电路板限制了SIP封装的高度和应用,加上没有足够的引脚,性能不能令人满意。多数为定制产品,它的封装形状还有ZIP和SIPH。

引脚在两端的封装形式大概又可分为双列直插式封装、Z形双列直插式封装和收缩型双列直插式封装等。

双列直插式封装DIP

绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100。DIP封装的芯片有两排引脚,分布于两侧,且呈直线平行布置,引脚间距为2.54mm,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。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。此封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏管脚。它的封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP、单层陶瓷双列直插式DIP、引线框架式DIP等。此封装具有以下特点:1.适合在印刷电路板(PCB)上穿孔焊接,操作方便。2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。3.除其外形尺寸及引脚数之外,并无其他特殊要求。带散热片的双列直插式封装DIPH主要是为功耗大于2W的器件增加的。

Z形双列直插式封装ZIP

它与DIP并无实质区别,只是引脚呈Z状排列,其目的是为了增加引脚的数量,而引脚的间距仍为2.54mm。陶瓷Z形双列直插式封装CZIP与ZIP外形一样,只是用陶瓷材料封装。

收缩型双列直插式封装SKDIP。形状与DIP相同,但引脚中心距为1.778mm小于DIP(2.54mm),引脚数一般不超过100,材料有陶瓷和塑料两种。

引脚矩阵封装PGA

它是在DIP的基础上,为适应高速度、多引脚化(提高组装密度)而出现的。此封装其引脚不是单排或双排,而是在整个平面呈矩阵排布,在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列,与DIP相比,在不增加引脚间距的情况下,可以按近似平方的关系提高引脚数。根据引脚数目的多少,可以围成2圈-5圈,其引脚的间距为2.54mm,引脚数量从几十到几百。

PGA封装具有以下特点:1.插拔操作更方便,可靠性高;2.可适应更高的频率;3.如采用导热性良好的陶瓷基板,还可适应高速度、大功率器件要求;4.由于此封装具有向外伸出的引脚,一般采用插入式安装而不宜采用表面安装;5.如用陶瓷基板,价格又相对较高,因此多用于较为特殊的用途。它又分为陈列引脚型和表面贴装型两种。

陈列引脚型PGA

是插装型封装,其底面的垂直引脚呈陈列状排列。封装材料基本上都采用多层陶瓷基板(在未专门表示出材料名称的情况下,多数为陶瓷PGA),用于高速大规模逻辑LSI电路,成本较高。引脚中心距通常为2.54mm,引脚数从几十到500左右,引脚长约3.4mm。为了降低成本,封装基材可用玻璃环氧树脂印刷基板代替,也有64~256引脚的塑料PGA。

表面贴装型PGA

在封装的底面有陈列状的引脚,其长度从1.5mm到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法,因而也称为碰焊PGA。因为引脚中心距只有1.27mm,比插装型PGA小一半,所以封装本体可制作小一些,而引脚数比插装型多(250~528),是大规模逻辑LSI用的封装形式。封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数,以多层陶瓷基材制作的封装已经实用化。

有机管引脚矩阵式封装OPGA。这种封装的基底使用的是玻璃纤维,类似印刷电路板上的材料。此种封装方式可以降低阻抗和封装成本。