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中国古代易经之精华四柱八字之研究和实践

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你了解体集成芯片吗  

2010-04-14 16:15:06|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        集成电路,我们几乎每天都看见,但对其一些制造工艺和参数意义还是很不清楚,下面我们来看看有关集成芯片的一些小常识

       

一、 什么叫封装
封装,就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用,而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造,因此它是至关重要的。
衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。封装时主要考虑的因素:
1、 芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1;
2、 引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能;
3、 基于散热的要求,封装越薄越好。
封装主要分为DIP双列直插和SMD贴片封装两种。从结构方面,封装经历了最早期的晶体管TO(如TO-89、TO92)封装发展到了双列直插封装,随后由PHILIP公司开发出了SOP小外型封装,以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。从材料介质方面,包括金属、陶瓷、塑料、塑料,目前很多高强度工作条件需求的电路如军工和宇航级别仍有大量的金属封装。
封装大致经过了如下发展进程:
结构方面:TO->DIP->PLCC->QFP->BGA ->CSP;
材料方面:金属、陶瓷->陶瓷、塑料->塑料;
引脚形状:长引线直插->短引线或无引线贴装->球状凸点;
装配方式:通孔插装->表面组装->直接安装

二、 具体的封装形式
1、 SOP/SOIC封装
SOP是英文Small Outline Package 的缩写,即小外形封装。SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。
2、 DIP封装
DIP是英文 Double In-line Package的缩写,即双列直插式封装。插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。
3、 PLCC封装
PLCC是英文Plastic Leaded Chip Carrier 的缩写,即塑封J引线芯片封装。PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。
4、 TQFP封装
TQFP是英文thin quad flat package的缩写,即薄塑封四角扁平封装。四边扁平封装(TQFP)工艺能有效利用空间,从而降低对印刷电路板空间大小的要求。由于缩小了高度和体积,这种封装工艺非常适合对空间要求较高的应用,如 PCMCIA 卡和网络器件。几乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有 TQFP 封装。
5、 PQFP封装
PQFP是英文Plastic Quad Flat Package的缩写,即塑封四角扁平封装。PQFP封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。
6、 TSOP封装
TSOP是英文Thin Small Outline Package的缩写,即薄型小尺寸封装。TSOP内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚, TSOP适合用SMT技术(表面安装技术)在PCB(印制电路板)上安装布线。TSOP封装外形尺寸时,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动) 减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。
7、 BGA封装
BGA是英文Ball Grid Array Package的缩写,即球栅阵列封装。20****90年代随着技术的进步,芯片集成度不断提高,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA封装开始被应用于生产。
采用BGA技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高两到三倍,BGA与TSOP相比,具有更小的体积,更好的散热性能和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升,采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下,体积只有TSOP封装的三分之一;另外,与传统TSOP封装方式相比,BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径。
BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能;厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。
说到BGA封装就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术,TinyBGA英文全称为Tiny Ball Grid Array(小型球栅阵列封装),属于是BGA封装技术的一个分支。是Kingmax公司于1998年8月开发成功的,其芯片面积与封装面积之比不小于1:1.14,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2~3倍,与TSOP封装产品相比,其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。
采用TinyBGA封装技术的内存产品在相同容量情况下体积只有TSOP封装的1/3。TSOP封装内存的引脚是由芯片四周引出的,而TinyBGA则是由芯片中心方向引出。这种方式有效地缩短了信号的传导距离,信号传输线的长度仅是传统的TSOP技术的1/4,因此信号的衰减也随之减少。这样不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能,而且提高了电性能。采用TinyBGA封装芯片可抗高达300MHz的外频,而采用传统TSOP封装技术最高只可抗150MHz的外频。
TinyBGA封装的内存其厚度也更薄(封装高度小于0.8mm),从金属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm。因此,TinyBGA内存拥有更高的热传导效率,非常适用于长时间运行的系统,稳定性极佳。

三、 国际部分品牌产品的封装命名规则资料

1、 MAXIM 更多资料请参考 www.maxim-ic.com

MAXIM前缀是“MAX”。DALLAS则是以“DS”开头。

MAX×××或MAX××××

说明:

1、后缀CSA、CWA 其中C表示普通级,S表示表贴,W表示宽体表贴。

2、后缀CWI表示宽体表贴,EEWI宽体工业级表贴,后缀MJA或883为军级。

3、CPA、BCPI、BCPP、CPP、CCPP、CPE、CPD、ACPA后缀均为普通双列直插。

举例MAX202CPE、CPE普通ECPE普通带抗静电保护

MAX202EEPE 工业级抗静电保护(-45℃-85℃),说明E指抗静电保护MAXIM数字排列分类

1字头 模拟器 2字头 滤波器 3字头 多路开关

4字头 放大器 5字头 数模转换器 6字头 电压基准

7字头 电压转换 8字头 复位器 9字头 比较器

DALLAS命名规则

例如DS1210N.S. DS1225Y-100IND

N=工业级 S=表贴宽体 MCG=DIP封 Z=表贴宽体 MNG=DIP工业级

IND=工业级 QCG=PLCC封 Q=QFP

2、 ADI 更多资料查看www.analog.com

AD产品以“AD”、“ADV”居多,也有“OP”或者“REF”、“AMP”、“SMP”、“SSM”、“TMP”、“TMS”等开头的。

后缀的说明:

1、后缀中J表示民品(0-70℃),N表示普通塑封,后缀中带R表示表示表贴。  

2、后缀中带D或Q的表示陶封,工业级(45℃-85℃)。后缀中H表示圆帽。

3、后缀中SD或883属军品。

例如:JN DIP封装 JR表贴 JD DIP陶封

3、 BB 更多资料查看www.ti.com

BB产品命名规则:

前缀ADS模拟器件 后缀U表贴 P是DIP封装 带B表示工业级 前缀INA、XTR、PGA等表示高精度运放 后缀U表贴 P代表DIP PA表示高精度

4、 INTEL 更多资料查看www.intel.com

INTEL产品命名规则:

N80C196系列都是单片机

前缀:N=PLCC封装 T=工业级 S=TQFP封装 P=DIP封装

KC20主频 KB主频 MC代表84引角

举例:TE28F640J3A-120 闪存 TE=TSOP DA=SSOP E=TSOP

5、 ISSI 更多资料查看www.issi.com

以“IS”开头

比如:IS61C IS61LV 4×表示DRAM 6×表示SRAM 9×表示EEPROM

封装: PL=PLCC PQ=PQFP T=TSOP TQ=TQFP

6、 LINEAR 更多资料查看www.linear-tech.com

以产品名称为前缀

LTC1051CS CS表示表贴

LTC1051CN8 **表示*IP封装8脚

7、 IDT 更多资料查看www.idt.com

IDT的产品一般都是IDT开头的

后缀的说明:

1、后缀中TP属窄体DIP

2、后缀中P 属宽体DIP

3、后缀中J 属PLCC

比如:IDT7134SA55P 是DIP封装

IDT7132SA55J 是PLCC

IDT7206L25TP 是DIP

8、 NS 更多资料查看www.national.com

NS的产品部分以LM 、LF开头的

LM324N 3字头代表民品 带N圆帽

LM224N 2字头代表工业级 带J陶封

LM124J 1字头代表军品 带N塑封

9、 HYNIX 更多资料查看www.hynix.com

封装: DP代表DIP封装 DG代表SOP封装 DT代表TSOP封装。

在市场上我们经常听到“散片”这个概念,那么什么是散片呢?它与原装货究竟有多大区别?

首先,将我们眼中的IC分为全新原装的和散新的两大块来描述。
            全新原装的,是指原厂原字,原包装,原LABLE(LABEL上通常会有完整型号、批号、厂牌、LOT号(IC封装流水线专用的机器码)、整包装数量、编码、(例,PHILIPS的厂牌的货就有相应型号所对应的批号编码,可以在其网站上查)、条型码(通常是起防伪的作用)的全新货。由厂家检验所有参数全部合格的。也包括国产原装货。称new parts in original package;也就是老外眼中的original parts。
            特点:这种货质量很好,批号统一,外观漂亮,客户都愿意接受,只是价格比较高,和网价差不多。我们卖的这种货源来自代理或经销商,一般在深圳,香港,北京等地。这种货一般直接流入大工厂和代理手中。
        
            还有国产原装货,是国内芯片设计公司对已经国外生产的芯片解剖,自主研发破解,进行反向设计,最后测试合格可以用于生产的芯片。这类片子价格低,进行封装后,可以根据国外原厂的包装要求,做成原装货。国产原装货的晶圆还有一种来源是从东南亚等地走私或非正常渠道来的,在国内(江苏、无锡等地)进行封装。
         
            另在这里提一下全新原装的OTP,即One Time Programmed parts。有一种原装的OTP货是生产厂商针对特殊用户设计制造的,里面带有一定程序的全新片子,这种带程序的全新货因为是针对一些用户制造的,所以大部分用户是不能使用的。关于旧片的OTP我们在后面来详细说明。
      
            我们再来说一下我们主要卖的散新货,分为真正的散新,次品和旧片翻新几块来详细说明。
            散新:也就是我们平常跟客户说的新的非原装,即NEWPARTSWITHOUTORIGINALPACKAGE。

            分类(来源)
            (1)真正的散新来源:
            1、客户需求量低于一个整包装,由于价格驱使,供应上把原来的整包装拆开,以高价出售部分数量的芯片,而剩下的一部分的没有原包装的片子。
            2、供应商由于运输的原因,将原封包装的货物拆开,方便运输。像香港的原装货,要运到深圳等地,为了进关减少关税把原包装拆了,分开多人带入关。
            3、年份老的全新货:这类货大多是一些置放时间久了,外观不好的货,只能用作散新处理。
            4、还有一部分封装厂来的:因为往往IC的设计单位并不具有自己的晶圆制造厂和封装厂。当一大批晶圆被送往封装厂去进行封装,完成以后IC设计单位可能会因为资金问题,收不回所有封装好的片子,那么这一部分货封装厂会自己拿去卖,因为他也不需要打上自己的标也不会再做包装来加高成本,所以他们就会散卖。
            5、由于封装厂管理的问题,其员工通过非正常途径运出公司的,转手买掉的片子,流入国内的。这类片子因为没有进行最后的包装过程,所以没有外包装,但价格比较优惠有时候比国家级代理的价格还好。
            6、IC设计是针对唯一的生产线,具有觉对的唯一性的,而有些部分厂家在实际生产销售中并没有如此大的生长量和需求量去不停的让生产线生产片子。而工厂方面为了保障生产线的性能,不能完全弃用,所以为了保线生产出来的片子,厂家就会低价卖出给专门收此类货的人。还有一种情况就是封装厂封装之后,超过了一定时限,厂家一直都没有付钱买走的。封装厂也会低价卖出给收货的人。
            特点:质量较好,外观较漂亮,价格适中。这种货源一般深圳居多。
            (2)次品来源:
            次片即IC流水线上下来因内部质量等问题,而未通过设计厂商的测试而被淘汰下来的芯片。或者由于封装不当造成片子外观有破损,而同样被淘汰下来的芯片。
            1、流水线上下来的片子。就是在厂家检验的时候,被扣下来的片子,那些片子不是说有一定有质量问题,而是一些参数的误差比较大。因为往往厂家对片子的精确度要求很高,例如电压电流等东西,允许误差范围在正负0.02以内的话,那么一个当标准的片子应该是1.00的时候,1.01,0.09都是正品,而0.08或者1.03就是次品了,这些片子被挑出来,就成了所谓的散新了。这样的情况,有的客户对参数要求不高的时候,他只需要精确到1.0的时候,那么0.08和0.013都可以用了,就不会有问题,但是客户的要求高,也要精确到1.00的时候,就不行了。同样的,因为片子的脆弱,我们的旧片在加工的过程中,可能会导致参数的误差也有小的变化,这就是为什么有时候同一个货,有些客户用的没问题,有的客户用的有问题。
            2、质检的过程中,因为人工加电脑的检测中,流水线从电脑中过,有时候片子并不是真的有问题,而只是卡住了的时候,工作人员宁可错杀一千也不愿意放过一个坏片,所以就丢了一大把,那么这些就成为所谓的散新。
            特点:在很高的质量要求下,反映效果不好,只能满足一般性的需求,货有一定的失败率。因为是处理品,价格上有一定的优势,大概是网价的5—7折。在出货的时候一定要对客户有清楚的分析,看他对片子的要求如何。另批号较杂,这种货源也是深圳多些。主要从代理和经销商手中获得。这种货一般不需要加工。
            注:
            1)某些外观有破损,但是表面损伤不是很严重的,不难加工的片子还是可以在翻新后当新片卖的。
            2) 对外观很漂亮的次片,我们就要当心了,这样的片子往往就有可能是属于内部的质量问题的次片,采购对这样的片子一般都会比较小心。
            3)旧片翻新主要是通过对旧片进行重新加工,比如磨面,洗面,拉脚PULLS,,镀脚,接脚,磨字,打字,等等。对片子的外观进行处理使片子看起来更漂亮。

            来源:
            主要是洋垃圾即国外的家电、电脑、路由器等报废电器处理给当地的垃圾回收站,这些垃圾被运往香港、广东、台湾、浙江、潮汕地区,以极低的价格回收利用。这个时候这些货被称为带板的货,在经过烧锡将芯片烤下来按封装类别等进行分类,最后专门有些收货的人进行收购。其中包括一部分芯片整个带板卖的,带板的芯片价格比不带板的价格便宜。
            这一类我们分为原字翻新和代码来说。原字翻新,只是对片子的外观进行处理,使片子看起来更漂亮,这种货质量较好,价格便宜,一般是网价的一半或更便宜。

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