積體電路與封裝介紹

2021-09-03 02:19:20 字數 2094 閱讀 1001

2023年,中興危機深深地刺痛了國人的神經。這次危機暴露出的是我們國家的積體電路產業的落後。其中涉及的晶元技術、國際形勢我們暫且不去討論。我們只討論所謂的積體電路是何物以及它的分類。

①什麼是積體電路

積體電路(integrated circuit,縮寫為ic),也稱為整合塊、晶元。是指採用一定的工藝,把乙個電路中所需的三極體、二極體、電阻、電容、電感等元器件及導線互連在一起,製作在一小塊或幾小塊陶瓷、玻璃或半導體晶元上,然後封裝在一起,成為乙個能夠實現一定電路功能的微型電子器件或部件。

積體電路具有體積小、重量輕、引腳少、壽命長、可靠性高、成本低、效能好等優點,同時還便於大規模生產。用積體電路裝配的電子裝置,不僅裝配密度比三極體裝配的電子裝置提高了幾十倍至幾千倍,而且延長了裝置的使用壽命。

②積體電路的分類

積體電路的分類方法有很多,按電路結構的不同可分為:模擬積體電路、數字積體電路、混合訊號積體電路(模擬處理與數字處理在乙個晶元上)。

模擬積體電路主要是用來產生、放大和處理各種模擬訊號,比如,復讀機重放的錄音頻號就是模擬訊號,收音機、電視機接收的音訊訊號也是模擬訊號。模擬積體電路根據功能又分為運算放大器、電壓比較器、穩壓器等多種。

混合訊號積體電路把模擬和數位電路整合在乙個單晶元上。這類晶元一般具備模擬訊號輸入/輸出以及數字訊號處理、數碼訊號傳輸等通道。這種電路提供尺寸更小、成本更低。我們研究的微控制器就屬於混合訊號積體電路。

上面我們講到積體電路內部有很多元器件及導線互連在一起,而我們看到的樣子,則是在其外部用外殼進行封裝。封裝不僅起著安裝、固定、密封、保護晶元及增強電熱效能等方面的作用,而且還通過晶元上的接點用導線連線到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過pcb(print circuit board印刷電路板)上的導線與其他器件相連線,從而實現內部晶元與外部電路的連線。

因為晶元的材料是主要是si,在空氣中會被氧化形成sio2,所以必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質腐蝕晶元電路而造成電氣效能下降。另一方面,封裝後的晶元也更便於安裝和運輸。簡而言之,封裝的作用:1.物理保護。2.電氣連線。3.標準規格化。

隨著技術的發展,目前有幾十種封裝形式,根據不同的需要進行選擇。以下為常見的幾種封裝形式:

雙列直插式封裝。插裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出,封裝材料有塑料和陶瓷兩種。根據不同的特點又可細分為pdip、sdip、skdip、cdip等封裝型別。下圖為dip常見封裝型別:

小外形引腳封裝,也可以叫做sol和dfp,是一種很常見的元器件形式。同時也是表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出呈海鷗翼狀(l字形)。封裝材料分塑料和陶瓷兩種。下圖為sop常見封裝型別:

四側引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一,引腳從四個側面引出呈海鷗翼(l)型。基材有陶瓷、金屬和塑料三種,塑料封裝佔絕大部分。根據不同的特點又可細分為lqfp、mqfp、tqfp、sqfp、bqfp、pqfp、fqfp等封裝型別。下圖為qfp常見封裝型別:

即球柵陣列封裝。隨著技術的進步,晶元整合度不斷提高,i/o引腳數急劇增加。為了滿足發展的需要,廠家採用bga封裝形式,即在印刷基板的背面按陳列方式製作出球形凸點用以代替引腳,在印刷基板的正面裝配晶元,然後用模壓樹脂或灌封方法進行密封。也稱為凸點陳列載體(pac)。引腳可超過200,是多引腳晶元用的一種封裝。封裝本體也可做得比qfp小。根據不同的特點又可細分為fbga、pbga、fcbga、cbga等封裝型別。下圖4-4為bga常見封裝型別:

按照慣例,封裝格式後的數字代表引腳數。如lqfp44封裝代表該ic採用薄型qfp封裝,44個引腳。

積體電路IC

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