PCB设计之贴装工艺、芯片封装及生产能力
来源：http://www.pcbwork.net 作者：站长 时间：2012-05-18 09:19:45
贴装工艺、芯片封装形式与PCB的可制造性设计有着密切关系，了解企业自身的生产能力也是可制造性设计所必需的。
1.贴装工艺（SMT）和PCB设计的关系
所谓表面贴装工艺技术，指的是有关如何将基板、元器件通过有效工艺材料和工艺组装起来，并确保有良好寿命的一门技术。
2、PCB设计与IC芯片封装
当今的电子技术，尤其是微电子技术得到了迅猛的发展，大规模、超大规模集成电路越来越多地应用到了通用系统当中。如今，深亚微米生产工艺在IC中的广泛应用使得芯片的集成规模更加庞大。作为PCB的设计人员，必须要了解IC芯片的各种制作工艺及特点，只有这样才能更好地指导PCB的可制造性设计。
封装形式就是指IC芯片的外壳。它不仅起着安装、固定、密封保护及增强电热导性能，它还通过芯片上的接点用导线与封装外壳引脚相连，这些引脚又通过PCB上导线与其他元器件相连。衡量一个芯片封装技术的一个重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个值越接近于1，说明这种芯片的封装技术越好。一般来说，现在新一代的CPU的出现都是伴随着一种新的封装形式产生的。
目前，根据技术出现时间顺序排列，IC芯片的封装技术主要有双列直插封装（DIP）、小尺寸封装（SOP）和塑料四边引出扁平封装（PQFP）、球栅阵列（BGA）封装、芯片尺寸封装（CSP）和多芯片组（MCM）封装。下面是对各种具体的封装形式的简要介绍：
（1）双列直插封装（DIP） 双列直插封装（Dual In-line Package，DIP），是上世纪70年代流行的封装技术，它具有适合PCB的穿孔安装、易于PCB的布线和操作方便 等优点。DIP又具有多种封装结构形式：多层陶瓷双列直插式、单层陶瓷双列直插式和引线框架式DIP。其中，引线框架式DIP又包含玻璃陶瓷封装式、塑料包封结构式以有陶瓷低熔玻璃封装式3类。这种封装技术的缺点是封装尺寸大，封装效率很低。例如，采用40根I/O引脚的塑料包封双列直插式封装的CPU，其芯片面积与封装面积之比为1：80，远远低于1。采用这种封装形式的典型芯片有Intel公司的8086、80286等。
（2）小尺寸封装（SOP）塑料四边引出扁平封装（PQFP）这是上世纪80年代出现的芯片载体封装，它包括陶瓷无引线芯片载体（Leadless Ceramic Chip Carrier ，LCCC）、塑料有引线芯片载体（Plastic Leaded Chip Carrier ，PLCC）、小尺寸封装（Small Outline Package ，SOP）和塑料四边引出扁平封装（Plastic Quad Flat Package，PQFP）。这种芯片载体封装技术大大提高了芯片的封装效率，在一定程度上克服了双列直插式封装技术的不足。例如，以一种四边引出扁平封装（QFP）的CPU为例，它的芯片面积与封装面积之比能达到1：7.8。
（3）球栅阵列（BGA）封装 球栅阵列（Ball Grid Array Package，BGA）封装技术是为满足硅芯片的集成度的不断提高，以及在集成度的提高对集成电路封装更加严格的要求且I/O引脚和芯片功耗急剧增加的形势下发展而来的。
3．企业的生产能力与PCB的设计
了解企业自身实际的生产能力，的推动可制造性设计管理的重要组成部分。这项工作包括对企业的所有设备的能力进行量化考察、规划和制定规范指标。
1.贴装工艺（SMT）和PCB设计的关系
所谓表面贴装工艺技术，指的是有关如何将基板、元器件通过有效工艺材料和工艺组装起来，并确保有良好寿命的一门技术。
2、PCB设计与IC芯片封装
当今的电子技术，尤其是微电子技术得到了迅猛的发展，大规模、超大规模集成电路越来越多地应用到了通用系统当中。如今，深亚微米生产工艺在IC中的广泛应用使得芯片的集成规模更加庞大。作为PCB的设计人员，必须要了解IC芯片的各种制作工艺及特点，只有这样才能更好地指导PCB的可制造性设计。
封装形式就是指IC芯片的外壳。它不仅起着安装、固定、密封保护及增强电热导性能，它还通过芯片上的接点用导线与封装外壳引脚相连，这些引脚又通过PCB上导线与其他元器件相连。衡量一个芯片封装技术的一个重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个值越接近于1，说明这种芯片的封装技术越好。一般来说，现在新一代的CPU的出现都是伴随着一种新的封装形式产生的。
目前，根据技术出现时间顺序排列，IC芯片的封装技术主要有双列直插封装（DIP）、小尺寸封装（SOP）和塑料四边引出扁平封装（PQFP）、球栅阵列（BGA）封装、芯片尺寸封装（CSP）和多芯片组（MCM）封装。下面是对各种具体的封装形式的简要介绍：
（1）双列直插封装（DIP） 双列直插封装（Dual In-line Package，DIP），是上世纪70年代流行的封装技术，它具有适合PCB的穿孔安装、易于PCB的布线和操作方便 等优点。DIP又具有多种封装结构形式：多层陶瓷双列直插式、单层陶瓷双列直插式和引线框架式DIP。其中，引线框架式DIP又包含玻璃陶瓷封装式、塑料包封结构式以有陶瓷低熔玻璃封装式3类。这种封装技术的缺点是封装尺寸大，封装效率很低。例如，采用40根I/O引脚的塑料包封双列直插式封装的CPU，其芯片面积与封装面积之比为1：80，远远低于1。采用这种封装形式的典型芯片有Intel公司的8086、80286等。
（2）小尺寸封装（SOP）塑料四边引出扁平封装（PQFP）这是上世纪80年代出现的芯片载体封装，它包括陶瓷无引线芯片载体（Leadless Ceramic Chip Carrier ，LCCC）、塑料有引线芯片载体（Plastic Leaded Chip Carrier ，PLCC）、小尺寸封装（Small Outline Package ，SOP）和塑料四边引出扁平封装（Plastic Quad Flat Package，PQFP）。这种芯片载体封装技术大大提高了芯片的封装效率，在一定程度上克服了双列直插式封装技术的不足。例如，以一种四边引出扁平封装（QFP）的CPU为例，它的芯片面积与封装面积之比能达到1：7.8。
（3）球栅阵列（BGA）封装 球栅阵列（Ball Grid Array Package，BGA）封装技术是为满足硅芯片的集成度的不断提高，以及在集成度的提高对集成电路封装更加严格的要求且I/O引脚和芯片功耗急剧增加的形势下发展而来的。
3．企业的生产能力与PCB的设计
了解企业自身实际的生产能力，的推动可制造性设计管理的重要组成部分。这项工作包括对企业的所有设备的能力进行量化考察、规划和制定规范指标。
