元器件分类
元器件包括:IC(Integrated Circuits), resistors, capacitors, diodes, transistors, switches, connectors, sockets 。
元器件分类:有源器件与无源器件Active components和 Passive components (有些地方也翻译成主动器件和被动器件):一般来说,不依靠外加电源(直流或交流)的存在就能独立表现出其外特性的器件就是无源器件,电阻、电容、线圈、晶体振荡器(晶振)等。比如电阻,其端电压与其流过的电流成固定正比。之外就是有源器件,晶体三极管、集成电路等。比如三极管,端电压改变,电流变化与电压不一定成固定比例。
IC 集成电路解释
IC(Integrated Circuit),积体电是将晶体管、电阻、电容、二极管等电子组件整合装至一芯片(chip)上,由于集成电路的体积极小,使电子运动的距离大幅缩小,因此速度极快且可靠性高,集成电路的种类一般是以内含晶体管等电子组件的数量来分类。
? SSI (小型集成电路),晶体管数 10~100
? MSI (中型集成电路),晶体管数 100~1,000
? LSI (大规模集成电路),晶体管数 1,000~10,0000
? VLSI (超大规模集成电路),晶体管数 100,000~
IC的分类
IC按功能可分为:数字IC、模拟IC、微波IC及其他IC,其中,数字IC是近年来应用最广、发展最快的IC品种。数字IC就是传递、加工、处理数字信号的IC,可分为通用数字IC和专用数字IC。
通用IC:是指那些用户多、使用领域广泛、标准型的电路,如存储器(DRAM)、微处理器(MPU)及微控制器(MCU)等,反映了数字IC的现状和水平。
专用IC(ASIC):是指为特定的用户、某种专门或特别的用途而设计的电路。
目前,集成电路产品有以下几种设计、生产、销售模式。
1.IC制造商(IDM)自行设计,由自己的生产线加工、封装,测试后的成品芯片自行销售。 2.IC设计公司(Fabless)与标准工艺加工线(Foundry)相结合的方式。设计公司将所设计芯片最终的物理版图交给Foundry加工制造,同样,封装测试也委托专业厂家完成,最后的成品芯片作为IC设计公司的产品而自行销售。打个比方,Fabless相当于作者和出版商,而Foundry相当于印刷厂,起到产业"龙头"作用的应该是前者。
IC的标识
所有元器件都通过型号(part#, part number, pin number)来标识。不同的厂家通过不同的型号来表示自己的产品。在型号确定的情况下,95%的元器件都确定了具体是哪一个厂家生产的。型号,一般由“前缀+基码+后缀”构成(prefix, base number, suffix )一般通过前缀可以了解生产该型号的厂家,比如:AD711AQ,前缀AD,通常是表示Analog Device的产品;MC145402L,前缀MC,通常是表示Motorola的产品。基码对应该厂家的产品序列。通过后缀可以了解温度范围、速度、封装等信息。确定一个型号最根本的办法是找到该型号的数据材料datasheet,进行查看核实。
集成电路封装缩写
BGA(Ball Grid Array):球栅阵列,面阵列封装的一种。
QFP(Quad Flat Package):方形扁平封装。
PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier):有引线塑料芯片栽体。
DIP(Dual In-line Package):双列直插封装。
SIP(Single inline Package):单列直插封装
SOP(Small Out-Line Package):小外形封装。
SOJ(Small Out-Line J-Leaded Package):J形引线小外形封装。
COB(Chip on Board):板上芯片封装。
Flip-Chip:倒装焊芯片。
片式元件(CHIP):片式元件主要为片式电阻、片式电容、片式电感等无源元件。根据引脚的不同,有全端子元件(即元件引线端子覆盖整个元件端)和非全端子元件,一般的普通片式电阻、电容为全端子元件,而像钽电容之类则为非全端子元件。
THT(Through Hole Technology):通孔插装技术
SMT(Surface Mount Technology):表面安装技术
芯片封装技术简介
我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍个中芯片封装形式的特点和优点。
一 DIP双列直插式封装,DIP(DualIn-line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,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。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。DIP封装具有以下特点:1.适合在PCB(印刷电路板)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。Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。
二 QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。 PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。QFP/PFP封装具有以下特点:1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。2.适合高频使用。3.操作方便,可靠性高。4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。
三 PGA插针网格阵列封装,PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式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。根据引脚数目的多少,可以围成2-5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的引脚与插座牢牢地接触,绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。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。Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。
四 BGA球栅阵列封装,随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。BGA封装技术又可详分为五大类: 1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。 5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。BGA封装具有以下特点:1.I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。2.虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。 BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城(Citizen)公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组(如i850)中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。
五 CSP芯片尺寸封装,随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒(Die)大不超过1.4倍。CSP封装又可分为四类:1.Lead Frame Type(传统导线架形式),代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型),代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。3.Flexible Interposer Type(软质内插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装):有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。CSP封装具有以下特点:1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。3.极大地缩短延迟时间。CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。
六 MCM多芯片模块,为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。MCM具有以下特点:1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。3.系统可靠性大大提高。
结束语 总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。
芯片基础知识介绍
我们通常所说的“芯片”是指集成电路,它是微电子技术的主要产品.所谓微电子是相对"强电"、"弱电"等概念而言,指它处理的电子信号极其微小.它是现代信息技术的基础,我们通常所接触的电子产品,包括通讯、电脑、智能化系统、自动控制、空间技术、电台、电视等等都是在微电子技术的基础上发展起来的。
我国的信息通讯、电子终端设备产品这些年来有长足发展,但以加工装配、组装工艺、应用工程见长,产品的核心技术自主开发的较少,这里所说的"核心技术"主要就是微电子技术.就好像我们盖房子的水平已经不错了,但是,盖房子所用的砖瓦还不能生产.要命的是,"砖瓦"还很贵.一般来说,"芯片"成本最能影响整机的成本。
微电子技术涉及的行业很多,包括化工、光电技术、半导体材料、精密设备制造、软件等,其中又以集成电路技术为核心,包括集成电路的设计、制造。
集成电路(IC)常用基本概念有:
晶圆,多指单晶硅圆片,由普通硅沙拉制提炼而成,是最常用的半导体材料,按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格,近来发展出12英寸甚至更大规格.晶圆越大,同一圆片上可生产的IC就多,可降低成本;但要求材料技术和生产技术更高。
前、后工序:IC制造过程中, 晶圆光刻的工艺(即所谓流片),被称为前工序,这是IC制造的最要害技术;晶圆流片后,其切割、封装等工序被称为后工序。
光刻:IC生产的主要工艺手段,指用光技术在晶圆上刻蚀电路。
线宽:4微米/1微米/0.6微未/0.35微米/035微米等,是指IC生产工艺可达到的最小导线宽度,是IC工艺先进水平的主要指标.线宽越小,集成度就高,在同一面积上就集成更多电路单元。
封装: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。
存储器:专门用于保存数据信息的IC。
逻辑电路:以二进制为原理的数字电路。 |