芯片的類別和封裝形式都有哪些呢？

集成電路是一種電子元件的集合：電阻、晶體管、電容等，所有這些都塞進一個小芯片中，并連接在一起以實現一個復雜的功能目標。它們有很多功能類別：電路邏輯門、運算放大器、定時器、穩壓器、電路控制器、邏輯控制器、微處理器、存儲器等等。

集成電路(IC)是現代電子科技基石。它們是大多數電路的心臟和大腦。它們無處不在，你可以在幾乎每個電路板上找到它們。因此認識和了解這些芯片是非常重要的。

IC內部

當我們想象芯片的樣子時，首先映入腦海的可能就是一個黑色小方塊，像下圖這個樣子。但是黑盒子里裝的是什么？這個可能就很難在大腦里構成圖像了。

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芯片的內部，是由硅晶圓、銅等其他材料組成的復雜電路結構，它們相互連接以形成電路中的電阻、電容、晶體管或其他組件。芯片起初是在圓形的硅片上制作而成，完成線路制作后，晶圓片被切割成小塊，形成了芯片。

芯片本身很小，所組成的半導體晶片和銅層非常薄。各層之間的聯系非常復雜。下圖是一種芯片內部的局部放大圖：

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芯片而成后，是應用電路的最小單元。因為芯片太小而無法焊接或連接。為了使電路連接到芯片的工作更容易，需要使用芯片封裝技術。芯片封裝技術將精致的小硅片變成了我們都熟悉的黑色芯片。

IC封裝

封裝技術制作成了芯片的成品，并將其擴展成更容易與其他電路相連接的結構。芯片上的每個外部連接都通過一小段金線連接到封裝上的焊盤或引腳上。引腳是芯片電路上的銀色擠壓端子，它繼續連接到電路的其他部分。

有許多不同類型的封裝，每種封裝都有獨特的尺寸、安裝類型和引腳數。下圖列出了幾十種芯片的封裝方式，每種都有其獨特的名稱。后文會對其中一些主要封裝類別進行詳解。

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極性標記和引腳編號

所有的芯片都有極性標記，每個引腳的位置和功能都是獨一無二的。這意味著封裝必須有某種方式來定義每個針腳的功能。大多數芯片將使用一個缺口(notch)或一個點(Dot)來指示哪個引腳是第一引腳(有時兩者皆有)。

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一旦你知道了第一個引腳在哪里，剩下的引腳編碼就是按其在芯片上逆時針方向依次增加。

封裝形式

芯片封裝類型的主要區別特征之一，是它們安裝到電路板上的方式。所有封裝都屬于這兩種安裝類型之一：通孔(PTH)或表面安裝(SMD或SMT)。通孔封裝通常更大，也更容易使用。它們被設計成穿過電路板的一邊，然后焊接到另一邊。

表面貼片封裝，被設計成位于電路板的同一側，并被焊接到電路板表面。SMD封裝的引腳要兩種，一種是從側面引出，垂直于芯片；另一種是位于芯片底部，以矩陣的形式排列。這種形式的元件不太“適合手工組裝”。他們通常需要特殊的工具來輔助這個過程。

下面，我們就各種常見的芯片封裝形式做一下詳細的圖文說明，幫助您記住他們和名稱和樣子。

4.1 雙列直插式封裝

（DIP：Dual In-line Package）

DIP是最常見的通孔IC封裝。這些小芯片有兩排平行的引腳，垂直地伸出一個長方形的黑色塑料外殼。

除了直接焊接到集成電路，也可以使用芯片插座。使用插座允許DIP IC被移除和交換，如果它碰巧芯片被燒毀，更換起來就很容易。

4.2 表面貼裝

（SMD/SMT：Surface-Mount）

現在有各種各樣的表面貼裝封裝類型。通常需要在PCB上提前制作與芯片匹配的接線圖案，并在其上焊接。SMT的安裝通常是需要自動化的設備。

4.3 小輪廓封裝

（SOP：Small Outline Package)

SOP封裝是DIP的表面貼裝的演化形式。如果把DIP上的所有引腳都向外彎曲，然后縮小到合適的尺寸，就可以形成單面安裝的SOP。這種封裝是最容易手工焊接的SMD部件之一。在SOIC（Small-outline IC）封裝上，每個引腳之間通常間隔約0.05英寸(1.27毫米)。

SSOP(縮小小輪廓封裝shrink small-outline package)是SOIC封裝的縮小版本。其他類似的IC封裝包括TSOP(薄型小輪廓封裝thin small-outline package)和TSSOP(薄型收縮縮小輪廓封裝thin-shrink smalloutline package)。

4.4 四邊平面封裝

（QFP：Quad Flat Package）

在所有四個方向上展開IC引腳，看起來像四邊平面封裝(QFP)。QFP IC可能每邊有8個引腳(總共32個)到70個引腳(總共300多個)。QFP IC上的引腳間距通常在0.4mm到1mm之間。標準QFP有一些小型化的變化，薄型QFP(TQFP：thin QFP薄型QFP)、非常極薄型(VQFP)和低配置(LQFP)封裝。

4.5 QFN（Quad Flat No-leads）封裝

去掉QFP IC的引腳，將引腳收縮在四邊的棱角上，就會得到一些看起來像Quad-Flat No-leads (QFN)封裝的東西。QFN封裝上的連接頭要微小很多，暴露在IC底部的邊緣。

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薄型(TQFN)、超薄型(VQFN)和微導聯(MLF)封裝是標準QFN封裝的變體。甚至還有雙無引線(DFN)和薄型雙無引線(TDFN)封裝，它們的引腳只在兩個側面上。

許多微處理器、傳感器和其他新型IC采用QFP或QFN封裝。流行的ATmega328微控制器提供TQFP封裝和QFN型(MLF)形式，而像MPU-6050這樣的微型加速度計/陀螺儀則采用微型QFN形式。

4.6 BGA球柵陣列

（Ball Grid Arrays）

最后，對于真正先進的集成電路，有球柵陣列(BGA)封裝。這才是復雜細微的封裝，其中的小焊料球排列在IC底部的二維網格中。有時焊料球直接附著在芯片上!

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BGA封裝通常是在高級微處理器上使用。 如果你能手工焊接一個bga封裝IC，就可以認為自己是一個大師級焊工。通常，將這些封裝放在PCB上需要一個自動化的過程，包括取放機和回流爐。

常用IC

集成電路在電子產品中以多種形式普遍存在，很難涵蓋所有內容。以下是一些您可能在電子產品中遇到的更常見的IC。

5.1 邏輯門，定時器，移位寄存器等

邏輯門作為更多集成電路本身的構建模塊，可以被封裝到它們自己的集成電路中。一些邏輯門ic可能在一個封裝中包含少量門，例如這個四輸入與門：

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邏輯門可以在集成電路內連接，以創建定時器、計數器、鎖存器、移位寄存器和其他基本邏輯電路。大多數這些簡單的電路可以在DIP封裝中找到，以及SOIC和SSOP。

5.2 微控制器、微處理器、FPGA等

微控制器、微處理器和FPGAs都是集成電路，它們都將數千、數百萬甚至數十億個晶體管封裝在一個小小的芯片中。這些組件功能復雜，尺寸方面也差異很大。從8位微控制器，如Arduino中的ATmega328，到復雜的64位多核微處理器，這些都是在計算機中廣泛應用的元件。

這些元件通常也是電路中最大的集成電路。簡單的微控制器可以在從DIP到QFN/QFP的封裝中找到，引腳數介于8到100之間。隨著這些組件復雜性的增加，封裝也同樣變得復雜。FPGAs和復雜的微處理器可以有超過一千個引腳，并且只能在QFN， LGA或BGA等高級封裝中使用。

5.3 傳感器

現代數字傳感器，如溫度傳感器、加速度計和陀螺儀都集成在一個集成電路中。

這些IC通常比微控制器或電路板上的其他IC小，引腳數在3到20的范圍內?，F在大的控制芯片中，也會直接集成很多傳感器在里面。

審核編輯：劉清