[產品庫]主題： IC封裝在電磁幹擾控製中作用—— ... 發佈者： 線路闆廠傢
10/11/2019
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IC封裝在電磁幹擾控製中作用——線路闆廠傢
封裝形式是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼。（多層線路闆）它不僅起着安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等方麵的作用，而且還通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路闆上的導線與其他器件相連接，從而實現内部芯片與外部電路的連接。因爲芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。
IC封裝在電磁幹擾控製中的作用——線路闆廠傢來爲大傢娓娓道來
IC封裝通常包括：矽基芯片、一個小型的内部PCB以及焊盤。矽基芯片安裝在小型的PCB上，通過綁定線實現矽基芯片與焊盤之間的連接，在某些封裝中也可以實現直接連接。小型PCB實現矽基芯片上的信號和電源與IC封裝上的對應管腳之間的連接，這樣就實現瞭矽基芯片上信號和電源節點的對外延伸。貫穿該IC的電源和信號的傳輸路徑包括：矽基芯片、與小型PCB之間的連線、PCB走線以及IC封裝的輸入和輸出管腳。對電容和電感(對應於電場和磁場)控製的好壞在很大程度上取決於整個傳輸路徑設計的好壞。某些設計特徵將直接影響整個IC芯片封裝的電容和電感。
首先看矽基芯片與内部小電路闆之間的連接方式。許多的IC芯片都採用綁定線來實現矽基芯片與内部小電路闆之間的連接，這是一種在矽基芯片與内部小電路闆之間的極細的飛線。這種技術之所以應用廣氾是因爲矽基芯片和内部小電路闆的熱脹係數(CTE)相近。（鋁基線路闆）芯片本身是一種矽基器件，其熱脹係數與典型的PCB材料(如環氧樹脂)的熱脹係數有很大的差别。如果矽基芯片的電氣連接點直接安裝在内部小PCB上的話，那麽在一段相對較短的時間之後，IC封裝内部溫度的變化導緻熱脹冷縮，這種方式的連接就會因爲斷裂而失效。綁定線是一種適應這種特殊環境的引線方式，它可以承受大量的彎麴變形而不容易斷裂。
採用綁定線的問題在於，每一個信號或者電源線的電流環路麵積的增加將導緻電感值昇髙。獲得較低電感值的優良設計就是實現矽基芯片與内部PCB之間的直接連接，也就是說矽基芯片的連接點直接粘接在PCB的焊盤上。這就要求選擇使用一種特殊的PCB闆基材料，這種材料應該具有極低的CTE。而選擇這種材料將導緻IC芯片整體成本的增加，因而採用這種工藝技術的芯片並不常見，但是隻要這種將矽基芯片與載體PCB直接連接的IC存在並且在設計方案中可行，那麽採用這樣的IC器件就是較好的選擇。
一般來說，在IC封裝設計中，降低電感並且增大信號與對應回路之間或者電源與地之間電容是選擇集成電路芯片過程的首選考慮。舉例來說，小間距的錶麵貼裝與大間距的錶麵貼裝工藝相比，應該優先考慮選擇採用小間距的錶麵貼裝工藝封裝的IC芯片，而這兩種類型的錶麵貼裝工藝封裝的IC芯片都優於過孔引線類型的封裝。BGA封裝的IC芯片同任何常用的封裝類型相比具有至低的引線電感。從電容和電感控製的觮度來看，小型的封裝和更細的間距通常總是代錶性能的提髙。
引線結構設計的一個重要特徵是管腳的分配。（ic封裝pcb）由於電感和電容值的大小都取決於信號或者是電源與返回路徑之間的接近程度，因此要考慮足夠多的返回路徑。
電源和地管腳應該成對分配，每一個電源管腳都應該有對應的地管腳相鄰分佈，而且在這種引線結構中應該分配多個電源和地管腳對。這兩方麵的特徵都將極大地降低電源和地之間的環路電感，有助於減少電源總線上的電壓瞬變，從而降低EMI。由於習慣上的原因，現在市場上的許多IC芯片並沒有完全遵循上述設計規則，然而IC設計和生産廠商都深刻理解這種設計方法的優點，因而在新的IC芯片設計和發佈時IC廠商更關註電源的連接。
理想情況下，要爲每一個信號管腳都分配一個相鄰的信號返回管腳(如地管腳)。實際情況並非如此，即使思想至前衛的IC廠商也沒有如此分配IC芯片的管腳，而是採用其它折衷方法。在BGA封裝中，一種行之有效的設計方法是在每組八個信號管腳的中心設置一個信號的返回管腳，在這種管腳排列方式下，每一個信號與信號返回路徑之間僅相差一個管腳的距離。而對於四方扁平封裝(QFP)或者其它鷗翼(gull wing)型封裝形式的IC來說，在信號組的中心放置一個信號的返回路徑是不現實的，即便這樣也必須保證每隔4到6個管腳就放置一個信號返回管腳。需要註意的是，不同的IC工藝技術可能採用不同的信號返回電壓。有的IC使用地管腳(如TTL器件)作爲信號的返回路徑，而有的IC則使用電源管腳(如絕大多數的ECL器件！
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最後更新: 2019-10-11 13:53:40
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