一文詳解芯片封裝技術(shù)

1、BGA|ball grid array

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也稱CPAC(globe top pad array carrier)。球形觸點陳列，表面貼裝型封裝之一。在印刷基板的背面按陳列方式制作出球形凸點用以代替引腳，在印刷基板的正面裝配LSI 芯片，然后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LSI用的一種封裝。封裝本體也可做得比QFP(四側(cè)引腳扁平封裝)小。例如，引腳中心距為1.5mm的360引腳BGA僅為31mm見方;而引腳中心距為0.5mm的304 引腳QFP 為40mm 見方。而且BGA不用擔心QFP 那樣的引腳變形問題。

該封裝是美國Motorola 公司開發(fā)的，首先在便攜式電話等設(shè)備中被采用，隨后在個人計算機中普及。最初，BGA 的引腳(凸點)中心距為1.5mm，引腳數(shù)為225?，F(xiàn)在也有一些LSI 廠家正在開發(fā)500 引腳的BGA。BGA 的問題是回流焊后的外觀檢查。美國Motorola公司把用模壓樹脂密封的封裝稱為MPAC，而把灌封方法密封的封裝稱為GPAC。

2、C-(ceramic)

表示陶瓷封裝的記號。例如，CDIP 表示的是陶瓷DIP。是在實際中經(jīng)常使用的記號。

3、COB (chip on board)

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板上芯片封裝，是裸芯片貼裝技術(shù)之一，半導(dǎo)體芯片交接貼裝在印刷線路板上，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn)，并用樹脂覆蓋以確?？煽啃?。雖然COB 是最簡單的裸芯片貼裝技術(shù)，但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術(shù)。

4、DIP(dual in-line package)?

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雙列直插式封裝。插裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出，封裝材料有塑料和陶瓷兩種。歐洲半導(dǎo)體廠家多用DIL。DIP 是最普及的插裝型封裝，應(yīng)用范圍包括標準邏輯IC，存貯器LSI，微機電路等。引腳中心距2.54mm，引腳數(shù)從6 到64。封裝寬度通常為15.2mm。有的把寬度為7.52mm和10.16mm 的封裝分別稱為SK-DIP(skinny dual in-line package) 和SL-DIP(slim dual in-line package)窄體型DIP。但多數(shù)情況下并不加區(qū)分，只簡單地統(tǒng)稱為DIP。另外，用低熔點玻璃密封的陶瓷DIP也稱為Cerdip(4.2)。

4.1 DIC(dual in-line ceramic package)?

陶瓷封裝的DIP(含玻璃密封)的別稱。

4.2 Cerdip：

用玻璃密封的陶瓷雙列直插式封裝，用于ECL RAM，DSP(數(shù)字信號處理器)等電路。帶有玻璃窗口的Cerdip 用于紫外線擦除型EPROM 以及內(nèi)部帶有EPROM 的微機電路等。引腳中心距2.54mm，引腳數(shù)從8 到42。在日本，此封裝表示為DIP-G(G即玻璃密封的意思)。

4.3 SDIP (shrink dual in-line package)

收縮型DIP。插裝型封裝之一，形狀與DIP 相同，但引腳中心距(1.778mm)小于DIP(2.54mm)

因而得此稱呼。引腳數(shù)從14 到90。有陶瓷和塑料兩種。又稱SH-DIP(shrink dual in-line package)

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5、flip-chip

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倒焊芯片。裸芯片封裝技術(shù)之一，在LSI 芯片的電極區(qū)制作好金屬凸點，然后把金屬凸點與印刷基板上的電極區(qū)進行壓焊連接。封裝的占有面積基本上與芯片尺寸相同。是所有封裝技術(shù)中體積最小、最薄的一種。但如果基板的熱膨脹系數(shù)與LSI 芯片不同，就會在接合處產(chǎn)生反應(yīng)，從而影響連接的可靠性。因此必須用樹脂來加固LSI 芯片，并使用熱膨脹系數(shù)基本相同的基板材料。

6、FP(flat package)?

扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。QFP 或SOP(見QFP 和SOP)的別稱。部分半導(dǎo)體廠家采用此名稱。

7、H-(with heat sink)

表示帶散熱器的標記。例如，HSOP 表示帶散熱器的SOP。

8、MCM(multi-chip module)?多芯片組件

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將多塊半導(dǎo)體裸芯片組裝在一塊布線基板上的一種封裝。根據(jù)基板材料可分為MCM-L，MCM-C 和MCM-D 三大類。?

MCM-L 是使用通常的玻璃環(huán)氧樹脂多層印刷基板的組件。布線密度不怎么高，成本較低。

MCM-C 是用厚膜技術(shù)形成多層布線，以陶瓷(氧化鋁或玻璃陶瓷)作為基板的組件，與使用多層陶瓷基板的厚膜混合IC 類似。兩者無明顯差別。布線密度高于MCM-L。?

MCM-D 是用薄膜技術(shù)形成多層布線，以陶瓷(氧化鋁或氮化鋁)或Si、Al 作為基板的組件。?布線密謀在三種組件中是最高的，但成本也高。?

9、P-(plastic)?

表示塑料封裝的記號。如PDIP 表示塑料DIP。

10、Piggy back

馱載封裝。指配有插座的陶瓷封裝，形關(guān)與DIP、QFP、QFN 相似。在開發(fā)帶有微機的設(shè)備時用于評價程序確認操作。例如，將EPROM 插入插座進行調(diào)試。這種封裝基本上都是定制品，市場上不怎么流通。

11、QFP(quad flat package) 四側(cè)引腳扁平封裝

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表面貼裝型封裝之一，引腳從四個側(cè)面引出呈海鷗翼(L)型?；挠刑沾伞⒔饘俸退芰先N。從數(shù)量上看，塑料封裝占絕大部分。當沒有特別表示出材料時，多數(shù)情況為塑料QFP。塑料QFP 是最普及的多引腳LSI 封裝。不僅用于微處理器，門陳列等數(shù)字邏輯LSI 電路，而且也用于VTR 信號處理、音響信號處理等模擬LSI 電路。引腳中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm 等多種規(guī)格。0.65mm 中心距規(guī)格中最多引腳數(shù)為304。

有的LSI 廠家把引腳中心距為0.5mm 的QFP 專門稱為收縮型QFP 或SQFP、VQFP。但有的廠家把引腳中心距為0.65mm 及0.4mm 的QFP 也稱為SQFP，至使名稱稍有一些混亂。

另外按照JEDEC(美國聯(lián)合電子設(shè)備委員會)標準把引腳中心距為0.65mm、本體厚度為3.8mm～2.0mm的QFP稱為MQFP(metric quad flat package)。日本電子機械工業(yè)會標準所規(guī)定引腳中心距.55mm、0.4mm、0.3mm 等小于0.65mm 的QFP稱為QFP(FP) (QFP fine pitch)，小中心距QFP。又稱FQFP(fine pitch quad flat package)。但現(xiàn)在日本電子機械工業(yè)會對QFP的外形規(guī)格進行了重新評價。在引腳中心距上不加區(qū)別，而是根據(jù)封裝本體厚度分為QFP(2.0mm～3.6mm 厚)、LQFP(1.4mm 厚)和TQFP(1.0mm 厚)三種。?

QFP 的缺點是，當引腳中心距小于0.65mm 時，引腳容易彎曲。為了防止引腳變形，現(xiàn)已出現(xiàn)了幾種改進的QFP 品種。如封裝的四個角帶有樹指緩沖墊的BQFP(見11.1);帶樹脂保護環(huán)覆蓋引腳前端的GQFP;在封裝本體里設(shè)置測試凸點、放在防止引腳變形的專用夾具里就可進行測試的TPQFP。在邏輯LSI 方面，不少開發(fā)品和高可靠品都封裝在多層陶瓷QFP 里。引腳中心距最小為0.4mm、引腳數(shù)最多為348 的產(chǎn)品也已問世。此外，也有用玻璃密封的陶瓷QFP(見11.9)。?

11.1 BQFP(quad flat package with bumper)

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帶緩沖墊的四側(cè)引腳扁平封裝。QFP 封裝之一，在封裝本體的四個角設(shè)置突起(緩沖墊)以防止在運送過程中引腳發(fā)生彎曲變形。美國半導(dǎo)體廠家主要在微處理器和ASIC 等電路中采用此封裝。引腳中心距0.635mm，引腳數(shù)從84 到196左右。

11.2 QIC(quad in-line ceramic package)

陶瓷QFP 的別稱。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱。

11.3 QIP(quad in-line plastic package)

塑料QFP 的別稱。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱。

11.4 PFPF(plastic flat package)

塑料扁平封裝。塑料QFP 的別稱。部分LSI 廠家采用的名稱。

11.5 QFH(quad flat high package)

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四側(cè)引腳厚體扁平封裝。塑料QFP 的一種，為了防止封裝本體斷裂，QFP 本體制作得較厚。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱。

11.6 CQFP(quad fiat package with guard ring)

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帶保護環(huán)的四側(cè)引腳扁平封裝。塑料QFP 之一，引腳用樹脂保護環(huán)掩蔽，以防止彎曲變形。?在把LSI 組裝在印刷基板上之前，從保護環(huán)處切斷引腳并使其成為海鷗翼狀(L 形狀)。這種封裝在美國Motorola 公司已批量生產(chǎn)。引腳中心距0.5mm，引腳數(shù)最多為208 左右。

11.7 MQUAD(metal quad)

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美國Olin 公司開發(fā)的一種QFP 封裝?；迮c封蓋均采用鋁材，用粘合劑密封。在自然空冷條件下可容許2.5W～2.8W 的功率。日本新光電氣工業(yè)公司于1993 年獲得特許開始生產(chǎn)。

11.8 L-QUAD

陶瓷QFP之一。封裝基板用氮化鋁，基導(dǎo)熱率比氧化鋁高7～8 倍，具有較好的散熱性。封裝的框架用氧化鋁，芯片用灌封法密封，從而抑制了成本。是為邏輯LSI 開發(fā)的一種封裝，在自然空冷條件下可容許W3的功率?，F(xiàn)已開發(fā)出了208 引腳(0.5mm 中心距)和160 引腳(0.65mm 中心距)的LSI 邏輯用封裝，并于1993 年10 月開始投入批量生產(chǎn)。

11.9 Cerquad

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表面貼裝型封裝之一，即用下密封的陶瓷QFP，用于封裝DSP 等的邏輯LSI 電路。帶有窗口的Cerquad 用于封裝EPROM 電路。散熱性比塑料QFP 好，在自然空冷條件下可容許1.5～2W的功率。但封裝成本比塑料QFP 高3～5 倍。引腳中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm0.4mm 等多種規(guī)格。引腳數(shù)從32 到368。

12、QFG (quad flat J-leaded package)四側(cè)J 形引腳扁平封裝

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表面貼裝封裝之一。引腳從封裝四個側(cè)面引出，向下呈J 字形。是日本電子機械工業(yè)會規(guī)定的名稱。引腳中心距1.27mm。材料有塑料和陶瓷兩種。

塑料QFJ?多數(shù)情況稱為PLCC(plastic leaded chip carrier)，用于微機、門陳列、DRAM、ASSP、OTP 等電路。引腳數(shù)從18 至84。?

陶瓷QFJ?也稱為CLCC(ceramic leaded chip carrier)、JLCC(J-leaded chip carrier)。帶窗口的封裝用于紫外線擦除型EPROM 以及帶有EPROM 的微機芯片電路。引腳數(shù)從32 至84。

13、QFN(quad flat non-leaded package)

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四側(cè)無引腳扁平封裝,表面貼裝型封裝之一，是高速和高頻IC 用封裝?，F(xiàn)在多稱為LCC。QFN 是日本電子機械工業(yè)會規(guī)定的名稱。封裝四側(cè)配置有電極觸點，由于無引腳，貼裝占有面積比QFP 小，高度比QFP低。但是，當印刷基板與封裝之間產(chǎn)生應(yīng)力時，在電極接觸處就不能得到緩解。因此電極觸點難于做到QFP的引腳那樣多，一般從14 到100 左右。?

材料有陶瓷和塑料兩種。當有LCC 標記時基本上都是陶瓷QFN。電極觸點中心距1.27mm。塑料QFN 是以玻璃環(huán)氧樹脂印刷基板基材的一種低成本封裝。電極觸點中心距除1.27mm 外，還有0.65mm 和0.5mm 兩種。這種封裝也稱為塑料LCC、PCLC、P-LCC 等。

13.1 PCLP(printed circuit board leadless package)?

印刷電路板無引線封裝。日本富士通公司對塑料QFN(塑料LCC)采用的名稱。引腳中心距有0.55mm 和0.4mm 兩種規(guī)格。目前正處于開發(fā)階段。

13.2 P-LCC(plastic teadless chip carrier)(plastic leaded chip currier)

有時候是塑料QFJ 的別稱，有時候是QFN(塑料LCC)的別稱(見QFJ 和QFN)。部分LSI 廠家用PLCC 表示帶引線封裝，用P-LCC 表示無引線封裝，以示區(qū)別。

14、QFI(quad flat I-leaded packgage)四側(cè)I 形引腳扁平封裝

表面貼裝型封裝之一。引腳從封裝四個側(cè)面引出，向下呈I 字。也稱為MSP(mini square package)。貼裝與印刷基板進行碰焊連接。由于引腳無突出部分，貼裝占有面積小于QFP。?日立制作所為視頻模擬IC 開發(fā)并使用了這種封裝。此外，日本的Motorola 公司的PLL IC也采用了此種封裝。引腳中心距1.27mm，引腳數(shù)從18 于68。

15、TCP(Tape Carrier Package)薄膜封裝TCP技術(shù)

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主要用于Intel Mobile Pentium MMX上。采用TCP封裝技術(shù)的CPU的發(fā)熱量相對于當時的普通PGA針腳陣列型CPU要小得多，運用在筆記本電腦上可以減小附加散熱裝置的體積，提高主機的空間利用率，因此多見于一些超輕薄筆記本電腦中。但由于TCP封裝是將CPU直接焊接在主板上，因此普通用戶是無法更換的。

15.1 DTCP(dual tape carrier package)

雙側(cè)引腳帶載封裝。TCP(帶載封裝)之一。引腳制作在絕緣帶上并從封裝兩側(cè)引出。由于利用的是TAB(自動帶載焊接)技術(shù)，封裝外形非常薄。常用于液晶顯示驅(qū)動LSI，但多數(shù)為定制品。

另外，0.5mm 厚的存儲器LSI 簿形封裝正處于開發(fā)階段。在日本，按照EIAJ(日本電子機械工業(yè))會標準規(guī)定，將DTCP 命名為DTP。

15.2 QTCP(quad tape carrier package)

四側(cè)引腳帶載封裝。TCP 封裝之一，在絕緣帶上形成引腳并從封裝四個側(cè)面引出。是利用TAB技術(shù)的薄型封裝。在日本被稱為QTP(quad tape carrier package)。

15.3 Tape Automated Bonding (TAB)卷帶自動結(jié)合技術(shù)

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Tape Automated Bonding (TAB)卷帶自動結(jié)合是一種將多接腳大規(guī)模集成電路器(IC)的芯片(Chip)，不再先進行傳統(tǒng)封裝成為完整的個體，而改用TAB載體，直接將未封芯片黏裝在板面上。即采"聚亞醯胺"(Polyimide)之軟質(zhì)卷帶，及所附銅箔蝕成的內(nèi)外引腳當成載體，讓大型芯片先結(jié)合在"內(nèi)引腳"上。經(jīng)自動測試后再以"外引腳"對電路板面進行結(jié)合而完成組裝。這種將封裝及組裝合而為一的新式構(gòu)裝法，即稱為TAB法。

16、PGA(pin grid array)

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陳列引腳封裝。插裝型封裝之一，其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都采用多層陶瓷基板。在未專門表示出材料名稱的情況下，多數(shù)為陶瓷PGA，用于高速大規(guī)模邏輯LSI 電路。成本較高。引腳中心距通常為2.54mm，引腳長約3.4mm，引腳數(shù)從64 到447 左右。為降低成本，封裝基材可用玻璃環(huán)氧樹脂印刷基板代替。

也有64～256 引腳的塑料PGA。另外，還有一種引腳中心距為1.27mm， 引腳長度1.5mm~2.0mm的短引腳表面貼裝型PGA(碰焊PGA)， 比插裝型PGA 小一半，所以封裝本體可制作得不怎么大，而引腳數(shù)比插裝型多(250～528)。

17、LGA(land grid array)

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觸點陳列封裝。即在底面制作有陣列狀態(tài)坦電極觸點的封裝。裝配時插入插座即可。現(xiàn)已實用的有227 觸點(1.27mm 中心距)和447 觸點(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA，應(yīng)用于高速邏輯LSI 電路。LGA 與QFP 相比，能夠以比較小的封裝容納更多的輸入輸出引腳。另外，由于引線的阻抗小，對于高速LSI 是很適用的。

18、芯片上引線封裝

LSI 封裝技術(shù)之一，引線框架的前端處于芯片上方的一種結(jié)構(gòu)，芯片的中心附近制作有凸焊點，用引線縫合進行電氣連接。與原來把引線框架布置在芯片側(cè)面附近的結(jié)構(gòu)相比，在相同大小的封裝中容納的芯片達1mm 左右寬度。?

19、QUIP(quad in-line package)

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四列引腳直插式封裝，又稱QUIL(quad in-line)。引腳從封裝兩個側(cè)面引出，每隔一根交錯向下彎曲成四列。引腳中心距1.27mm，當插入印刷基板時，插入中心距就變成2.5mm。因此可用于標準印刷線路板。是比標準DIP 更小的一種封裝。日本電氣公司在臺式計算機和家電產(chǎn)品等的微機芯片中采用了些種封裝。材料有陶瓷和塑料兩種。引腳數(shù)64。

20、SOP(small Out-Line package)

小外形封裝。表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝兩側(cè)引出呈海鷗翼狀(L 字形)。材料有塑料和陶瓷兩種。另外也叫SOL(Small Out-Line L-leaded package)、DFP(dual flat package)、SOIC(smallout-line integrated circuit)、DSO(dual small out-lint)國外有許多半導(dǎo)體廠家采用此名稱。

SOP 除了用于存儲器LSI 外，也廣泛用于規(guī)模不太大的ASSP 等電路。在輸入輸出端子不超過10～40 的領(lǐng)域，SOP 是普及最廣的表面貼裝封裝。引腳中心距1.27mm，引腳數(shù)從8～44。

隨著SOP的發(fā)展逐漸派生出了：

引腳中心距小于1.27mm 的SSOP(縮小型SOP);

裝配高度不到1.27mm 的TSOP(薄小外形封裝);

VSOP(甚小外形封裝);TSSOP(薄的縮小型SOP);

SOT(小外形晶體管);帶有散熱片的SOP稱為HSOP;

部分半導(dǎo)體廠家把無散熱片的SOP 稱為SONF(Small Out-Line Non-Fin);

部分廠家把寬體SOP稱為SOW (SmallOutlinePackage(Wide-Jype)

21、MFP(mini flat package)小形扁平封裝

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塑料SOP 或SSOP 的別稱。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱。

22、SIMM(single in-line memory module)

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單列存貯器組件。只在印刷基板的一個側(cè)面附近配有電極的存貯器組件。通常指插入插座的組件。標準SIMM 有中心距為2.54mm 的30 電極和中心距為1.27mm 的72 電極兩種規(guī)格。在印刷基板的單面或雙面裝有用SOJ 封裝的1 兆位及4 兆位DRAM 的SIMM 已經(jīng)在個人計算機、工作站等設(shè)備中獲得廣泛應(yīng)用。至少有30～40%的DRAM 都裝配在SIMM 里。

23、DIMM(Dual Inline Memory Module)雙列直插內(nèi)存模塊

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與SIMM相當類似，不同的只是DIMM的金手指兩端不像SIMM那樣是互通的，它們各自獨立傳輸信號，因此可以滿足更多數(shù)據(jù)信號的傳送需要。同樣采用DIMM，SDRAM 的接口與DDR內(nèi)存的接口也略有不同，SDRAM DIMM為168Pin DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面為84Pin，金手指上有兩個卡口，用來避免插入插槽時，錯誤將內(nèi)存反向插入而導(dǎo)致燒毀;DDR DIMM則采用184Pin DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有92Pin，金手指上只有一個卡口?？跀?shù)量的不同，是二者最為明顯的區(qū)別。

DDR2 DIMM為240pin DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有120Pin，與DDR DIMM一樣金手指上也只有一個卡口，但是卡口的位置與DDR DIMM稍微有一些不同，因此DDR內(nèi)存是插不進DDR2 DIMM的，同理DDR2內(nèi)存也是插不進DDR DIMM的，因此在一些同時具有DDR DIMM和DDR2 DIMM的主板上，不會出現(xiàn)將內(nèi)存插錯插槽的問題。

24、SIP(single in-line package)

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單列直插式封裝。歐洲半導(dǎo)體廠家多采用SIL (single in-line)這個名稱。引腳從封裝一個側(cè)面引出，排列成一條直線。當裝配到印刷基板上時封裝呈側(cè)立狀。引腳中心距通常為2.54mm，引腳數(shù)從2 至23，多數(shù)為定制產(chǎn)品。封裝的形狀各異。也有的把形狀與ZIP 相同的封裝稱為SIP。

25、SMD(surface mount devices)

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表面貼裝器件。偶而，有的半導(dǎo)體廠家把SOP 歸為SMD。

26、SOI(small out-line I-leaded package)

I 形引腳小外型封裝。表面貼裝型封裝之一。引腳從封裝雙側(cè)引出向下呈I 字形，中心距1.27mm。貼裝占有面積小于SOP。日立公司在模擬IC(電機驅(qū)動用IC)中采用了此封裝。引腳數(shù)26。

27、SOJ(Small Out-Line J-Leaded Package)

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J 形引腳小外型封裝。表面貼裝型封裝之一。引腳從封裝兩側(cè)引出向下呈J 字形，故此得名。通常為塑料制品，多數(shù)用于DRAM 和SRAM 等存儲器LSI 電路，但絕大部分是DRAM。用SOJ封裝的DRAM 器件很多都裝配在SIMM 上。引腳中心距1.27mm，引腳數(shù)從20 至40(見SIMM)。

28、TO packageTO型封裝

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它的底盤是一塊圓型金屬板，然后放上一片小玻璃并予加熱，使玻璃熔化后把引線固定在孔眼，此孔眼和引線的組合稱為頭座，于是先在頭座上面鍍金，則因集成電路切片的底面也是鍍金，所以可藉金，鍺焊臘予以焊接;焊接時，先將頭座預(yù)熱，使置于其中的焊臘完全熔化，再將電路切片置于焊臘上，經(jīng)冷卻后兩者就形成很好的接合。