原创 封装知识体会

IC器件的封装不是一个在IC芯片和外部之间的透明连接，所有封装都会影响IC的电性能。由于系统频率和边缘速率的增加，封装影响变得更加重要。在两种不同封装中的同样IC，具有两种完全不同的性能特性。

这些电性能以寄生器件的形式出现，包括连线或引线之间的电容耦合、电感和电阻值。封装的布局和结构确定了寄生器件的值，这些值在IC整体性能上有重要影响。信号中由封装导致的寄生参数的影响包括接地反弹和噪声、传播延迟、边缘速率、频率响应和输出引线时滞。同样，两个外部一样的封装，内部可能不一样，而且会有不同的寄生值。

改进封装信号性能的特性包括多重接地和电源引脚、短引线以及使引脚之间电容耦合最小的布局。多重接地和电源引脚减小了电感、减少了电流不足和接地反弹。更短的引线或者焊锡球减小了电感、电阻和引线长度，这些都减小了接地反弹。

在所有这些设计中，由于有引线框架片或BGA标志，衬底可能不会很好地连接到VCC或地。可能存在的问题包括热膨胀系数(CTE)问题以及不良的衬底连接。

BGA封装使用衬底来代替引线框架，并且可以有效地改善性能。设计衬底板能够改善封装性能，并且利用器件布局和性能要求改进结构。能够使衬底连接电源和接地的连线位置接近于芯片，以此来减少电感和电阻。设计数据和控制连线的位置，使得引脚到引脚的电容耦合以及连线长度的差异最小。

不是所有的BGA设计充分利用了衬底布局的潜力。成本、IC复杂性及IC性能要求因素决定了定制的或者更一般的衬底布局。但是，即使一般的BGA封装也提供了超过引线框架封装的某些优势。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

与相等的引线封装相比，BGA设计减少了寄生的引脚到引脚电容。因为BGA衬底信号线的交叉部分远远小于引线交叉部分，所以引线间的电容耦合通常低于引线框架封装的电容耦合。

仔细设计衬底布局也能够完成减少寄生器件的封装，并且寄生器件有着有限的分布范围。与传统的引线封装相比，由于衬底生产工艺，BGA封装可以有更高的来自输出到接地平面的电容耦合。电镀引线被用于电镀衬底的线迹。如果这些引线不被去除，它们作为信号引线，会增加引线上的电容。

为了向IC设计者提供在不同封装设计中IC性能的精确信息，封装建模技术和方法取得了快速进步，并且在这一领域变得更加成熟。这将有助于通过优化IC器件和封装组合来减少性能差异。此外，这种认识被用于开发更加先进的定制模型，从而导致在所有条件下的IC和封装组合更加精确地重现。

IC封装在系统性能上的影响对器件性能和扩展、系统特性有直接的作用。这些影响主要与波形有关。封装效应包括接地反弹和噪声、时滞以及传播延迟。更快的边缘速率和更高的频率使得封装效应变得更加显著。

大部份最新的封装设计改进了信号特性。在某些方面，这些改进是重大的。在这些信号性能的改进中，一部分是由于设计创新，另一部分主要是封装提高的作用，例如封装尺寸的减小。然而，更新或者更小的封装不一定能自动地改善信号性能。不能假设来自不同厂商的两个外表一样的封装会提供相同的性能。