芯片IC,package,PCB的联系和区别

启芯硬件 2024-09-26 19:25

芯片(Integrated Circuit,IC)、封装(Package)、Printed Circuit Board(PCB)在电子设备中密切相关,但它们具有不同的功能和作用。详细的设计流程如下图

1-三者的联系
芯片和封装:芯片是电子元件的集成,通常由半导体材料制成,内部包含了多种功能单元,如晶体管、电容器等。封装则是将芯片封装在外部保护壳中的过程,以保护芯片免受外部环境的影响,并提供连接到外部电路的引脚或球。封装最重要的作用是保护,然后还有散热,详细作用见之前写封装的文章。
   
封装和PCB:封装的目的是为了方便芯片与其他电子组件或电路板的连接。通常,封装的引脚或球会与PCB上的焊盘或连接器相连接,以实现信号传输和电源供应。
芯片和PCB:芯片被封装后,通常会安装在PCB上。PCB是一种由绝缘基板和导电线路组成的,上面可以安装各种电子元件,包括芯片、电阻、电容等。芯片通过焊接或其他连接方式安装在PCB上,并与其他元件或电路连接起来,从而构成完整的电子系统。
关于三者的关系,这张图能很好的说明本文提出的问题
         

 

2-三者的区别
功能和结构不同:芯片是电子器件的集成电路,内部包含了多种功能单元。封装是将芯片封装在外部保护壳中的过程,提供连接到外部电路的引脚或球。而PCB是一种板状结构,用于安装和连接各种电子元件。
         

 

功能和作用不同:芯片负责执行特定的功能,如逻辑运算、信号处理等。封装提供了保护和连接芯片的功能。而PCB则用于组装和连接各种电子元件,构成完整的电子系统。
3-封装的四大作用及案例
1.固定引脚系统
 要让芯片正常工作,就必须与外部设备进行数据交换,而封装最重要的意义便体现在这里。当然,我们不可能将芯片内的引脚直接与电路板等连接,因为这部分金属线相当细,通常情况下小于1.5微米(μm),而且多数情况下只有1.0微米。但通过封装以后,将外部引脚用金属铜与内部引脚焊接起来,芯片便可以通过外部引脚间接地与电路板连接以起到数据交换的作用。    
 外部引脚系统通常使用两种不同的合金——铁镍合金及铜合金,前者可用于高强度以及高稳定性的场合,而后者具有导电性和导热性较好的优势。具体选用何种引脚系统可根据实际情况来定。
2.物理性保护
 芯片通过封装以后可以免受微粒等物质的污染和外界对它的损害。实现物理性保护的主要方法是将芯片固定于一个特定的芯片安装区域,并用适当的封装外壳将芯片、芯片连线以及相关引脚封闭起来,从而达到保护的目的。应用领域的不同,对于芯片封装的等级要求也不尽相同,当然,消费类产品要求最低。
3.增强散热
 众所周知,所有半导体产品在工作的时候都会产生热量,而当热量达到一定限度的时候便会影响芯片正常工作。而封装体的各种材料本身就可以带走一部分热量。当然,对于大多数发热量大的芯片,除了通过封装材料进行降温以外,还需要考虑在芯片上额外安装一个金属散热片或风扇以达到更好的散热效果。    
4.环境性保护
 封装的另一个作用便是对芯片的环境性保护,可以让芯片免受湿气等其他可能干扰芯片正常功能的气体对它正常工作产生不良影响。
         

 

         

 

   

启芯硬件 资深硬件工程师,聚焦电路设计,SIPI仿真,芯片设计等~
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