集成电路(IC)是现代电子学的基石。它们是大多数电路的心脏和大脑。它们无处不在，你可以在几乎每个电路板上找到。因此从内到外了解它们非常重要。

　　集成电路是一种电子元件的集合——电器、晶体管、电容等——所有这些都塞进一个小芯片中，并连接在一起以实现一个共同的目标。它们有各种各样的风格:单电路逻辑门、运算放大器、定时器、稳压器、电机控制器、微控制器、微处理器、……等等。

　　当我们想到集成电路时，首先想到的就是小小的黑色芯片。但是黑盒子里装的是什么?

　　集成电路的真正“肉”是由半导体晶圆、铜和其他材料组成的复杂层，它们相互连接以形成电路中的晶体管、电阻或其他组件。这些晶圆片的切割和形成的组合称为die。

　　集成电路本身很小，所组成的半导体晶片和铜层非常薄。各层之间的联系非常复杂。下图是上面这个Die内部的局部放大图:

　　集成电路芯片是电路的最小形式，因为太小而无法焊接或连接。为了使连接到IC的工作更容易，使用了芯片封装技术。集成电路封装将精致的小芯片变成了我们都熟悉的黑色芯片。

　　封装技术制作成了芯片，并将其扩展到我们可以更容易连接的设备中。Die上的每个外部连接都通过一小段金线连接到封装上的焊盘或引脚上。引脚是集成电路上的银色挤压端子，它继续连接到电路的其他部分。

　　所有的ic都有极性标记，每个引脚在位置和功能都是独一无二的。这意味着封装必须有某种方式来定义每个针脚的功能。大多数ic将使用一个缺口(notch)或一个点(Dot)来指示哪个引脚是第一引脚。(有时两者皆有)

　　一旦你知道了第一个引脚在哪里，剩下的引脚数就会随着你在芯片上逆时针移动而依次增加。

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　　主要区别封装类型的特征之一是它们安装到电路板上的方式。所有封装都属于两种安装类型之一:通孔(PTH)或表面安装(SMD或SMT)。通孔封装通常更大，也更容易使用。它们被设计成穿过板的一边，然后焊接到另一边。

　　表面贴装封装的尺寸从小到极小。它们都被设计成位于电路板的一侧，并被焊接到表面。SMD封装的引脚要么从侧面挤出，垂直于芯片，要么有时排列在芯片底部的矩阵中。这种形式的ic不太“适合手工组装”。他们通常需要特殊的工具来辅助这个过程。

　　DIP是双列直插封装的缩写（dual in-line package），是最常见的通孔IC封装。这些小芯片有两排平行的引脚，垂直地伸出一个长方形的黑色塑料外壳。

　　除了直接焊接到集成电路，也可以使用芯片插座。使用插座允许DIP IC被移除和交换，如果它碰巧芯片被烧毁，更换起来就很容易。

　　现在有各种各样的表面贴装封装类型。通常需要在PCB上提前制作与芯片匹配的接线图案，并在其上焊接。SMT的安装通常是需要自动化的设备。

　　SOP封装是DIP的表面贴装演化。如果你把DIP上的所有引脚都向外弯曲，然后缩小到合适的尺寸，就可以形成单面安装的SOP。凭借手工操作和近距离的观察，这种封装是最容易手工焊接的SMD部件之一。在SOIC（Small-outline IC）封装上，每个引脚之间通常间隔约0.05英寸(1.27毫米)。

　　在所有四个方向上展开IC引脚可以让您看起来像四边平面封装(QFP)。QFP ic可能每边有8个引脚(总共32个)到70个引脚(总共300多个)。QFP IC上的引脚间距通常在0.4mm到1mm之间。标准QFP有较小变体TQFP(TQFP：thin QFP薄型QFP)、非常极薄型(VQFP)和低配置(LQFP)封装。

　　如果你磨掉QFP IC的引脚，你会得到一些看起来像Quad-Flat No-leads (QFN)封装的东西。QFN封装上的连接是微小的，暴露在IC底部角边缘的衬垫。有时它们环绕，并且在侧面和底部都暴露，其他封装只暴露在芯片底部的衬垫。

　　超薄(TQFN)、超薄(VQFN)和微导联(MLF)封装是标准QFN封装的小变体。甚至还有双无引线(DFN)和薄双无引线(TDFN)封装，它们的引脚只在两个侧面上。

　　许多微处理器、传感器和其他现代ic采用QFP或QFN封装。流行的ATmega328微控制器提供TQFP封装和QFN型(MLF)形式，而像MPU-6050这样的微型加速度计/陀螺仪则采用微型QFN形式。

　　最后，对于真正先进的集成电路，有球栅阵列(BGA)封装。这才是复杂细微的封装，其中的小焊料球排列在IC底部的二维网格中。有时焊料球直接附着在芯片上!

　　如果你能手工焊接一个bga封装IC，就可以认为自己是一个大师级焊工。通常，将这些封装放在PCB上需要一个自动化的过程，包括取放机和回流炉。

　　集成电路在电子产品中以多种形式普遍存在，很难涵盖所有内容。以下是一些您可能在电子产品中遇到的更常见的ic。

　　逻辑门作为更多集成电路本身的构建模块，可以被封装到它们自己的集成电路中。一些逻辑门ic可能在一个封装中包含少量门，例如这个四输入与门:

　　逻辑门可以在集成电路内连接，b体育入口以创建定时器、计数器、锁存器、移位寄存器和其他基本逻辑电路。大多数这些简单的电路可以在DIP封装中找到，以及SOIC和SSOP。

　　微控制器、微处理器和FPGAs都是集成电路，它们都将数千、数百万甚至数十亿个晶体管封装在一个小小的芯片中。这些组件在功能、复杂性和大小方面存在很大的差异;从8位微控制器，如Arduino中的ATmega328，到复杂的64位多核微处理器，在您的计算机中组织活动。

　　这些元件通常是电路中最大的集成电路。简单的微控制器可以在从DIP到QFN/QFP的封装中找到，引脚数介于8到100之间。随着这些组件复杂性的增长，包也变得同样复杂。FPGAs和复杂的微处理器可以有超过一千个引脚，并且只能在QFN, LGA或BGA等高级封装中使用。

　　这些ic通常比微控制器或电路板上的其他ic小，引脚数在3到20的范围内。DIP传感器ic正变得越来越罕见，因为现代组件通常在QFP, QFN，甚至BGA封装中找到。

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