內(nèi)存芯片封裝技術(shù)

內(nèi)存芯片封裝技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，為了更好地與之相配合，內(nèi)存產(chǎn)品也由后臺(tái)走出，成為除CPU外的另一關(guān)注焦點(diǎn)。作為計(jì)算機(jī)的重要組成部分，內(nèi)存的性能直接影響計(jì)算機(jī)的整體性能。而內(nèi)存制造工藝的最后一步也是最關(guān)鍵一步就是內(nèi)存的封裝技術(shù)，采用不同封裝技術(shù)的內(nèi)存條，在性能上存在較大差距。只有高品質(zhì)的封裝技術(shù)才能生產(chǎn)出完美的內(nèi)存產(chǎn)品。

封裝技術(shù)其實(shí)就是一種將集成電路打包的技術(shù)。拿我們常見(jiàn)的內(nèi)存來(lái)說(shuō)，我們實(shí)際看到的體積和外觀并不是真正的內(nèi)存的大小和面貌，而是內(nèi)存芯片經(jīng)過(guò)打包即封裝后的產(chǎn)品。這種打包對(duì)于芯片來(lái)說(shuō)是必須的，也是至關(guān)重要的。因?yàn)樾酒仨毰c外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路的腐蝕而造成電學(xué)性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸。由于封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的PCB(印制電路板)的設(shè)計(jì)和制造，因此它又是至關(guān)重要的。

目前業(yè)界普遍 采用的封裝技術(shù)盡管多種多樣，但是有90%采用的是TSOP(如圖1所示)技術(shù)，TSOP英文全稱為T(mén)hin Small Outline Package(薄型小尺寸封裝)，這是80年代出現(xiàn)的內(nèi)存第二代封裝技術(shù)的代表。TSOP的一個(gè)典型特征就是在封裝芯片的周圍做出引腳，如SDRAM的IC為兩側(cè)有引腳，SGRAM的IC四面都有引腳。TSOP適合用SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線，封裝外形尺寸，寄生參數(shù)減小，適合高頻應(yīng)用，操作方便，可靠性高。采用這種技術(shù)的品牌有三星、現(xiàn)代、Kingston等，TSOP目前廣泛應(yīng)用于SDRAM內(nèi)存的制造上，但是隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的進(jìn)步，TSOP已越來(lái)越不適用于高頻、高速的新一代內(nèi)存。

如同微處理器一樣，內(nèi)存條的技術(shù)也是不斷地更新。大家可能已發(fā)現(xiàn)手中內(nèi)存條上的顆粒模樣漸漸在變，變得比以前更小、更精致。變化不僅在表面上，而且這些新型的芯片在適用頻率和電氣特性上比老前輩又有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。這一結(jié)晶應(yīng)歸功于那些廠商選用了新型內(nèi)存芯片封裝技術(shù)。以TinyBGA和BLP技術(shù)為代表的新型芯片封裝技術(shù)逐漸成熟起來(lái)。

首先我們要提及的就是TinyBGA技術(shù)，TinyBGA技術(shù)是Kingmax的專利，于1998年8月開(kāi)發(fā)成功。要了解TinyBGA技術(shù)，首先要知道BGA是什么，BGA為Ball-Gird-Array的英文縮寫(xiě)，即球柵陣列封裝，是新一代的芯片封裝技術(shù)，它的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面，BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可增加I/O數(shù)和間距，消除高I/O數(shù)帶來(lái)的生產(chǎn)成本和可靠性問(wèn)題。它已經(jīng)在筆記本電腦的內(nèi)存、主板芯片組等大規(guī)模集成電路的封裝領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。比如我們所熟知的Intel 845PE、VIA KT400芯片組等都是采用這一封裝技術(shù)的產(chǎn)品。

TinyBGA就是微型BGA的意思，TinyBGA英文全稱為T(mén)iny Ball Grid Array（小型球柵陣列封裝），其芯片面積與封裝面積之比不小于1：1.14，屬于BGA封裝技術(shù)的一個(gè)分支。該項(xiàng)革新技術(shù)的應(yīng)用可以使所有計(jì)算機(jī)中的DRAM內(nèi)存在體積不變的情況下內(nèi)存容量提高兩到三倍，TinyBGA采用BT樹(shù)脂以替代傳統(tǒng)的TSOP技術(shù)，具有更小的體積，更好的散熱性能和電性能。

TinyBGA封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲(chǔ)量有了驚人的提升，在和128M TSOP封裝的144針SO-DIMM相同空間的PCB板上利用TinyBGA封裝方式可以制造256M內(nèi)存。以相同大小的兩片內(nèi)存模塊而言，TinyBGA封裝方式的容量比TSOP高一倍，但價(jià)格卻未有明顯變化。資料顯示，采用TinyBGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品以相同容量比較，體積只有TSOP封裝的三分之一；當(dāng)內(nèi)存模組的制程直徑小于0.25 m時(shí)TinyBGA封裝的成本要小于TSOP封裝成本。

TinyBGA封裝內(nèi)存的I/O端子是由芯片中心方向引出的，而TSOP則是由四周引出。這有效地縮短了信號(hào)的傳導(dǎo)距離，信號(hào)傳輸線的長(zhǎng)度僅是傳統(tǒng)的TSOP技術(shù)的四分之一，因此信號(hào)的衰減便隨之減少。這樣不僅大幅度升芯片的抗干擾、抗噪性能，而且提高了電性能，采用TinyBGA封裝芯片可抗高達(dá)300MHz的外額，而采用傳統(tǒng)TSOP封裝最高只可抗150MHz的外額。而且，用TinyBGA封裝的內(nèi)存，不但體積較之相同容量的TSOP封裝芯片小，同時(shí)也更薄(封裝高度小于0.8mm)，從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.36mm。于是，TinyBGA內(nèi)存便擁有更高的熱傳導(dǎo)效率，非常適用于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的系統(tǒng)，穩(wěn)定性極佳。經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試顯示，TinyBGA的熱抗阻比TSOP的低75％。很明顯與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比，TinyBGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。

除了TinyBGA之外，BLP技術(shù)也是目前市場(chǎng)上常用的一種技術(shù)，BLP英文全稱為Bottom Leaded Plastic(底部引出塑封技術(shù))，其芯片面積與封裝面積之比大于1：1.1，符合CSP(Chip Size Package)填封裝規(guī)范。不僅高度和面積極小，而且電氣特性得到了進(jìn)一步的提高，制造成本也不高，廣泛用于SDRAM\RDRAM\DDR等新一代內(nèi)存制造上。隨著由于BLP封裝中關(guān)鍵部件塑封基底價(jià)格的不斷下降，BLP封裝內(nèi)存很快就會(huì)走入普通用戶的家庭。??