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内存颗粒封装

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发表于 2013-1-8 16:12:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
颗粒封装,其实就是内存芯片所采用的封装技术类型。封装就是将内存芯片包裹起来,以避免芯片与外界接触,防止外界对芯片的损害。空气中的杂质和不良气体,乃至水蒸气,都会腐蚀芯片上的精密电路,进而造成电学性能下降。不同的封装技术,在制造工序和工艺方面差异很大。封装后,对内存芯片自身性能的发挥,也起到至关重要的作用。

  随着光电、微电制造工艺技术的飞速发展,电子产品始终在朝着更小、更轻、更便宜的方向发展、因此,芯片元件的封装形式,也不断得到改进。芯片的封装技术,多种多样,有 DIP、POFP、TSOP、BGA、QFP、CSP 等等,种类不下三十种,经历了从 DIP、TSOP 到 BGA 的发展历程。芯片的封装技术已经历了几代的变革,性能日益先进,芯片面积与封装面积之比越来越接近,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,以及引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便。

颗粒封装1) DIP 封装

  上个世纪的 70 年代,芯片封装基本都采用 DIP(Dual ln-line Package,双列直插式封装)封装,此封装形式在当时具有适合 PCB(印刷电路板)穿孔安装,布线和操作较为方便等特点。DIP 封装的结构形式,多种多样,包括多层陶瓷双列直插式 DIP,单层陶瓷双列直插式 DIP,引线框架式 DIP 等。但 DIP 封装形式的封装效率是很低的,其芯片面积和封装面积之比为 1:1.86。这样,封装产品的面积较大。内存条 PCB 板的面积是固定的,封装面积越大,在内存上安装芯片的数量就越少,内存条容量也就越小。同时,较大的封装面积,对内存频率、传输速率、电器性能的提升都有影响。理想状态下,芯片面积和封装面积之比为 1:1 将是最好的,但这是无法实现的,除非不进行封装。但随着封装技术的发展,这个比值日益接近,现在已经有了 1:1.14 的内存封装技术。

颗粒封装2) TSOP 封装

  到了上个世纪 80 年代,内存第二代的封装技术 TSOP 出现,得到了业界广泛的认可,时至今日,仍旧是内存封装的主流技术。TSOP 是Thin Small Outline Package的缩写,意思是薄型小尺寸封装。TSOP 内存是在芯片的周围做出引脚,采用 SMT 技术(表面安装技术)直接附着在 PCB 板的表面。TSOP 封装外形尺寸时,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动)减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。同时,TSOP 封装具有成品率高、价格便宜等优点,因此,得到了极为广泛的应用。


  TSOP 封装方式中,内存芯片是通过芯片引脚焊接在 PCB 板上的,焊点和 PCB 板的接触面积较小,使得芯片向 PCB 传热就相对困难。而且 TSOP 封装方式的内存,在超过 150MHz 后,会产生较大的信号干扰和电磁干扰。

颗粒封装3) BGA 封装

  20 世纪 90 年代随着技术的进步,芯片集成度不断提高,I/O 引脚数急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA 封装开始被应用于生产。BGA 是英文 Ball Grid Array Package 的缩写,即球栅阵列封装。

  采用 BGA 技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下,内存容量提高两到三倍,BGA 与 TSOP 相比,具有更小的体积,更好的散热性能和电性能。BGA 封装技术,使每平方英寸的存储量有了很大提升,采用 BGA 封装技术的内存产品,在相同容量下,体积只有 TSOP 封装的三分之一。另外,与传统 TSOP 封装方式相比,BGA 封装方式有更加快速和有效的散热途径。


  BGA 封装的 I/O 端子,以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA 技术的优点是,I/O 引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加,但 BGA 能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能;厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。

  说到 BGA 封装,就不能不提 Kingmax 公司的专利 TinyBGA 技术。TinyBGA 英文全称为 Tiny Ball Grid Array(小型球栅阵列封装),属于是 BGA 封装技术的一个分支。是 Kingmax 公司于 1998 年 8 月开发成功的。其芯片面积与封装面积之比,不小于 1:1.14,可以使内存在体积不变的情况下,内存容量提高 2~3 倍,与 TSOP 封装产品相比,其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。


  采用 TinyBGA 封装技术的内存产品,在相同容量情况下,体积只有 TSOP 封装的 1/3。TSOP 封装内存的引脚是由芯片四周引出的,而 TinyBGA 则是由芯片中心方向引出。这种方式,有效地缩短了信号的传导距离,信号传输线的长度,仅是传统的 TSOP 技术的 1/4。因此,信号的衰减也随之减少。这样,不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能,而且提高了电性能。采用 TinyBGA 封装芯片,可抗高达 300MHz 的外频,而采用传统 TSOP 封装技术,最高只可抗 150MHz 的外频。
发表于 2013-1-8 22:41:35 | 显示全部楼层
这个问题很有用,不错
发表于 2013-1-9 05:06:36 | 显示全部楼层
好好学习了,真的不错哦
发表于 2013-1-9 11:30:53 | 显示全部楼层
恩,我觉得值得学习啊,顶你
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