記憶體顆粒封裝技術是什麼

  當大家看記憶體知識時,會發現記憶體顆粒封裝技術這個詞,是什麼意思呢?小編帶大家來了解吧。

  顆粒封裝其實就是記憶體晶片所採用的封裝技術型別,封裝就是將記憶體晶片包裹起來,以避免晶片與外界接觸,防止外界對晶片的損害。空氣中的雜質和不良氣體,乃至水蒸氣都會腐蝕晶片上的精密電路,進而造成電學效能下降。不同的封裝技術在製造工序和工藝方面差異很大,封裝後對記憶體晶片自身效能的發揮也起到至關重要的作用。

  DIP封裝

  上個世紀的70年代,晶片封裝基本都採用DIP***Dual ln-line Package,雙列直插式封裝***封裝,此封裝形式在當時具有適合PCB***印刷電路板***穿孔安裝,佈線和操作較為方便等特點。DIP封裝的結構形式多種多樣,包括多層陶瓷雙列直插式DIP,單層陶瓷雙列直插式DIP,引線框架式DIP等。但DIP封裝形式封裝效率是很低的,其芯片面積和封裝面積之比為1:1.86,這樣封裝產品的面積較大,記憶體條PCB板的面積是固定的,封裝面積越大在記憶體上安裝晶片的數量就越少,記憶體條容量也就越小。同時較大的封裝面積對記憶體頻率、傳輸速率、電器效能的提升都有影響。理想狀態下芯片面積和封裝面積之比為1:1將是最好的,但這是無法實現的,除非不進行封裝,但隨著封裝技術的發展,這個比值日益接近,現在已經有了1:1.14的記憶體封裝技術。

  CSP封裝

  CSP***Chip Scale Package***,是晶片級封裝的意思。CSP封裝最新一代的記憶體晶片封裝技術,其技術性能又有了新的提升。CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14,已經相當接近1:1的理想情況,絕對尺寸也僅有32平方毫米,約為普通的BGA的1/3,僅僅相當於TSOP記憶體芯片面積的1/6。與BGA封裝相比,同等空間下CSP封裝可以將儲存容量提高三倍。

  CSP封裝記憶體不但體積小,同時也更薄,其金屬基板到散熱體的最有效散熱路徑僅有0.2毫米,大大提高了記憶體晶片在長時間執行後的可靠性,線路阻抗顯著減小,晶片速度也隨之得到大幅度提高。

  CSP封裝記憶體晶片的中心引腳形式有效地縮短了訊號的傳導距離,其衰減隨之減少,晶片的抗干擾、抗噪效能也能得到大幅提升,這也使得CSP的存取時間比BGA改善15%-20%。在CSP的封裝方式中,記憶體顆粒是通過一個個錫球焊接在PCB板上,由於焊點和PCB板的接觸面積較大,所以記憶體晶片在執行中所產生的熱量可以很容易地傳導到PCB板上並散發出去。CSP封裝可以從背面散熱,且熱效率良好,CSP的熱阻為35℃/W,而TSOP熱阻40℃/W。

  TSOP封裝

  到了上個世紀80年代,記憶體第二代的封裝技術TSOP出現,得到了業界廣泛的認可,時至今日仍舊是記憶體封裝的主流技術。TSOP是“Thin Small Outline Package”的縮寫,意思是薄型小尺寸封裝。TSOP記憶體是在晶片的周圍做出引腳,採用SMT技術***表面安裝技術***直接附著在PCB板的表面。TSOP封裝外形尺寸時,寄生引數***電流大幅度變化時,引起輸出電壓擾動*** 減小,適合高頻應用,操作比較方便,可靠性也比較高。同時TSOP封裝具有成品率高,價格便宜等優點,因此得到了極為廣泛的應用。

  TSOP封裝方式中,記憶體晶片是通過晶片引腳焊接在PCB板上的,焊點和PCB板的接觸面積較小,使得晶片向PCB辦傳熱就相對困難。而且TSOP封裝方式的記憶體在超過150MHz後,會產品較大的訊號干擾和電磁干擾。

  BGA封裝

  20世紀90年代隨著技術的進步,晶片整合度不斷提高,I/O引腳數急劇增加,功耗也隨之增大,對積體電路封裝的要求也更加嚴格。為了滿足發展的需要,BGA封裝開始被應用於生產。BGA是英文Ball Grid Array Package的縮寫,即球柵陣列封裝。

  採用BGA技術封裝的記憶體,可以使記憶體在體積不變的情況下記憶體容量提高兩到三倍,BGA與TSOP相比,具有更小的體積,更好的散熱效能和電效能。BGA封裝技術使每平方英寸的儲存量有了很大提升,採用BGA封裝技術的記憶體產品在相同容量下,體積只有TSOP封裝的三分之一;另外,與傳統TSOP封裝方式相比,BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。

  BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分佈在封裝下面,BGA技術的優點是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距並沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷晶片法焊接,從而可以改善它的電熱效能;厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少;寄生引數減小,訊號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。

  說到BGA封裝就不能不提Kingmax公司的專利TinyBGA技術,TinyBGA英文全稱為Tiny Ball Grid Array***小型球柵陣列封裝***,屬於是BGA封裝技術的一個分支,是Kingmax公司於1998年8月開發成功的,其芯片面積與封裝面積之比不小於1:1.14,可以使記憶體在體積不變的情況下記憶體容量提高2~3倍,與TSOP封裝產品相比,其具有更小的體積、更好的散熱效能和電效能。

  採用TinyBGA封裝技術的記憶體產品在相同容量情況下體積只有TSOP封裝的1/3。TSOP封裝記憶體的引腳是由晶片四周引出的,而TinyBGA則是由晶片中心方向引出。這種方式有效地縮短了訊號的傳導距離,訊號傳輸線的長度僅是傳統的TSOP技術的1/4,因此訊號的衰減也隨之減少。這樣不僅大幅提升了晶片的抗干擾、抗噪效能,而且提高了電效能。採用TinyBGA封裝晶片可抗高達300MHz的外頻,而採用傳統TSOP封裝技術最高只可抗150MHz的外頻。

  TinyBGA封裝的記憶體其厚度也更薄***封裝高度小於0.8mm***,從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.36mm。因此,TinyBGA記憶體擁有更高的熱傳導效率,非常適用於長時間執行的系統,穩定性極佳。