內存芯片封裝技術

內存芯片封裝技術

隨著計算機芯片技術的不斷發展和成熟，為了更好地與之相配合，內存產品也由后臺走出，成為除CPU外的另一關注焦點。作為計算機的重要組成部分，內存的性能直接影響計算機的整體性能。而內存制造工藝的最后一步也是最關鍵一步就是內存的封裝技術，采用不同封裝技術的內存條，在性能上存在較大差距。只有高品質的封裝技術才能生產出完美的內存產品。

封裝技術其實就是一種將集成電路打包的技術。拿我們常見的內存來說，我們實際看到的體積和外觀并不是真正的內存的大小和面貌，而是內存芯片經過打包即封裝后的產品。這種打包對于芯片來說是必須的，也是至關重要的。因為芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電學性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝技術的好壞還直接影響到芯片自身性能的發揮和與之連接的PCB(印制電路板)的設計和制造，因此它又是至關重要的。

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

如同微處理器一樣，內存條的技術也是不斷地更新。大家可能已發現手中內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足的進步。這一結晶應歸功于那些廠商選用了新型內存芯片封裝技術。以TinyBGA和BLP技術為代表的新型芯片封裝技術逐漸成熟起來。

首先我們要提及的就是TinyBGA技術，TinyBGA技術是Kingmax的專利，于1998年8月開發成功。要了解TinyBGA技術，首先要知道BGA是什么，BGA為Ball-Gird-Array的英文縮寫，即球柵陣列封裝，是新一代的芯片封裝技術，它的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面，BGA技術的優點是可增加I/O數和間距，消除高I/O數帶來的生產成本和可靠性問題。它已經在筆記本電腦的內存、主板芯片組等大規模集成電路的封裝領域得到了廣泛的應用。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的產品。

TinyBGA就是微型BGA的意思，TinyBGA英文全稱為Tiny 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封裝技術的一個分支。該項革新技術的應用可以使所有計算機中的DRAM內存在體積不變的情況下內存容量提高兩到三倍，TinyBGA采用BT樹脂以替代傳統的TSOP技術，具有更小的體積，更好的散熱性能和電性能。

TinyBGA封裝技術使每平方英寸的存儲量有了驚人的提升，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內存。以相同大小的兩片內存模塊而言，TinyBGA封裝方式的容量比TSOP高一倍，但價格卻未有明顯變化。資料顯示，采用TinyBGA封裝技術的內存產品以相同容量比較，體積只有TSOP封裝的三分之一；當內存模組的制程直徑小于0.25 m時TinyBGA封裝的成本要小于TSOP封裝成本。

TinyBGA封裝內存的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的傳導距離，信號傳輸線的長度僅是傳統的TSOP技術的四分之一，因此信號的衰減便隨之減少。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300MHz的外額，而采用傳統TSOP封裝最高只可抗150MHz的外額。而且，用TinyBGA封裝的內存，不但體積較之相同容量的TSOP封裝芯片小，同時也更薄(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內存便擁有更高的熱傳導效率，非常適用于長時間運行的系統，穩定性極佳。經過反復測試顯示，TinyBGA的熱抗阻比TSOP的低75％。很明顯與傳統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技術也是目前市場上常用的一種技術，BLP英文全稱為Bottom Leaded Plastic(底部引出塑封技術)，其芯片面積與封裝面積之比大于1：1.1，符合CSP(Chip Size Package)填封裝規范。不僅高度和面積極小，而且電氣特性得到了進一步的提高，制造成本也不高，廣泛用于SDRAM\RDRAM\DDR等新一代內存制造上。隨著由于BLP封裝中關鍵部件塑封基底價格的不斷下降，BLP封裝內存很快就會走入普通用戶的家庭。??