芯片封装新技、新趋、新挑战
上传人:admin 上传时间: 2007-02-08 浏览次数: 72 |

▲大众对集成电路、IC、芯片的第一印象,即是过往最普及盛行的DIP封装模样,长条、穿孔焊接用的金属接脚,使整个封装的外型容易与蜈蚣联想在一起,DIP封装小至4-pin、6-pin,大至40-pin、68-pin。然今日已愈来愈少使用。(图片来源:Micron.com)
■接脚数目增加的压力
首先,制程技术更缩密后,在相同面积内可以容纳更多的晶体管、更多的电路,更多的电路一般也意味著需要跟芯片外有更多的连通,这表示相同的封装内需要有更多的接脚(大陆方面称为:引脚)数目,而接脚数增加的需求即是一项压力。
事实上持续接脚数目一直是封装技术的压力,且每到一个层次就会迫使封装技术大变革、大转换,过去在最早初的DIP(Dual Inline Package,即是过往最常见到的长脚蜈蚣型态,也是一般大众对传统集成电路的第一印象)封装时代,单颗封装的接脚数目大致只能到40-pin,虽然有部分芯片达到更高的数字(例如Motorola 68000处理器达68-pin),但封装成本相对昂贵许多,有时并不合乎量产的成本效益。
也因为DIP封装难以容纳更多数目的接脚,迫使业者尝试与发展新的封装技术,此时开始有了LCC(Leaded Chip Carrier)封装,LCC封装改变了接脚的安排配置方式,过去的DIP封装只允许在封装体的左右边侧设置接脚,而LCC则允许封装体的四个边侧都排置接脚,使接脚数得以扩增,如此LCC一路可以扩增到84-pin左右。此外,接脚与电路板间的连接方式也开始改变,过去DIP封装时代采行的穿孔式焊接黏著已经过时,取而代之的是表面焊接黏著的技术。

▲美国美光(Micron)公司的RLDRAM(RL为Reduced Latency,延迟缩减之意)存储器,单颗容量576Mbits,采行144-pin BGA封装,图中可见BGA封装的接脚为「锡球」状。(图片来源:Micron.com)
QFP达一个接脚数瓶颈后,封装技术必须再次改换、突破,而接续于此的主流技术便是BGA(Ball Grid Array)封装,BGA封装让单一封装能达数百个接脚,甚至一千余脚的高致密水平,今日300-pin以上的芯片封装几乎都使用BGA技术来实现,而216-pin以下的需求,仍是以QFP等较具成本优势,至于216-pin至300-pin间也开始由小型化的BGA封装来含括。
BGA封装为何能够容纳更多的接脚数?答案在于:再次改变接脚配置、设计的规则,过去DIP仅用封装的左右侧边,QFP则是使用四个侧边,如此接脚数目的增加都受限在边长上,要增加边长就必须增加封装体的长宽面积,进而使封装成本增加。
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