2.3.5 芯片的封装技术
所谓封装,是指用来封包半导体集成电路芯片内部晶圆的外壳,它不仅起着放置、固定、密封、保护芯片晶圆和增强电热性能的作用,而且还是芯片内部功能模块与外部电路沟通的桥梁。芯片内部的信号点用金属导线连接到封装外壳的引脚上,就是我们能够看到的元件不同形状的引脚。这些引脚又通过PCB上的导线与其他电子元件建立电气连接。
新一代集成芯片制程技术的发展,往往伴随着新的封装形式的使用。芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP(Dual In-line Package)、QFP(Quad Flat Package)、PGA(Pin Grid Array)和BGA(Ball Grid Array Package),到CSP(Chip Size Package),再到MCM(Multi Chip Model)等,一代比一代先进。其中主要包括以下特点:
芯片内核(Die)面积与封装面积之比越来越接近于1,最大限度减少了封装对安装空间的占用。
新的封装技术的采用,能够适应芯片越来越高的工作频率。
散热技术的提高,使得芯片散热效果越来越好。
封装引脚间距的减小,满足了越来越多的芯片信号引脚的定义。
有效减轻了芯片的重量,并提高了安装的可靠性。
为了让读者朋友更好地理解封装技术对现代IT技术发展的影响,我们可以拿电脑最常见的功能部件之一—内存模组颗粒封装的转变,来举例介绍。
如图2-111所示为DDR内存通常采用的TSOP内存颗粒封装形式,当其核心工作频率超过200MHz时,内存颗粒TSOP封装过长的引脚会产生很高的阻抗和寄生电容,这将影响它的稳定性,会限制其工作频率进一步提升。这也是DDR内存核心频率很难突破275MHz的原因。
![](https://bookbk.img.zhangyue01.com/group61/M00/72/2A/CmQUOF-XyFWEOdJQAAAAAFRFmcs123166522.jpg?v=XKocS4p_&t=CmQUOF-XyFU.)
图2-111 TSOP封装的DDR内存颗粒
而DDR2内存颗粒均采用FBGA封装形式,提供了更好的电气与散热性能,为DDR2内存的稳定工作与未来频率提升提供了良好的保障。如图2-112所示为典型DDR2内存颗粒的封装。
![](https://bookbk.img.zhangyue01.com/group61/M00/28/75/CmRaIV-XyFWEESqIAAAAACUQnRE460348787.jpg?v=y7asiALJ&t=CmRaIV-XyFU.)
图2-112 FBGA封装的DDR2内存颗粒
在不同型号集成芯片的规格书里,都会详细规定其芯片的封装尺寸及封装形式。