內(nèi)存顆粒封裝

　　顆粒封裝，其實就是內(nèi)存芯片所采用的封裝技術(shù)類型。封裝就是將內(nèi)存芯片裹起來，以避免芯片與外界接觸，防止外界對芯片的損害。空氣中的雜質(zhì)和不良氣體，乃至水蒸氣，都會腐蝕芯片上的精密電路，進而造成電學性能下降。不同的封裝技術(shù)，在制造工序和工藝方面差異很大。封裝后，對內(nèi)存芯片自身性能的發(fā)揮，也起到至關(guān)重要的作用。

　　隨著光電、微電制造工藝技術(shù)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品始終在朝著更小、更輕、更便宜的方向發(fā)展、因此，芯片元件的封裝形式，也不斷得到改進。芯片的封裝技術(shù)，多種多樣，有 DIP、POFP、TSOP、BGA、QFP、CSP 等等，種類不下三十種，經(jīng)歷了從 DIP、TSOP 到 BGA 的發(fā)展歷程。芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷了幾代的變革，性能日益先進，芯片面積與封裝面積之比越來越接近，適用頻率越來越高，耐溫性能越來越好，以及引腳數(shù)增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方便。

顆粒封裝1) DIP 封裝

　　上個世紀的 70 年代，芯片封裝基本都采用 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，布線和操作較為方便等特點。DIP 封裝的結(jié)構(gòu)形式，多種多樣，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 封裝形式的封裝效率是很低的，其芯片面積和封裝面積之比為 1:1.86。這樣，封裝產(chǎn)品的面積較大。內(nèi)存條 PCB 板的面積是固定的，封裝面積越大，在內(nèi)存上安裝芯片的數(shù)量就越少，內(nèi)存條容量也就越小。同時，較大的封裝面積，對內(nèi)存頻率、傳輸速率、電器性能的提升都有影響。理想狀態(tài)下，芯片面積和封裝面積之比為 1:1 將是 好的，但這是無法實現(xiàn)的，除非不進行封裝。但隨著封裝技術(shù)的發(fā)展，這個比值日益接近，現(xiàn)在已經(jīng)有了 1:1.14 的內(nèi)存封裝技術(shù)。

顆粒封裝2) TSOP 封裝

　　到了上個世紀 80 年代，內(nèi)存第二代的封裝技術(shù) TSOP 出現(xiàn)，得到了業(yè)界廣泛的認可，時至今日，仍舊是內(nèi)存封裝的主流技術(shù)。TSOP 是Thin Small Outline Package的縮寫，意思是薄型小尺寸封裝。TSOP 內(nèi)存是在芯片的周圍做出引腳，采用 SMT 技術(shù)（表面安裝技術(shù)）直接附著在 PCB 板的表面。TSOP 封裝外形尺寸時，寄生參數(shù)（電流大幅度變化時，引起輸出電壓擾動）減小，適合高頻應(yīng)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(yōu)點，因此，得到了極為廣泛的應(yīng)用。


　　TSOP 封裝方式中，內(nèi)存芯片是通過芯片引腳焊接在 PCB 板上的，焊點和 PCB 板的接觸面積較小，使得芯片向 PCB 傳熱就相對困難。而且 TSOP 封裝方式的內(nèi)存，在超過 150MHz 后，會產(chǎn)生較大的信號干擾和電磁干擾。

顆粒封裝3) BGA 封裝

　　20 世紀 90 年代隨著技術(shù)的進步，芯片集成度不斷提高，I/O 引腳數(shù)急劇增加，功耗也隨之增大，對集成電路封裝的要求也更加嚴格。為了滿足發(fā)展的需要，BGA 封裝開始被應(yīng)用于生產(chǎn)。BGA 是英文 Ball Grid Array Package 的縮寫，即球柵陣列封裝。

　　采用 BGA 技術(shù)封裝的內(nèi)存，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下，內(nèi)存容量提高兩到三倍，BGA 與 TSOP 相比，具有更小的體積，更好的散熱性能和電性能。BGA 封裝技術(shù)，使每平方英寸的存儲量有了很大提升，采用 BGA 封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品，在相同容量下，體積只有 TSOP 封裝的三分之一。另外，與傳統(tǒng) 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布在封裝下面，BGA 技術(shù)的優(yōu)點是，I/O 引腳數(shù)雖然增加了，但引腳間距并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 能用可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能；厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少；寄生參數(shù)減小，信號傳輸延遲小，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(shù)。TinyBGA 英文全稱為 Tiny Ball Grid Array（小型球柵陣列封裝），屬于是 BGA 封裝技術(shù)的一個分支。是 Kingmax 公司于 1998 年 8 月開發(fā)成功的。其芯片面積與封裝面積之比，不小于 1:1.14，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下，內(nèi)存容量提高 2～3 倍，與 TSOP 封裝產(chǎn)品相比，其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。


　　采用 TinyBGA 封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品，在相同容量情況下，體積只有 TSOP 封裝的 1/3。TSOP 封裝內(nèi)存的引腳是由芯片四周引出的，而 TinyBGA 則是由芯片中心方向引出。這種方式，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(tǒng)的 TSOP 技術(shù)的 1/4。因此，信號的衰減也隨之減少。這樣，不僅大幅提升了芯片的抗干擾、抗噪性能，而且提高了電性能。采用 TinyBGA 封裝芯片，可抗高達 300MHz 的外頻，而采用傳統(tǒng) TSOP 封裝技術(shù)， 高只可抗 150MHz 的外頻。