原创 《浅谈内存芯片的封装技术》

《浅谈内存芯片的封装技术》
内存颗粒的封装方式最常见的有SOJ、TSOP II、Tiny-BGA、BLP、μBGA 等封装，而未来趋势则将向CSP 发展。
1.SOJ（Small Out-Line J-Lead）小尺寸J 形引脚封装
SOJ 封装方式是指内存芯片的两边有一排小的J 形引脚，直接黏着在印刷电路板的表面上。它是一种表面装配的打孔封
装技术，针脚的形状就像字母"J"，由此而得名。SOJ 封装一般应用在EDO DRAM。
2.Tiny-BGA（Tiny Ball Grid Array）小型球栅阵列封装
TinyBGA 英文全称为Tiny Ball Grid Array（小型球栅阵列封装），属于是BGA 封装技术的一个分支。是Kingmax
公司于1998 年8 月开发成功的，其芯片面积与封装面积之比不小于1:1.14，可以使内存在体积不变的情况下内存容量
提高2～3 倍，与TSOP 封装产品相比，其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。采用TinyBGA 封装技术的内存
产品在相同容量情况下体积只有TSOP 封装的1/3。TSOP 封装内存的引脚是由芯片四周引出的，而TinyBGA 则是由芯
片中心方向引出。这种方式有效地缩短了信号的传导距离，信号传输线的长度仅是传统的TSOP 技术的1/4，因此信号的
衰减也随之减少。这样不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能，而且提高了电性能。采用TinyBGA 封装芯片可抗高达
300MHz 的外频，而采用传统TSOP 封装技术最高只可抗150MHz 的外频。TinyBGA 封装的内存其厚度也更薄（封装高
度小于0.8mm），从金属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm。因此，TinyBGA 内存拥有更高的热传导效率，非
常适用于长时间运行的系统，稳定性极佳。
3.BLP（Bottom Lead PacKage）底部引交封装
樵风（ALUKA）金条的内存颗粒采用特殊的BLP 封装方式，该封装技术在传统封装技术的基础上采用一种逆向电路，由
底部直接伸出引脚，其优点就是能节省约90%电路，使封装尺寸电阻及芯片表面温度大幅下降。和传统的TSOP 封装的
内存颗粒相比，其芯片面积与填充装面积之比大于1：1.1，明显要小很多，不仅高度和面积极小，而且电气特性得到了进
一步的提高，制造成本也不高，BLP 封装与KINGMAX 的TINY-BGA 封装比较相似，BLP 的封装技术使得电阻值大幅下
降，芯片温度也大幅下降，可稳定工作的频率更高。
4.SIMM（single in-line memory module）单内置内存模型
SIMM 模块包括了一个或多个RAM 芯片，这些芯片在一块小的集成电路板上，利用电路板上的引脚与计算机的主板相
连接。因为用户需要对内存进行扩展，只需要加入一些新的SIMM 就可以了。SIMM 根据内存颗粒分布可以分为单面内存
和双面内存，一般的容量为1、4、16MB 的SIMM 内存都是单面的，更大的容量的SIMM 内存是双面的。30 线SIMM
内存条出现较早，根据当时的技术需要，只支持8 位的数据传输，如要支持32 位就必须要有四条30 线SIMM 内存条。
这种内存条多用在386 或早期的486 主板上。72 线SIMM 内存条可支持32 位的数据传输，在586 主板基本上都提供
的是72 线SIMM 内存插槽。需要注意的是，Pentium 处理器的数据传输是64 位的，现在采用Intel 的Triton 或Triton
Ⅱ芯片组的586 主板需要成对的使用这种内存条；而采用SIS 芯片组的586 主板由于SIS 芯片采用了一些特殊的技术，
能够使用单条的72 线内存条。
5.DIMM（dual in-line memory module）双内置存储模型
DIMM 模块是目前最常见的内存模块，它是也可以说是两个SIMM。它是包括有一个或多个RAM 芯片在一个小的集成
电路板上，利用这块电路板上的一些引脚可以直接和计算机主板相连接。一个DIMM 有168 引脚，这种内存条支持64
位的数据传输。DIMM 是目前我们使用的内存的主要封装形式，比如SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM，其中SDRAM
具有168 线引脚并且提供了64bit 数据寻址能力。DIMM 的工作电压一般是3.3v 或者5v，并且分为unbuffered 和
buffered 两种。而SIMM 和DIMM 内存之间不仅仅是引脚数目的不同，另外在电气特性、封装特点上都有明显的差别，
特别是它们的芯片之间的差别相当的大。因为按照原来内存制造方法，制造这种内存的时候是不需要把64 个芯片组装在
一起构成一个64bit 的模块的，得益于今年来生产工艺的提高和改进，现在的高密度DRAM 芯片可以具有不止一个Din

和Dout 信号引脚，并且可以根据不同的需要在DRAM 芯片上制造4、8、16、32 或者64 条数据引脚。在Pentium 级
以上的处理器是64 位总线，使用这样的内存更能发挥处理器的性能。
6.TSOP（Thin Small Outline Package）薄型小尺寸封装。
TSOP 内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚，如SDRAM 内存的集成电路两侧都有引脚，
SGRAM 内存的集成电路四面都有引脚。TSOP 适合用SMT 技术（表面安装技术）在PCB（印制电路板）上安装布线。
TSOP 封装外形尺寸时，寄生参数(电流大幅度变化时，引起输出电压扰动) 减小，适合高频应用，操作比较方便，可靠性
也比较高。改进的TSOP 技术目前广泛应用于SDRAM 内存的制造上，不少知名内存制造商如三星、现代、Kingston 等
目前都在采用这项技术进行内存封装。不过，TSOP 封装方式中，内存芯片是通过芯片引脚焊接在PCB 板上的，焊点和
PCB 板的接触面积较小，使得芯片向PCB 办传热就相对困难。而且TSOP 封装方式的内存在超过150MHz 后，会产品较
大的信号干扰和电磁干扰。
7.BGA（Ball Grid Array）球状矩阵排列封装
（见下文的芯片组封装）
8.CSP（Chip Scale Package）芯片级封装
CSP 作为新一代的芯片封装技术，在BGA、TSOP 的基础上，它的性能又有了革命性的提升。
CSP，全称为Chip Scale Pack-age，即芯片尺寸封装的意思。作为新一代的芯片封装技术，在BGA、TSOP 的基
础上，CSP 的性能又有了革命性的提升。CSP 封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1∶1.14，已经相当接近1∶1 的
理想情况，绝对尺寸也仅有32 平方毫米，约为普通的BGA 的1/3，仅仅相当于TSOP 内存芯片面积的1/6。与BGA 封
装相比，同等空间下CSP 封装可以将存储容量提高3 倍。CSP 封装内存不但体积小，同时也更薄，其金属基板到散热体
的最有效散热路径仅有0.2 毫米，大大提高了内存芯片在长时间运行后的可靠性。与BGA、TOSP 相比CSP 封装的电气
性能和可靠性也有相当大的提高。并且，在相同的芯片面积下CSP 所能达到的引脚数明显要比TSOP、BGA 引脚数多得
多，这样它可支持I/O 端口的数目就增加了很多。此外，CSP 封装内存芯片的中心引脚形式有效缩短了信号的传导距离，
其衰减随之减少，芯片的抗干扰、抗噪性能也能得到大幅提升，这也使得CSP 的存取时间比BGA 改善15%～20%。