正文
球栅阵列)
封装
开始出现,并成为主流。
BGA仍属于传统封装。它的接脚位于芯片下方,数量庞大,非常适合需要大量接点的芯片。而且,相比DIP,BGA的体积更为紧凑,非常适合需要小型化设备。
和BGA有些类似的,还有LGA(平面网格阵列封装
)和PGA(
插针网格阵列封装)。大家应该注意到了,我们最熟悉的CPU,就是这三种封装。
20世纪末,芯片级封装(
CSP)、晶圆级封装(WLP)、
倒装封装
(Flip Chip
)开始慢慢崛起。
传统封装开始向先进封装演变。
相比于BGA这样的封装,
芯片级封装(
CSP)
强调的是尺寸的
更小型化
(封装面积不超过芯片面积的1.2倍)。
晶圆级封装是芯片级封装的一种,封装的尺寸接近裸芯片大小。
下期我们讲具体工艺的时候,会提到封装包括了一个切割工艺。
传统封装,是先切割晶圆,再封装。而晶圆级封装,
是先封装,再切割晶圆
,流程不一样。
倒装封装
(Flip Chip
)
的发明时间很早。1960年代的时候,IBM就发明了这个技术。但是直到1990年代,这个技术才开始普及。
采用倒装封装,就是不再用金属线进行连接,而是把晶圆直接反过来,通过晶圆上的凸点(
Bump),与基板进行电气连接。
和传统金属线方式相比,倒装封装的I/O(输入/输出)通道数更多,互连长度缩短,电性能更好。另外,在散热和封装尺寸方面,倒装封装也有优势。
它采用先进的设计和工艺,对芯片进行封装级重构,带来了更多的引脚数量、更小的体积、更高的系统集成度,
能够大幅提升系统的性能。
进入21世纪后,随着移动通信和互联网革命的进一步爆发,促进芯片封装进一步朝着高性能、
小型化、低成本、高可靠性等方向发展。先进封装技术开始进入高速发展的阶段。
这一时期,芯片内部布局开始
从二维向三维空间发展(将多个晶粒塞在一起)
,陆续出现了
2.5D/3D封装、
硅通孔(TSV)、重布线层(RDL)、扇入(Fan-In)/扇出(Fan-Out)型晶圆级封装、系统级封装(SiP)等先进技术。
当芯片制程发展逐渐触及摩尔定律的底线时,这些先进的封装技术,就成了延续摩尔定律的“救命稻草”。
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先进封装的关键技术
2.5D封装技术,可以将两种或更多类型的芯片放入单个封装,同时让信号横向传送
,这样可以提升封装的尺寸和性能。
最广泛使用的2.5D封装方法,是通过硅中介层(
Interposer)将内存和逻辑芯片(GPU或CPU等)放入单个封装。
2.5D封装需要用到硅通孔(TSV
)、重布线层(RDL
)、微型凸块等核心技术。