芯片尺寸封装

芯片尺寸封装

例题

以下那种封装形式是指芯片尺寸封装(A)

A、CSP(Chip Scale Package)
B、BGA(Ball Grid Array)
C、SIP(System In Package)
D、QFP(Plastic Quad Flat Package)

CSP(芯片尺寸封装)

Chip Scale Package, 即封装出来的芯片体积, 几乎和内部真实的硅晶圆裸片(Die)一样大.

封装后的整体尺寸, 不大于内部硅裸片尺寸的 1.2 倍, 或者封装面积不大于裸片面积的 1.5 倍.

终极形态: WLCSP(晶圆级芯片尺寸封装), 传统的封装是把晶圆切成小块后再一个个穿衣服;
而 WLCSP 是直接在整片晶圆上做封装和长锡球, 然后再切割, 切出来多大, 芯片就是多大(封装尺寸 = 裸片尺寸的 100%).

应用场景: 极度要求轻薄短小的设备, 比如智能手机内部的电源管理芯片(PMIC)、射频芯片、智能手表组件等.

BGA (Ball Grid Array, 球栅阵列封装)

特征: 芯片底部没有传统的金属引脚, 而是长满了一排排微小的锡球(Solder Balls).

解决的痛点: 当芯片功能越来越复杂(比如 CPU), 需要的引脚数几百上千个, 如果全排在四周, 芯片得做得像个盘子那么大.
BGA 利用了芯片底部的整个平面来排布引脚, 极大地提高了引脚密度, 且缩短了信号传输路径(有利于高速信号).

与 CSP 的关系: 很多人会混淆, BGA 是一种连接方式, 而 CSP 是一种尺寸定义. 很多 CSP 芯片底部也是锡球, 可以说它们属于微型 BGA(Micro-BGA).

SIP (System In Package, 系统级封装)

特征: 这是一种集大成的封装思路, 它把多个不同工艺、不同功能的裸片(比如处理器、内存、蓝牙射频、甚至无源电容电感), 强行塞进同一个封装壳子里, 从外面看是一颗芯片, 里面其实是一个微缩的电路板系统.

对比 SoC (System on Chip): SoC 是在同一块硅晶圆上光刻出所有功能(难度极高, 流片极贵),
SIP 是把不同厂家做好的便宜芯片拼装在一个壳子里(灵活, 研发周期短), 苹果的 AirPods 内部和 Apple Watch 的 S 系列芯片, 就是 SIP 技术的巅峰之作.

QFP (Plastic Quad Flat Package, 塑料方型扁平式封装)

特征: 最传统的贴片封装之一, 芯片四周伸出像海鸥翅膀一样的金属引脚(Gull-wing leads).

优缺点: 优点是工艺极其成熟, 成本低, 工程师拿万用表或者示波器测量引脚非常方便(BGA的引脚在肚子底下, 根本测不到).
缺点是占地面积太大, 引脚很容易在运输中被压弯. 现在常用于一些低速的微控制器(MCU)或常规外围芯片.