宇芯电子 · 9月16日

SRAM中晶圆级芯片级封装的需求

在谈到可穿戴技术的未来时,清楚地表明了可穿戴技术创新的未来进程。响亮而明确的是,要想成功,可穿戴电子产品必须小而又要保持性能。存储芯片供应商宇芯电子本文主要讲解SRAM中晶圆级芯片级封装的需求。

为了减少占用空间,从而减少整个电路板空间,微控制器每隔一代就都迁移到较小的过程节点。同时他们正在进化以执行更复杂,更强大的操作。随着操作变得更加复杂,迫切需要增加高速缓存。不幸的是对于每个新的过程节点,增加嵌入式缓存(嵌入式SRAM)变得具有挑战性,原因有很多,包括更高的SER,更低的良率和更高的功耗。客户还具有定制的SRAM要求。对于MCU制造商而言,要提供所有可能的缓存大小,将要求他们拥有太大而无法管理的产品组合。这推动了对限制控制器管芯上的嵌入式SRAM以及通过外部SRAM进行缓存的需求。

但是由于外部SRAM占用了大量的电路板空间,因此使用外部SRAM面临着微型化的挑战。由于其六晶体管结构,通过将外部SRAM移植到较小的工艺节点来减小外部SRAM的尺寸将带来困扰小型化嵌入式SRAM的相同问题。

这将我们带到这个古老问题的下一个替代方案:减小外部SRAM中的芯片封装与芯片尺寸之比。通常封装的SRAM芯片的尺寸是裸片尺寸的很多倍(最大10倍)。解决该问题的一种普遍方法是根本不使用封装的SRAM芯片。它是有道理采取SRAM芯片(1/10个尺寸,然后使用复杂的多芯片封装(MCP)或3D封装技术(也称为SiP或系统级封装)将其与MCU芯片封装在一起。但是这种方法需要大量投资,并且仅对最大的制造商才可行。从设计的角度来看,这也降低了灵活性,因为SiP中的组件不容易更换。例如如果有可用的新技术SRAM,我们就不能轻易地在SiP中轻松替换SRAM芯片。要更换封装内的任何裸片,必须重新鉴定整个SiP。重新资格需要重新投资和更多时间。

那么有没有一种方法可以节省电路板空间,同时又将SRAM排除在MCU之外,而又不会使MCP陷入麻烦呢?回到管芯与芯片尺寸之比,我们确实看到了显着改进的余地。为什么不检查是否有可以紧贴模具的包装?换句话说,如果您不能取消包装,请减小尺寸比例。

当前最先进的方法是通过使用WLCSP(晶圆级芯片级封装)来减小封装的芯片尺寸。WLCSP是指将单个单元从晶圆切成小块后将其组装在封装中的技术。该器件本质上是一个具有凸点或球形阵列图案的裸片,无需使用任何键合线或中介层连接。根据规格,芯片级封装部件的面积最多比芯片大20%。如今工艺已经达到了创新水平,制造工厂可以在不增加芯片面积的情况下生产CSP器件(仅略微增加厚度以适合凸块/球)。

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数字。晶圆级芯片级封装(WLCSP)提供了减小封装裸片尺寸的最先进方法。此处显示的WLCSP是由Deca Technologies开发的,不会增加组成它的芯片的面积。(来源:Deca Technologies/赛普拉斯半导体)

CSP相对于裸片具有某些优势。CSP设备更易于测试,处理,组装和改写。它们还具有增强的导热特性。当管芯转移到更新的工艺节点时,可以缩小管芯的同时标准化CSP的大小。这确保了CSP部件可以被新一代CSP部件所取代,而不会因更换模具而带来任何复杂性。

很明显,在可穿戴设备和便携式电子产品的需求方面,这些节省的空间非常重要。例如,当今许多可穿戴设备中的存储器使用的48球BGA具有8mmx6mmx1mm(48mm3)的尺寸。相比之下,CSP型封装中的同一零件的尺寸为3.7mmx3.8mmx0.5mm(7mm3)。换句话说,可以将体积减小85%。这种节省可用于减少便携式设备的PCB面积和厚度。因此,可穿戴设备和物联网(IoT)制造商对基于WLCSP的设备的需求不仅限于SRAM,而且还有新的需求。

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专注于代理国内外各大知名品牌的半导体元器件,致力于为客户提供具有竞争优势的产品,是一家专业提供存储方案解决商。主要产品线有静态随机存储器SRAM,非易发性存储器MRAM,伪静态存储器PSRAM等多种类型随机记忆体及微控制器MCU等半导体产品,产品主要应用于:工业控制,物联网,智能控制,消费类电子,仪表仪器等多方面。
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