SRAM中晶圓級晶片級封裝的需求

在談到可穿戴技術的未來時，清楚地表明瞭可穿戴技術創新的未來程式。響亮而明確的是，要想成功，可穿戴電子產品必須小而又要保持效能。儲存晶片供應商宇芯電子本文主要講解SRAM中晶圓級晶片級封裝的需求。
 
為了減少佔用空間，從而減少整個電路板空間，微控制器每隔一代就都遷移到較小的過程節點。同時他們正在進化以執行更復雜，更強大的操作。隨著操作變得更加複雜，迫切需要增加快取記憶體。不幸的是對於每個新的過程節點，增加嵌入式快取（嵌入式SRAM）變得具有挑戰性，原因有很多，包括更高的SER，更低的良率和更高的功耗。客戶還具有定製的 要求。對於MCU製造商而言，要提供所有可能的快取大小，將要求他們擁有太大而無法管理的產品組合。這推動了對限制控制器管芯上的嵌入式SRAM以及透過外部SRAM進行快取的需求。
 
但是由於外部SRAM佔用了大量的電路板空間，因此使用外部SRAM面臨著微型化的挑戰。由於其六電晶體結構，透過將外部SRAM移植到較小的工藝節點來減小外部SRAM的尺寸將帶來困擾小型化嵌入式SRAM的相同問題。
 
這將我們帶到這個古老問題的下一個替代方案：減小外部SRAM中的晶片封裝與晶片尺寸之比。通常封裝的SRAM晶片的尺寸是裸片尺寸的很多倍（最大10倍）。解決該問題的一種普遍方法是根本不使用封裝的SRAM晶片。它是有道理採取SRAM晶片（1/10個尺寸，然後使用複雜的多晶片封裝（MCP）或3D封裝技術（也稱為SiP或系統級封裝）將其與 晶片封裝在一起。但是這種方法需要大量投資，並且僅對最大的製造商才可行。從設計的角度來看，這也降低了靈活性，因為SiP中的元件不容易更換。例如如果有可用的新技術SRAM，我們就不能輕易地在SiP中輕鬆替換SRAM晶片。要更換封裝內的任何裸片，必須重新鑑定整個SiP。重新資格需要重新投資和更多時間。
 
那麼有沒有一種方法可以節省電路板空間，同時又將SRAM排除在MCU之外，而又不會使MCP陷入麻煩呢？回到管芯與晶片尺寸之比，我們確實看到了顯著改進的餘地。為什麼不檢查是否有可以緊貼模具的包裝？換句話說，如果您不能取消包裝，請減小尺寸比例。
 
當前最先進的方法是透過使用WLCSP（晶圓級晶片級封裝）來減小封裝的晶片尺寸。WLCSP是指將單個單元從晶圓切成小塊後將其組裝在封裝中的技術。該器件本質上是一個具有凸點或球形陣列圖案的裸片，無需使用任何鍵合線或中介層連線。根據規格，晶片級封裝部件的面積最多比晶片大20％。如今工藝已經達到了創新水平，製造工廠可以在不增加晶片面積的情況下生產CSP器件（僅略微增加厚度以適合凸塊/球）。
 

 
數字。晶圓級晶片級封裝（WLCSP）提供了減小封裝裸片尺寸的最先進方法。此處顯示的WLCSP是由Deca Technologies開發的，不會增加組成它的晶片的面積。（來源：Deca Technologies/賽普拉斯半導體）
 
CSP相對於裸片具有某些優勢。CSP裝置更易於測試，處理，組裝和改寫。它們還具有增強的導熱特性。當管芯轉移到更新的工藝節點時，可以縮小管芯的同時標準化CSP的大小。這確保了CSP部件可以被新一代CSP部件所取代，而不會因更換模具而帶來任何複雜性。
 
很明顯，在可穿戴裝置和行動式電子產品的需求方面，這些節省的空間非常重要。例如，當今許多可穿戴裝置中的儲存器使用的48球BGA具有8mmx6mmx1mm（48mm3）的尺寸。相比之下，CSP型封裝中的同一零件的尺寸為3.7mmx3.8mmx0.5mm（7mm3）。換句話說，可以將體積減小85％。這種節省可用於減少行動式裝置的PCB面積和厚度。因此，可穿戴裝置和物聯網（IoT）製造商對基於WLCSP的裝置的需求不僅限於 SRAM ，而且還有新的需求。