為什么有的芯片是引腳封裝，而手機(jī)的芯片則是用的底部BGA球珊陣列封裝？

所謂的芯片，其實(shí)只有中間很小的一部分，仔細(xì)看它的結(jié)構(gòu)，芯片是正面朝上，內(nèi)部的電路會(huì)連接到四周的凸塊。

然后再一根一根打線(xiàn)，打出比頭發(fā)絲還要細(xì)的金線(xiàn)，連接到引腳。然后再用外殼沾連保護(hù)，這種封裝又稱(chēng)為打線(xiàn)封裝。

隨著芯片的功能越多，四周引腳數(shù)量也要隨之增加，相應(yīng)的外殼體積就不得不做得更大。如果要做成手機(jī)處理器級(jí)別的芯片，估計(jì)光一塊芯片體積就得和手機(jī)差不多大，很顯然這種封裝肯定不合適。

我們?cè)賮?lái)看看，另一種封裝是如何解決體積問(wèn)題的。拆開(kāi)芯片外殼，芯片是正面朝下。

然后整面鋪滿(mǎn)凸塊，這些凸塊緊貼著一塊導(dǎo)線(xiàn)載板，導(dǎo)線(xiàn)載板的線(xiàn)路是直接穿孔到另一面。然后直入金屬球，芯片就是通過(guò)這些金屬球和外部連接，對(duì)比之前面積變得更小，引腳數(shù)量可以變得非常多。

如果是用在手機(jī)里的芯片，到這一步還不夠。手機(jī)芯片除了核心計(jì)算，還有存儲(chǔ)、基帶、其他等等多種模塊，也就是要將多個(gè)模塊的芯片實(shí)現(xiàn)相互通信，并且整合在一個(gè)封裝里。它的原理是將所有芯片模塊朝下，放很多非常細(xì)微的凸塊。

然后接上一塊硅中介板，利用化學(xué)的方法在硅中介板時(shí)刻出線(xiàn)路。并且這些線(xiàn)路是穿孔打通，線(xiàn)路只有10微米，約為頭發(fā)絲的1/10。然后在底部再放金屬凸塊連接導(dǎo)線(xiàn)載板。導(dǎo)線(xiàn)載板的線(xiàn)路同樣也是穿孔打通，再接上非常多的金屬球，這一種封裝就是2.5D封裝。目前許多芯片都是采用這種封裝。

從實(shí)物可以看到背部的金屬球非常密集，金屬球之間的間距也非常窄。在焊接電路板的時(shí)候稍微有點(diǎn)傾斜，金屬球非常容易接觸焊盤(pán)，所以手機(jī)芯片的焊接環(huán)節(jié)會(huì)采用SMT貼片機(jī)。

利用機(jī)器來(lái)識(shí)別焊盤(pán)的位置精準(zhǔn)貼裝芯片，想要看壓在中間的焊盤(pán)是否準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，直接看肯定是看不到的。所以SMT工廠(chǎng)會(huì)采用S-ray設(shè)備，它的原理類(lèi)似于照S光，可以清楚看到內(nèi)部的接觸狀況，透過(guò)這個(gè)鏡頭也能清楚看到非常細(xì)小的線(xiàn)路。

現(xiàn)在主流芯片采用的2.5D封裝想要突破，無(wú)論怎么擺所有芯片模塊都是平鋪在一個(gè)面。但還有更加突破的技術(shù)則是連芯片本身也進(jìn)行穿孔，也就是中間層的芯片本身既保持原功能，還要打孔起到上下相通的作用。所以要在晶體管時(shí)刻階段就要考慮走線(xiàn)穿孔的問(wèn)題，這個(gè)難度非常非常大。

目前能夠做到穿孔的芯片，只有一種就是DRAM內(nèi)存芯片。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)3D封裝的芯片是用在攝像頭的頭像處理芯片 。

它的頂部是用于受光的傳感器，中間是DRAM實(shí)現(xiàn)中間穿孔，底部則是用于邏輯運(yùn)算的計(jì)算模塊，正好組成一組3D封裝。所以未來(lái)芯片的發(fā)展方向是將所有芯片實(shí)現(xiàn)穿孔堆疊在一起，這個(gè)難度非常非常難，目前還沒(méi)能夠?qū)崿F(xiàn)。

以上就是芯片的封裝原理。

審核編輯：劉清