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适用于便携式应用的高级逻辑封装解决方案

来源:TI / 作者:德州仪器 (TI) 公司 Shawn Cohee?? 2006年01月14日 ?? 收藏0

?????? 就便携式设备而言,QFN 封装属最佳选择。首先,QFN 能够显著节约空间。20 引脚QFN 封装占用的面积仅为 15.75 mm2,其比 20 引脚的 TSSOP 封装相比节约达 62%。QFN在四侧均可提供外围终端板 (terminal pad),并在器件中心具有外露的芯片焊盘,从而改善了机械与散热性能。根据设计,该封装还可允许顶端与底部引脚在封装下路由其信号,从而支持涌流 (Flow-through) 架构(见图2)。此外,QFN还具备传统的外引脚,可从较早的逻辑封装(如TSSOP、SOIC及PDIP等)实现无缝转移。该封装高度为1.00mm,能满足一系列最严格的便携式应用高度要求。显然,仅有尺寸上的优势还不足以成为转而采用全新封装的理由。

?????? 推出新型封装时,还需将替换源、可靠性、制造方便性以及技术服务等其他因素纳入考虑范围。2001年,逻辑供应商开始推出采用QFN封装的器件,当时许多人都对替换源的共识与新发布 QFN 封装的差异提出了顾虑。一些供应商采用了较小型的 DQFN 封装,而其他供应商则决定采用较大型的封装形式,从而可在先进的封装中提供成熟的逻辑器件。例如,TI 为了在较小型封装中支持成熟、先进的逻辑技术就选择了后者。

?????? 芯片级封装 (WCSP)

?????? WCSP 的面积仅为1.26mm2,而焊球间距仅为 0.5 mm,属目前逻辑器件领域最小型的封装。我们不妨举一个例子来说明它到底有多小,看看美国分币上印制的年份,该封装基本与其中的一个数字大小相同(见图3)。

?????? WCSP 封装与 BGA 封装的构造相似,也以焊球代替传统的引线框架引脚。由于其尺寸极小,因此外露芯片就作为最终的封装。这也说明了为什么WCSP也称为DSBGA(芯片尺寸球栅阵列)。WCSP 支持Little Logic产品所常见的5、6及 8 引脚封装,包括单、双以及三门功能。

?????? 过去十年来,SC-70与 US-8常采用Little Logic封装。随着WCSP封装技术的推出,就其制造方便性、可靠性和测试方便性提出了许多问题。供应商与目前的用户在每个领域都进行了广泛的研究。制造商往往会发现,WCSP 封装可用目前的大规模生产设备安装在板上,这使 OEM 厂商毋需投入额外的生产成本即能利用该封装实现板级空间的节约。一旦安装在板上,焊球的理想替代就是器件外围。这也方便了探测触点对设备级测试的访问。

?????? 由于用户使用便携式消费类电子产品造成的恶劣条件,因而可靠性对制造商而言是至关重要的。对 TI 的 WCSP 封装 NanoStar? 的内部可靠性测试证实,该封装可满足便携式应用的严格条件。板级可靠性 (BLR) 数据显示,NanoStar 封装在 -40 到 125℃ 之间经过了1,286个周期,在0 到 100℃之间则达到了 1,900个周期的标准。

?????? 结论

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制造商发现,利用 BGA、QFN 与 WCSP 的优势不会出现过去所谓制造成本增加、器件性能不可靠和产品供应不确定等不利因素,因此,向先进逻辑封装的升级正在不断发展。同样,逻辑供应商也认识到先进的封装在便携式应用中的重要性,他们不仅致力于提供一系列功能强大的逻辑器件,并提供制造商所要求的支持。


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便携式? 高级? 逻辑封装?

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