对于众多电子类产品和物联网应用设备来说,实现“更多功能,更低能耗,更轻薄”的诉求与日俱增;与此同时,集成电路封装技术也在不同提高。在芯片发展和应用需求的双向驱动下,实现了从单芯片封装向多芯片封装(MCP)的拓展。
什么是多芯片封装?
多芯片封装 ( Multi-chip Package)指包含多个存储设备的单个封装。在传统定义中,MCP 多指包含采用同一技术(例如DRAM、NOR或 NAND)的多个芯片的封装,通常用于实现更高的密度。现在它的定义又有所扩展,包括了在单个封装中结合多种不同技术(例如LPDRAM和 NOR,或 LPDRAM 和 NAND/LPDRAM)的封装。MCP 通常在PoP(叠层封装)中提供,直接焊接在处理器和 BGA(球栅阵列)封装之上,而BGA(球栅阵列)封装直接焊接在印刷电路板 (PCB) 上。
传统 MCP 包含低功耗 DRAM(LPDRAM,如 LPDDR2)和闪存(如 NOR 或 NAND)。现在有一种被称之为eMCP (基于 e.MMC 的 MCP)的新型 MCP,其中仍包含 LPDRAM,但用e.MMC取代了 NOR或 NAND。e.MMC 带有一个管理闪存的控制器,所以看上去更像是一个小型固态硬盘。由于 eMCP 产品中包括控制器,从而使设计更加简单,且更容易迁移到更高密度或更新的设备中,延长产品使用寿命。
MCP可为设计带来哪些优势?
1.有助于减少产品占用的空间和重量,减少需要存储的组件。
2.通过一个通常体积更小的封装并将其置于离处理器或控制器更近的位置,提高设计的信号完整性 (SI),从而缩短 PCB 布线路径。提高 SI 通常有助于实现更高的时钟速率,或使设计余量和抗干扰性增强。
BGA和PoP封装形式
什么是PoP
PoP(叠层封装)设备实际上是在一种略有不同的封装中提供的 MCP。如图 1 所示,PoP 设计为能够安装在处理器之上,并且只采用几行外围焊球。PoP 的主要优势是节省空间,但 PoP 也可安装在 PCB 上,这样安排有时可简化 PCB 布线。
PoP封装
图1
在一些实际设计中,有些电路板设计人员能够减少 PCB 层数以实现所有连接的布线。
在近期一项可穿戴产品设计中,设计人员估计,如果在处理器旁边使用MCP,PCB设计将多达 10 层;而如果使用PoP,则可减少为 6 层,从而能够降低 PCB 的成本。此外,与采用同等 MCP 的设计相比,采用 PoP 存储的设计通常能实现的速度,比独立部署的速度还要更高,这是由于信号路径更短、SI 更高的缘故所致(如图 2 所示)。此外,使用 PoP 可缩小 X-Y 占用空间(但会影响 Z 高度)。
与 eMCP 一样,ePoP也可通过LPDRAM和 e.MMC的形式提供。
图 2
凭借独特存储配置,加上密度、功率、尺寸、性能、温度、可靠性、成本和支撑力的绝佳组合,MCP成为许多新一代 IoT 应用的理想之选。
原文始发于微信公众号(Micron美光科技):MCP——行业入门知多少?
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