Пакет в пакете
Пакет в пакете ( PoP ) — это метод упаковки интегральных схем для вертикального объединения пакетов дискретной логики и памяти массива шариков (BGA). Два или более пакетов устанавливаются друг на друга, т.е. штабелируются, со стандартным интерфейсом для маршрутизации сигналов между ними. Это обеспечивает более высокую плотность компонентов в таких устройствах, как мобильные телефоны , персональные цифровые помощники (КПК) и цифровые камеры , ценой несколько более высоких требований к высоте. Стопки, содержащие более двух упаковок, встречаются редко из-за соображений рассеивания тепла.
Конфигурация [ править ]
Для PoP существуют две широко используемые конфигурации:
- Чистое стекирование памяти: два или более пакета только памяти накладываются друг на друга.
- Смешанное расположение логики и памяти: пакет логики (ЦП) внизу, пакет памяти сверху. Например, внизу может быть система на кристалле (SoC) для мобильного телефона . Блок логики находится внизу, поскольку ему требуется гораздо больше соединений BGA с материнской платой.
Во время сборки печатной платы нижний пакет стека PoP размещается непосредственно на печатной плате, а остальные пакеты стека укладываются сверху.Пакеты стека PoP прикрепляются друг к другу (и к печатной плате) во время пайки оплавлением .
Преимущества [ править ]
Техника упаковки на упаковке пытается объединить преимущества традиционной упаковки с преимуществами технологии штабелирования , избегая при этом их недостатков.
Традиционная упаковка помещает каждый кристалл в отдельный корпус, предназначенный для обычных методов сборки печатных плат, при которых каждый корпус размещается непосредственно на печатной плате рядом.Методы 3D-системы укладки кристаллов в корпусе (SiP) объединяют несколько кристаллов в один корпус, что имеет ряд преимуществ, а также некоторые недостатки по сравнению с традиционной сборкой печатных плат.
При использовании встроенных технологий PoP чипы встраиваются в подложку в нижней части корпуса. Эта технология PoP позволяет создавать корпуса меньшего размера с более короткими электрическими соединениями и поддерживается такими компаниями, как Advanced Semiconductor Engineering (ASE). [1]
чипом с изолированным Преимущества перед традиционным корпусом
Наиболее очевидным преимуществом является экономия места на материнской плате. PoP занимает гораздо меньше площади печатной платы, почти так же мало, как корпуса со сложенными кристаллами.
С электрической точки зрения PoP предлагает преимущества за счет минимизации длины пути между различными взаимодействующими частями, такими как контроллер и память. Это обеспечивает лучшие электрические характеристики устройств, поскольку более короткая маршрутизация соединений между цепями обеспечивает более быстрое распространение сигнала и снижение шума и перекрестных помех.
перед штабелированием Преимущества чипов
Существует несколько ключевых различий между продуктами со штабелированными штампами и продуктами со штабелированной упаковкой.
Основная финансовая выгода пакета в пакете заключается в том, что устройство памяти отделено от логического устройства. Таким образом, это дает PoP все те же преимущества, что и традиционная упаковка по сравнению с продуктами со штабелированными штампами:
- Пакет памяти можно протестировать отдельно от пакета логики.
- При окончательной сборке используются только «заведомо хорошие» пакеты (если память плохая, отбрасывается только память и т. д.). Сравните это с пакетами со сложенными кристаллами, где весь набор бесполезен и отвергается, если либо память, либо логика плохи.
- Конечный пользователь (например, производители мобильных телефонов или цифровых фотоаппаратов ) контролирует логистику. Это означает, что память от разных поставщиков можно использовать в разное время без изменения логики. Память становится товаром, который можно получить от поставщика с наименьшими затратами. Эта особенность также является преимуществом по сравнению с PiP (пакет в пакете), который требует, чтобы определенное устройство памяти было спроектировано и получено от конечного пользователя.
- Можно использовать любую верхнюю упаковку с механическим соединением. Для бюджетного телефона в топовом корпусе можно использовать меньшую конфигурацию памяти. Для телефона высокого класса можно использовать больше памяти при том же нижнем корпусе. [2] Это упрощает контроль запасов со стороны OEM-производителя. Для пакета со сложенным кристаллом или даже PiP (пакет в пакете) точная конфигурация памяти должна быть известна за несколько недель или месяцев.
- Поскольку память входит в состав только при окончательной сборке, у поставщиков логики нет причин использовать какую-либо память. В случае многоуровневого устройства поставщик логики должен покупать пластины памяти у поставщика памяти.
Стандартизация JEDEC [ править ]
- Комитет JEDEC JC-11 занимается стандартами чертежей контуров упаковки, относящимися к нижнему пакету PoP. См. документы MO-266A и публикацию 95 JEDEC, Руководство по проектированию 4.22.
- Комитет JEDEC JC-63 занимается стандартизацией выводов пакетов PoP верхнего уровня (память). См. стандарт JEDEC № 21-C, стр. 3.12.2 – 1.
Другие имена [ править ]
Пакет на упаковке известен и под другими названиями:
- PoP: относится к комбинированным верхним и нижним пакетам.
- PoPt: относится к верхнему пакету.
- PoPb: относится к нижнему пакету.
- нижней упаковке: Пакет Штабелируемый PSvfBGA B Очень тонкий Мелкий шаг : Все Grid A относится к rray [3]
- нижней Пакет Штабелируемый Flip hip C C к относится hip : Scale Упаковка упаковке PSfcCSP :
История [ править ]
В 2001 году исследовательская группа Toshiba , в которую входили Т. Имото, М. Мацуи и К. Такубо, разработала процесс соединения пластин «модуль системного блока» для производства корпусов 3D-интегральных схем (3D IC). [4] [5] Самое раннее известное коммерческое использование 3D-чипа «пакет-в-упаковке» было в Sony PlayStation Portable (PSP) портативной игровой консоли , выпущенной в 2004 году. Аппаратное обеспечение PSP включает в себя память eDRAM (встроенная DRAM ), производимую Toshiba, в корпусном 3D-чипе. с двумя матрицами, расположенными вертикально. [6] В то время Toshiba называла это «полувстроенной DRAM», а позже назвала ее многоуровневым решением «чип-на-чипе» (CoC). [6] [7]
В апреле 2007 года Toshiba выпустила на рынок восьмислойный корпус 3D-чипов, емкостью 16 ГБ THGAM встроенную флэш-память NAND , которая производилась из восьми установленных друг на друга флэш-чипов NAND емкостью 2 ГБ. [8] В том же месяце подали патент США № 7 923 830 («Модуль безопасности «Упаковка на упаковке», имеющий сетку для защиты от несанкционированного доступа в подложке верхней упаковки») Стивен М. Поуп и Рубен С. Зета из Maxim Integrated . [9] В сентябре 2007 года компания Hynix Semiconductor представила технологию 24-слойной 3D-упаковки с чипом флэш-памяти емкостью 16 ГБ, который был изготовлен из 24 сложенных друг на друга флэш-чипов NAND с использованием процесса соединения пластин. [10]
Ссылки [ править ]
- ^ ЛаПедус, Марк (19 июня 2014 г.). «Рынок мобильной упаковки накаляется» . Полупроводниковая техника . Проверено 28 апреля 2016 г.
- ^ Томас, Глен. «Флюс пакет-на-пакете» . Индийская корпорация . Проверено 30 июля 2015 г.
- ^ Амкор Технолоджи. «Пакет в пакете (PoP | PSfvBGA | PSfcCSP | TMV® PoP)» . Проверено 30 июля 2015 г.
- ^ Гарру, Филип (6 августа 2008 г.). «Введение в 3D-интеграцию». Справочник по 3D-интеграции: технология и применение 3D-интегральных схем (PDF) . Вайли-ВЧ . п. 4. дои : 10.1002/9783527623051.ch1 . ISBN 9783527623051 .
- ^ Имото, Т.; Мацуи, М.; Такубо, К.; Акедзима, С.; Кария, Т.; Нисикава, Т.; Эномото, Р. (2001). «Разработка пакета трехмерных модулей «Системный блок-модуль» » . Конференция по электронным компонентам и технологиям (51). Институт инженеров по электротехнике и электронике : 552–7.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Джеймс, Дик (2014). «3D-ИС в реальном мире» . 25-я ежегодная конференция по производству передовых полупроводников SEMI (ASMC 2014) . стр. 113–119. дои : 10.1109/ASMC.2014.6846988 . ISBN 978-1-4799-3944-2 . S2CID 42565898 .
- ^ «Система в корпусе (SiP)» . Тошиба . Архивировано из оригинала 3 апреля 2010 года . Проверено 3 апреля 2010 г.
- ^ «TOSHIBA ВЫВОДИТ НА коммерцию ВСТРАИВАЕМУЮ ФЛЭШ-ПАМЯТЬ NAND ВЫСОКОЙ ЕМКОСТИ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ТОВАРОВ» . Тошиба . 17 апреля 2007. Архивировано из оригинала 23 ноября 2010 года . Проверено 23 ноября 2010 г.
- ^ «Патент США US 7 923 830 B2» (PDF) . 12 апреля 2011 г. Проверено 30 июля 2015 г.
- ^ «Hynix удивляет индустрию чипов NAND» . Корея Таймс . 5 сентября 2007 года . Проверено 8 июля 2019 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Инновации продвигают пакет за пакетом на новые рынки, Флинн Карсон, Semiconductor International, апрель 2010 г.
- Практические компоненты PoP-образцы и тестовые платы (последовательное подключение)
- История этого отраслевого хита (Semiconductor International, 1 июня 2007 г.)
- «Пакет в упаковке» — потрясающее приложение для мобильных телефонов (статья EETimes, июль 2008 г.)
- «POP» идет в будущее (журнал Assembly, 30 сентября 2008 г.)
- Пакет за пакетом: верхние и нижние PoP-технологии
- PoP Solder Balling (журнал Circuits Assembly, декабрь 2010 г.)
- BeagleBoard . использует процессор PoP
- Убойное приложение для сотовых телефонов EETimes 20 октября 2008 г.
- TMV: Технология, обеспечивающая удовлетворение требований PoP следующего поколения Semicon International 4 ноября 2008 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- Прокатка шариками припоя (журнал Circuits Assembly, октябрь 2010 г.)
- Не утопите деталь! (Журнал Circuits Assembly, август 2010 г.)
- POP (пакет на упаковке): взгляд Ems на сборку, доработку и надежность 12 февраля 2009 г.
- Хамид Эслампур и др. Сравнение конфигураций расширенных пакетов PoP , Материалы конференции по электронным компонентам и технологиям (ECTC) 2010 г.
- Электронная книга «Контроль сборки и контроль качества упаковки на упаковке» , Боб Уиллис