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最全的芯片封装方式(图文对照)
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你可能喜欢内存是怎么制作的？
内存是怎么做的呢？物理原理又是怎样的呢？
题主的问题是：“内存是怎么制作的”，我从以下两个角度回答：1. 什么是内存？其工作原理？2. 如何用半导体工艺制作以上的电路？1. 内存的工作原理显然，题主指的是PC中常见的内存条，这一类内存属于动态随机访问存储器 DRAM (Dynamic Random Access Memory), 它的基本存储单元非常简单易懂，由一个N型场效应晶体管(NMOS FET)和一个电容组成（如下图）。在这里可以把晶体管看成一个理想的开关。 当NMOS晶体管打开时，检测电容放电造成的电压改变就是读取0/1的过程，向电容注入不同电荷就是写入过程；NMOS晶体管关闭时，电荷保存在电容上，处于存储状态。DRAM的优势在于其结构简单，面积小，所以在同样面积内可以塞入更多存储单元，存储密度高，现在内存条的容量都顶得上多年前的硬盘了。大家可以自己算算一根2Gb的内存里面有多少这样的单元。 缺点则是：DRAM的优势在于其结构简单，面积小，所以在同样面积内可以塞入更多存储单元，存储密度高，现在内存条的容量都顶得上多年前的硬盘了。大家可以自己算算一根2Gb的内存里面有多少这样的单元。 缺点则是：1. 每次读取都是破坏性的，电容放电后电荷就尼玛没有了啊，所以还要重新写入一遍啊！！！2. 电容还尼玛会漏电啊，一般写入后几十个微秒之后就漏得没法检测了（现在的电容一般是25pF），整个阵列都要不停的刷新，就是把已经存储的内容读一次再写进去，期间什么都不能做啊！！！3. 电容太小导致很多问题，比如速度不能太快啊，会被宇宙粒子打到然后就尼玛中和了啊
） ！！！！4. 没有电的时候存储的内容就丢掉了，这直接导致大量停电导致的文档丢失等杯具。。。。。（使得存储器能够在无电时保留信息，台湾人施敏大师和一个韩国人发明了闪存Flash memory。半导体业已经贡献过两个诺贝尔物理学奖：晶体管和集成电路，施敏怕是这个行业中仅存的还有机会拿奖的人，他的合作者早早挂了甚至连专利费都没拿多少。当年我居然傻乎乎的放弃了施大师亲自授的半导体器件课，亏死了）。。。。。。。。。。（还有很多恶心的槽，不一一吐了）为了准确快速读写内存阵列中大量的单元，大量外围电路自然是少不了的（DRAM设计应用中的难点其实是这些外围电路），下图是一张最最简化的概括：简要介绍便是如此，想深入了解的同学可以看下简要介绍便是如此，想深入了解的同学可以看下当然去学校里修这门课更好，或者干脆进一家半导体公司。。。。。2. 如何用半导体工艺制作以上的电路？DRAM制造工艺是通用的集成电路制作工艺的子集，这个问题就可以转化为“集成电路是如何制造的？”而这个问题就比较复杂了，我争取用“盖楼”这个大家都能理解的例子讲清楚。集成电路从其横切面来看，是分层的，基本使用同种材料实现类似功能，层与层之间通过通孔（via）做电学连接，如下图：这一结构其实很像一座楼房，芯片制造的过程也有点像盖楼的过程，非常简化的步骤如下：1. 设计图，也就是芯片的版图（layout）；版图是一幅分层的俯视图，包含了每一层的物理形状信息和层与层间的位置连接关系。版图被转化成掩模（mask），每张掩模则是某一层的俯视图，一颗芯片往往有几十张掩模。芯片的每层是被同时制作的，就像盖楼是必须3楼盖好才能盖4楼。（本来想放一些自己手头上的版图和掩模给大家看看，涉及版权等问题，有兴趣的同学自己搜吧）2. 平整土地。这个没什么说的，绝大部分芯片都是从平整的芯圆（wafer）开始的，要对芯圆进行清洗啊什么的3. 地基和底层。这是在制造过程中最关键最复杂的一步，因为所有重要的有源器件（active device）如晶体管都是在电路的最底层。 首先要划线（光照Photolithography）界定哪里要挖掉哪里要保留，然后挖坑（ecthing刻蚀），在需要的地方做固化（离子注入Ion Implantation），盖墙铺管道什么的（化学沉积和物理沉积CVD&PVD）等等。具体步骤十分复杂，往往需要十几张掩模才能完成，不过大家可以自行脑补一座大楼怎么从地上长出来的。4. 高层。较高的层就相对简单了，还是划线决定（光照Photolithography）哪里要做墙或柱子，哪里是空间，再沉积金属把这些东西长出来。这些层次基本都是铜或铝金属连接，少有复杂器件。5. 封顶。做一层金属化合物固化保护，当然要把连接点（PAD）露出来。6. 清洗，切割。 这一步盖楼是没有的。。。。一块300毫米直径的晶圆上可能有成百上千块芯片，像切蛋糕一样切下来。7. 封装。 有点像外立面装修，然后给整座楼通水通电通气。一块小小的硅芯片就变成了我们经常看到的样子，需要的信号和电源被连接到一个个焊球或针脚上。封装是一门很大的学问，对芯片的电气性能影响巨大。集成电路的制作是一个巨大的产业，也是传说中的高科技，核心竞争力等等。。。。有兴趣的同学可以看看，或者干脆搞几本书看看，几门课上上。。。。。再放一个Lexar的宣传视频，非常粗略的过了一遍芯片的制造和封装测试等过程。正如这一视频展示的，芯片的制造主要分布在美国，韩国和台湾等地，而封装测试基本在大陆。。。。
题主对这个行业了解太浅，我真心不知道应该怎么答题...最浅显的答案：cpu和内存都是由半导体器件制作成的（二极管就是半导体器件中的一种），所以它们的制作流程在工业上是类似的，差别在于功能设计的不同。通俗点说，面（半导体器件）可以做馒头（cpu）、包子（内存）...也许分白面黑面玉米面，但大体上面的制作方法相同，只是包子馒头因为功能的需求不同而采用不同的手法。至于内存的物理含义，最简单的解释就是电容充放电，电容上的电荷满了就是1，反之就是0。具体的逻辑如上@余天升所说。比如你想保留“一”这个字，首先它会对应个2进制编码，“”然后就是相对应的八个电容充放电。—————————————————科普的分割—————————————————首先得了解下“集成电路”这个行当，几乎现在所有的电器都离不开芯片，无论是电脑中的CPU、内存，还是电视手机甚至MP3单反中的各种各样芯片，都可以划分到集成电路下面。它们的制作流程都大同小异。建议题主随便找本相关集成电路的书，都会有介绍整个工业流程。例如我手边这本《数字集成电路——设计透视》第二章整章有非常详细的说明。绝不是什么”二极管放在一个芯片上就是cpu”，单单工业流程就很复杂，更不要提具体的功能设计了。cpu和内存都是一类东西，工业流程相似，只是功能设计不同罢了。至于物理原理就更复杂了，你可以先像@余天升提到的数字电路方向了解下，但那只是逻辑原理，真正的物理原理你得深入到半导体领域，先学习一些模拟电路的知识，至少也得先了解MOSFET（半导体器件中的一种）的基本概念[1]。当你了解半导体的工作原理后，再看书中相对应的章节（还是那本书第12章）自然就懂得物理原理了。其实内存只是存储器中的一种（DRAM），还有SRAM、ROM、FLASH ROM、SSD...有的不是用MOSFET器件，以及很多芯片都有各自不同的工艺，MOSFET只是其中最常用的一种。其实你深入了解二极管的物理原理也会有所收获（什么是pn结，载流子运动...）。[1]
dram，sram，flash，mram，rram的信号都是靠“mosfet”的“门级”上的带电电荷来存储的（0或者1，当然有的设计中，电荷可能有很多个电压等级，比如一个cell存储2 bits信息等等，原理一样）。读取时候source给个电压，测试另一边的电流or电压就可以知道门级有没带电荷。（以上引号对不同memory有变种，但原理差不多，rram和mram是测量电阻）制作来说，我觉得和逻辑差别不算很大吧（这话专业人士肯定觉得错的离谱）。就像蒸包子一样。一块硅晶圆上，不停地长东西，腐蚀东西，照东西。然后有人天天在研究这边加点这个，那边时间长点，会不会做出来的包子更好吃些。。。
@余天升 的回答完全错误。内存不是由触发器构成的，原因主要是成本太高，且触发器不是同步元件。
ram有sram和dram~dram就是简单的1t 1c结构.sram是6t 2c结构,本质上就是两个非门交叉连接,外加两个列选管~依靠负反馈保证稳定.
内存模组的组成：PCB+颗粒+EEPROM+阻容，组合在一起就是内存；内存原理：电容存储来实现数据保存；如需要详细的，去下载一个内存datasheet就ok。
看这本书！没数字电路基础从头看，有数点基础直接看第16、17章。
大规模集成半导体电路可以看成是由一大堆PN结构成的。二极管只是一种特殊形式的PN结。而PN结实际上很小，而分立器件之所以很大是因为外部加了疯子，芯其实是很小的。电路主要是由三极管管、电阻和电容构成的。在印刷电路板上通过铜线连接在一起。而集成电路是一样的，电容电阻和三极管都可以通过扩散的方法生成而连接也很容易实现，去掉封装以后把他们连在一起因此可以做的很小
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几种芯片封装形式
几种芯片封装形式
一．通孔封装：
　(1) DIP (双列直插式封装)　此封装为常用封装形式,通常为有SH - DIP (收缩双列直插式封装) 、SK -DIP (膜状双列直插式) 、SL - DIP (细长双列直插式) , 引脚数都为偶数, 常见为16、24、40 脚等。
　　(2) DIP (单列直插式封装)　
此封装引脚排成一列,引脚数可为任意。
　　(3) ZIP (Z 字形直插式封装)
双列,两列引脚错开．
　　(4) PGA (针栅阵列或柱形封装)
芯片为四方形,引脚尺寸较小。
二．表面安装尺寸：
(1) 小型封装(SO ,Small Outline)　小外形封装(SO 或SOIC) 通常有SOP 和SOJ 两种形式,前者引脚呈翼型,后者引脚为“J ”型,引脚间距通常为1. 27mm。各类存储器大多用此类封装。
　　(2) 四边扁平封装(QFP , Quad Flat Pack2 age)
四边扁平封装(QFP)有陶瓷封装(CQFP) 、塑料封装(PQFP) 和金属封装(MQFP) 三种形式, PQ　FP出现取代了同样规格的有引线塑料芯片载体(PLCC ,Plastic LeadedChip Carri2　er) ．与PLCC 不同的是,PQFP 引脚通常呈翼形。QFP 普遍用于ASIC、逻辑电路, 广泛应用
于300条引脚以内的封装, 而其成本也较低。 (3) 带载封装( TCP ,Tape Carrier Package)与QFP 相比, TCP 的引线间距可以做得很窄, 而且外形可以做得更薄, 因此, TCP 是比QFP 更薄的高密度封装,可以用于高I/ O 口数的ASIC 和微处理器。
　　(4) 球栅阵列封装(B GA ,Ball Grid Array)与PGA 相比,B GA 是用焊料球来代替引脚。由于多层布线衬底的不同,可有不同类型的B GA ,如陶瓷球栅阵列封装(CBA G) , 带状球栅阵列封装( TB GA) 、塑料球栅阵列封装(PB GA) 和金属球栅阵列封装(MB GA) 等．
　　(5) 芯片规模封装(CSP ,Chip Scale Package)广义讲, CSP 就是1. 2 倍于芯片尺寸的封装, 主要有适用于存储器的少引脚CSP 和适用于ASIC 的多引脚CSP， 具体为芯片上引线(LOC，Lead On Chip) ，微型球栅阵(MB GA ， Micro - B GA) 和面阵列(L GA ，Land Grid Array)．
表1 　封装形式与形状对照表
芯片封装形式
关于本文作者
爱数电，爱模电；爱单片机，爱嵌入式；爱EDA，也爱DSP；
爱Altium Designer，也爱PCB；爱生活，同时也爱微博……
一个自动化专业的学生，与志同道合者学习交流！！！
腾讯微博：/kevin_753
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- 18,055 viewsMEMS后端封装那些事儿，说出来还真能吓到你-传感技术-与非网
尽管前端的制造让人头疼，但后端的却值得一喜，国内MEMS产业链后端的封装整体来说还是较为完善。最佳的封装无疑可使得MEMS器件发挥出更好的性能。通常而言，MEMS封装应满足以下条件：一、可提供一个或多个环境通路;二、封装导致的应力应该尽量小;三、封装及材料最好不对环境造成不良影响;四、应不对其他器件造成不良影响;五、必须提供与外界通路。
据了解，国内厂商华天科技、长电科技同样在MEMS封装方面表现出强悍的实力。长电科技更是号称已经拥有了大量的平台，足以应付所有主流的封装。其实在多年前，长电科技就已经准备将能力部分转移到MEMS封装方面，苏州晶方半导体更是国际上一流的MEMS封装厂商。
王懿对记者称，国内MEMS产业链后端封装较为完善，其原因在于国内的封装技术起步较早，而MEMS器件的封装则可以参考或借鉴IC封装。他说：&其实很多企业，尤其是MEMS麦克风企业，早期的商业模式就是购买国外裸片(前端工艺完成后的产品)，自己做后端封装和测试。&
当然，尽管MEMS器件的封装技术可以借鉴IC制造，两者有相似之处，但两者之间还是有很大的区别。MEMS是一种三维的机械结构，而IC则是平面结构。这导致MEMS封装与IC封装存在诸多不同。
王懿表示：&两者在专用性、复杂性、保护性及可靠性等多方面存在差异。&据他介绍，在专用性方面，MEMS中通常都有一些可动部分或悬空结构、硅杯空腔、梁、沟、槽、膜片，甚至是流体部件与有机部件，基本上是靠表面效应工作的。封装架构取决于MEMS器件及用途，对各种不同结构及用途的MEMS器件，其封装设计要因地制宜，与制造技术同步协调，专用性很强。
在保护性方面，MEMS器件对环境的影响极其敏感，因此对其的保护要求也比IC要高。MEMS封装的各操作工序、划片、烧结、互连、密封等需要采用特殊的处理方法，提供相应的保护措施，防止可动部件受机械损伤。系统的电路部分也必须与环境隔离保护，以免影响处理电路性能，要求封装及其材料不应对使用环境造成不良影响。
同时，两者的复杂程度也不一样，整体而言，MEMS封装要比IC封装更加复杂。比如说，根据应用的不同，多数MEMS封装外壳上需要留有同外界直接相连的非电信号通路，例如，有传递光、磁、热、力、化等一种或多种信息的输入。输入信号界面复杂，对钝化、封装保护提出了特殊要求。再者如在光学MEMS器件中，由于冲击、震动或热膨胀等原因而产生的封装应力会使光器件和光纤之间的对准发生偏移。在高精度加速度计和陀螺仪中，封装需要和MEMS芯片隔离以优化性能。
麦姆斯咨询CEO王懿
随着MEMS器件应用领域越来越多，其应用场景对MEMS封装的可靠性要求也随之提高，这致使MEMS封装的可靠性同样比IC封装要求高。王懿称：&MEMS使用范围广泛，对其封装提出更高的可靠性要求，尤其要求确保产品在恶劣条件下的安全工作，免受有害环境侵蚀，气密封装能发散多余热量。&因此，提高MEMS封装的可靠性十分重要。
记者还从陈杰处得知，MEMS封装一般不是一种通用的封装形式，因产品而异。因此，想要提高MEMS封装可靠性，还是要根据MEMS器件的特性采取合理的工艺解决，其中晶圆级封装最为重要。
王懿还总结道：&IC封装和MEMS封装最大的区别在于MEMS一般要和外界接触，而IC恰好相反，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降，其封装的主要作用就是保护芯片与完成电气互连，不能直接将IC封装移植于更复杂的MEMS。&
尽管两者的区别很多，但从广义上来讲，MEMS封装形式大多数是建立在标准化的IC芯片封装架构基础上。目前的技术大多沿用成熟的微电子封装工艺，并加以改进、演变，适应MEMS特殊的信号界面、外壳、内腔、可靠性、降低成本等要求。此外，MEMS封装技术发展迅速，晶圆级和集成也越来越重要。
对于MEMS封装而言，不容忽视的一个问题就是成本问题，随着MEMS器件售价的快速下降，如何降低MEMS器件的封装成本是众封装厂商头疼的问题。此外，MEMS设计厂商还考虑封装形式，这对MEMS封装厂商而言，势必将增加封装的难度。
整体而言，MEMS封装技术得益于IC封装，因此才较为完善，不过，两者在多方面都存在很大的差异，在很多方面，MEMS封装都比IC封装的要求要高。随着MEMS产业的爆发，在国内也有更多的封装厂商开始进军MEMS封装。尽管如此，由于MEMS封装是高端封装，究竟能有多少IC封装厂商能够成功进入该市场也是难说。
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