[實用新型]一種高集成的單芯片固態硬盤

有效

• 申請號: 201822039201.9
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN209401305U
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 金瑞
• 申請（專利權）人: 上海威固信息技術股份有限公司
• 主分類號: G11B5/84
• 分類號: G11B5/84
• 代理公司: 上海海貝律師事務所 31301
• 代理人: 王文鋒

本實用新型提供一種高集成的單芯片固態硬盤，采用系統級封裝技術(SiP)基于BGA封裝形式，內部采用晶圓級芯片，通過封裝基板和WireBonding工藝實現信號互聯。橫向短邊、縱向長邊放置，引腳排布為17行12列；橫向長邊、縱向短邊放置，引腳排布為12行17列；引腳間距為1.0mm，外形為長方形，長邊為18.0mm，短邊為14.0mm，共104個引腳。本實用新型實現了單芯片固態硬盤的高度集成、小型化的目的，提升了產品的可靠性，降低了產品功耗，同時仍可實現用戶使用的便利性。

技術領域

本實用新型涉及固態硬盤(SSD)的研發、制造技術領域，尤其涉及一種采用系統級封裝技術(SiP)、基于BGA封裝形式的、高集成、小型化的單芯片固態硬盤(SSD)。

背景技術

硬盤是計算機系統的主要存儲媒介之一，傳統的機械硬盤采用磁性碟片作為存儲介質。相對于傳統的機械硬盤，固態硬盤(SSD)是用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，主要由控制單元和存儲單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。因其有快速讀寫、質量輕、能耗低以及體積小等特點，目前已經進入存儲市場的主流行列，并有著取代傳統機械硬盤的趨勢。

封裝，是把集成電路裝配為芯片最終產品的過程，簡單地說，就是把集成電路硅片放在一塊起到承載作用的基板或引線框上，把管腳引出來，然后固定包裝成為一個整體。封裝不僅可以安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁。BGA封裝是眾多封裝形式中的一種，其主要結構特點是采用了球柵陣列的外引腳排布方式，相較于普通傳統封裝，有著體積小、散熱和電性能佳的優勢。系統級封裝(SiP)，相對于傳統實現單個功能的產品封裝，是將多個具有不同功能的芯片，再結合其他有源或無源電子元器件，封裝到一起，從而形成一個系統或者子系統。其主要優點有：高度集成化、小型化、高性能、低功耗以及低成本等。

目前，存儲行業2.5寸的固態硬盤(SSD)還是主流，雖然市場上小型化的固態硬盤如mSATA、M.2等也在逐漸增多，但是在面對一些高集成、小型化、高可靠性要求的嵌入式應用場景時，上述類型的固態硬盤仍然無法滿足要求。而單芯片固態硬盤是將晶圓級的主控芯片、存儲芯片、緩存芯片以及其他一些電子元器件通過系統級封裝技術(SiP)加工而成，能夠實現高集成、小型化、高可靠性等特征表現。

實用新型內容

本實用新型提供一種新的固態硬盤(SSD)結構設計，其采用了硅片級的系統級封裝技術(SiP)來實現高集成、小型化的要求。具體內容如下：

(1)目前的固態硬盤主要由主控芯片、存儲芯片(NAND Flash)、緩存芯片 (DRAM)以及其他電子元器件構成，普通的2.5寸固態硬盤或是其他一些常見的固態硬盤如M.2或mSATA等，其制造流程為先將晶圓級的主控芯片、存儲芯片以及緩存芯片等分別進行塑封封裝，然后再結合其他的電子元器件一起焊接到印刷線路板(PCB)上，最終加工成成品。而實用新型則是將晶圓級的主控芯片、存儲芯片、緩存芯片以及其他一些電子元器件，直接通過系統級的封裝技術(SiP) 以及3D堆疊等封裝技術，直接封裝成一顆獨立的、高集成的小尺寸芯片，其內部互聯通過封裝基板和Wire Bonding工藝實現。實用新型的外形結構為塑封BGA 的封裝形式，可實現完整的固態硬盤功能。

(2)普通固態硬盤與其他電子系統的互聯是通過行業標準金手指接口，此類接口往往會占據一定的物理空間，而實用新型接口即BGA封裝的引腳，因此可以實現產品的進一步小型化。

(3)本實用新型內部集成電源模塊，在外部單電源3.3V供電的前提下，即可滿足內部不同器件的不同電壓的供電需求，是實用新型高度集成的又一體現。

(4)本實用新型使用了低功耗的主控芯片，并對固件進行了功耗的優化，可以降低產品的整體功耗。

具體技術特征為：