Chips pakning

Skallen, der bruges til at installere halvlederchippen med integreret kredsløb, spiller rollen som at placere, fastgøre, forsegle, beskytte chippen og forbedre den elektrotermiske ydeevne, og den er også en bro til at kommunikere chippens indre verden med det eksterne kredsløb - kontakterne på chippen er forbundet til emballageskallen med ledninger. På stifterne er disse stifter forbundet til andre enheder gennem ledningerne på printkortet. Derfor spiller emballage en vigtig rolle for CPU'er og andre LSI integrerede kredsløb.

Siden Intel Corporation designede og fremstillede 4-bit mikroprocessorchips i 1971, i løbet af de sidste 20 år, har CPU'er udviklet sig fra Intel 4004, 80286, 80386, 80486 til Pentium, PⅡ, PⅢ, P4, fra 4- bit, 8-bit, 16-bit, 32-bit har udviklet sig til 64-bit; hovedfrekvensen har udviklet sig fra MHz til nutidens GHz; antallet af transistorer integreret i CPU-chippen er steget fra mere end 2,000 til mere end 10 millioner; omfanget af halvlederfremstillingsteknologi har ændret sig fra SSI, MSI, LSI, VLSI (very large-scale IC) til ULSI. Pakkens input/output-ben (I/O) stiger gradvist fra snesevis til hundreder og kan endda nå op på 2000. Det hele er en stor forandring.

Almindeligt anvendte integrerede kredsløb

Almindeligt anvendte integrerede kredsløb

Alle er allerede bekendt med CPU'en, 286, 386, 486, Pentium, PII, Celeron, K6, K6-2, Athlon... Jeg tror, ​​du kan nævne en lang liste som nogle få. Men når det kommer til emballering af CPU'er og andre integrerede kredsløb i stor skala, er der ikke mange, der ved det. Den såkaldte pakke refererer til den skal, der bruges til at installere halvleder-chippen med integreret kredsløb. Det spiller ikke kun rollen som at placere, fastgøre, forsegle, beskytte chippen og forbedre den termiske ledningsevne, men fungerer også som en bro mellem chippens indre verden og det eksterne kredsløb - kontakten på chippen. Ledningerne er forbundet til ben på pakkehuset, og disse ben er forbundet til andre enheder gennem ledninger på printkortet. Derfor spiller emballage en vigtig rolle for CPU'er og andre LSI (Large Scalc Integrat~on) integrerede kredsløb, og fremkomsten af ​​en ny generation af CPU'er er ofte ledsaget af brugen af ​​nye emballageformer. Chippakningsteknologi har gennemgået flere generationer af ændringer, fra DIP, QFP, PGA, BGA, til CSP og derefter til MCM, de tekniske indikatorer er mere og mere avancerede fra generation til generation, herunder forholdet mellem chipareal og pakkeareal er kommer tættere på 1, gældende Frekvensen bliver højere og højere, og temperaturmodstanden bliver bedre og bedre. Øget pin-antal, reduceret pin-pitch, reduceret vægt, forbedret pålidelighed.

Komponentindkapsling

PQFP (Plastic Quad Flat Package) pakken har en meget lille afstand mellem chipstifterne, og stifterne er meget tynde. Generelt anvender storskala eller ultrastore integrerede kredsløb denne pakkeform, og antallet af ben er generelt mere end 100. Chips pakket i denne form skal bruge SMD (Surface Mount Device Technology) til at lodde chippen til bundkortet. Chips installeret af SMD behøver ikke at slå huller på bundkortet og har generelt designet loddesamlinger til tilsvarende stifter på bundkortets overflade. Juster stifterne på chippen med de tilsvarende loddesamlinger, og derefter kan lodningen med hovedkortet realiseres. Spåner loddet på denne måde er svære at skille ad uden specialværktøj.

Chips pakket i PFP (Plastic Flat Package) metoden er grundlæggende det samme som PQFP metoden. Den eneste forskel er, at PQFP generelt er kvadratisk, mens PFP kan være enten kvadratisk eller rektangulær.

Funktioner:

1. Det er velegnet til SMD overflademonteringsteknologi til installation og ledning på PCB-kredsløbskort.

2. Velegnet til højfrekvent brug. ⒊Nem at betjene og høj pålidelighed.

4. Forholdet mellem chipareal og pakkeareal er lille.

80286, 80386 og nogle 486 bundkort i Intel-serien CPU'er bruger denne pakke.

Til SMD,PQFP og PFP etc. lodning eller afsolding:

BGA Ball Grid Array

Med udviklingen af ​​integreret kredsløbsteknologi er emballagekravene til integrerede kredsløb strengere. Dette skyldes, at emballageteknologien er relateret til produktets funktionalitet. Når frekvensen af ​​IC'en overstiger 100MHz, kan den traditionelle emballeringsmetode frembringe det såkaldte "CrossTalk (crosstalk)"-fænomen, og når antallet af ben på IC'en er større end 208 ben, har den traditionelle indkapsling sine vanskeligheder. Ud over at bruge PQFP-emballage har de fleste af nutidens high-pin-count chips (såsom grafikchips og chipsæt osv.) derfor vendt sig til BGA (Ball Grid Array Package) pakketeknologi. Så snart BGA dukkede op, blev det det bedste valg til høj-densitet, højtydende, multi-pin-pakker såsom CPU'er og syd/nord-bro-chips på bundkort.

BGA-emballageteknologi kan opdeles i fem kategorier

1. PBGA (Plastic BGA)-substrat: generelt en flerlagsplade bestående af 2-4 lag af organiske materialer. Blandt Intel-seriens CPU'er bruger Pentium Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ processorer alle denne pakke.

2. CBGA (CeramicBGA) substrat: det vil sige et keramisk substrat. Den elektriske forbindelse mellem chippen og substratet er normalt installeret med flip-chip (FlipChip, FC for kort). Blandt Intel-seriens CPU'er har Pentium I-, II- og Pentium Pro-processorer alle brugt denne pakke.

⒊FCBGA (FilpChipBGA) substrat: hårdt flerlags substrat.

⒋TBGA (TapeBGA)-substrat: Substratet er et strimmelformet blødt 1-2-lags printkort.

5. CDPBGA (Carity Down PBGA) substrat: refererer til chipområdet (også kendt som hulrumsområdet) med en firkantet fordybning i midten af ​​pakken.

Funktioner:

1. Selvom antallet af I/O-stifter er steget, er afstanden mellem stifterne meget større end QFP-pakkemetoden, hvilket forbedrer udbyttet.

2. Selvom strømforbruget af BGA stiger, kan den elektrotermiske ydeevne forbedres på grund af brugen af ​​kontrolleret kollaps-spånsvejsning.

⒊Signaltransmissionsforsinkelsen er lille, og tilpasningsfrekvensen er væsentligt forbedret.

4. Coplanar svejsning kan bruges til montering, og pålideligheden er væsentligt forbedret.

Efter mere end ti års udvikling er BGA-emballagemetoden trådt ind i den praktiske fase. I 1987 begyndte det berømte Citizen-firma at udvikle chips (dvs. BGA) pakket i plastkuglegitter. Så kom virksomheder som Motorola og Compaq også med i rækken af ​​udviklingen af ​​BGA. I 1993 tog Motorola føringen med at anvende BGA på mobiltelefoner. Samme år anvendte Compaq det også på arbejdsstationer og pc'er. Indtil for fem-seks år siden begyndte Intel Corporation at bruge BGA i computer-CPU'er (dvs. Pentium II, Pentium III, Pentium IV osv.) og chipsæt (såsom i850), som spillede en rolle i at fremme udvidelsen af ​​BGA-applikationsfelter . BGA er blevet en ekstremt populær IC-emballageteknologi. Dets globale markedsstørrelse var på 1,2 milliarder styk i 2000. Det anslås, at markedsefterspørgslen i 2005 vil stige med mere end 70 procent sammenlignet med 2000.

CSP-chipstørrelse

Med den globale efterspørgsel efter personlige og lette elektroniske produkter er emballageteknologien avanceret til CSP (Chip Size Package). Det reducerer størrelsen af ​​chippakkens omrids, så størrelsen af ​​pakken kan være lige så stor som størrelsen af ​​den bare chip. Det vil sige, at sidelængden af ​​den pakkede IC ikke er mere end 1,2 gange så stor som chippen, og IC-området er kun 1,4 gange større end matricen.

CSP-emballage kan opdeles i fire kategorier

⒈Blyrammetype (traditionel blyrammeform), repræsentative producenter omfatter Fujitsu, Hitachi, Rohm, Goldstar og så videre.

2. Rigid Interposer Type (hard interposer type), repræsentative producenter omfatter Motorola, Sony, Toshiba, Panasonic og så videre.

⒊Flexible Interposer Type (soft interposer type), hvoraf den mest berømte er Tesseras microBGA, og CTS's sim-BGA bruger også samme princip. Andre repræsenterede producenter omfatter General Electric (GE) og NEC.

⒋Wafer Level Package (wafer størrelse pakke): Forskellig fra den traditionelle single chip emballeringsmetode er WLCSP at skære hele waferen i individuelle chips. Det hævder at være fremtidens mainstream inden for emballageteknologi og er blevet investeret i forskning og udvikling. Herunder FCT, Aptos, Casio, EPIC, Fujitsu, Mitsubishi Electronics osv.

Funktioner:

1. Den opfylder de stigende behov for chip I/O-ben.

2. Forholdet mellem chipareal og pakkeareal er meget lille.

⒊ kraftigt forkorte forsinkelsestiden.

CSP-emballage er velegnet til IC'er med et lille antal stifter, såsom memory sticks og bærbare elektroniske produkter. I fremtiden vil det blive meget brugt i informationsapparater (IA), digital-tv (DTV), e-bog (E-bog), trådløst netværk WLAN/GigabitEthemet, ADSL/mobiltelefonchip, Bluetooth (Bluetooth) og andre nye. Produkter.

Og BGA, CSP, TBGA og PBGA lodning og aflodning: