Chips csomagolás

A félvezető integrált áramköri chip beépítéséhez használt héj a chip elhelyezését, rögzítését, tömítését, a chip védelmét és az elektrotermikus teljesítmény fokozását tölti be, és egyben híd is a chip belső világának a külső áramkörrel - az érintkezőkkel történő kommunikálására. a chipen vezetékekkel csatlakozik a csomagolás héjához A tűkön ezek a tűk a nyomtatott táblán lévő vezetékeken keresztül csatlakoznak más eszközökhöz. Ezért a csomagolás fontos szerepet játszik a CPU-k és más LSI integrált áramkörök esetében.

Amióta az Intel Corporation 1971-ben 4-bites mikroprocesszoros chipeket tervezett és gyártott, az elmúlt 20 évben a processzorok az Intel 4004, 80286, 80386, 80486-tól Pentium, PⅡ, PⅢ, P4, 4- bit, 8-bit, 16-bit, 32-bit 64-bitre fejlődött; a fő frekvencia MHz-ről a mai GHz-re fejlődött; a CPU chipbe integrált tranzisztorok száma több mint 2-ről000 több mint 10 millióra ugrott; a félvezetőgyártási technológia léptéke SSI, MSI, LSI, VLSI (nagyon nagyméretű IC) helyett ULSI-ra változott. A csomag bemeneti/kimeneti (I/O) tűi fokozatosan több tucatról százra nőnek, és akár a 2000-et is elérhetik.

Általánosan használt integrált áramkörök

Általánosan használt integrált áramkörök

A CPU-t már mindenki ismeri, 286, 386, 486, Pentium, PII, Celeron, K6, K6-2, Athlon... Azt hiszem, lehet sorolni egy hosszú listát. De ha a CPU-k és más nagyméretű integrált áramkörök csomagolásáról van szó, azt nem sokan tudják. Az úgynevezett csomag a félvezető integrált áramköri chip beépítéséhez használt héjra utal. Nemcsak a chip elhelyezését, rögzítését, tömítését, védelmét és a hővezető képesség fokozását tölti be, hanem hídként is szolgál a chip belső világa és a külső áramkör – a chipen lévő érintkező – között. A vezetékek a csomagoláson található érintkezőkhöz csatlakoznak, és ezek a tűk a nyomtatott áramköri lapon lévő vezetékeken keresztül csatlakoznak más eszközökhöz. Ezért a csomagolás fontos szerepet játszik a CPU-k és más LSI (Large Scalc Integrat~on) integrált áramkörök esetében, és a CPU-k új generációjának megjelenése gyakran új csomagolási formák használatával jár együtt. A chipcsomagolás technológiája több generációs változáson ment keresztül, a DIP-től, QFP-től, PGA-tól, BGA-tól a CSP-ig, majd az MCM-ig, a technikai mutatók generációról generációra egyre fejlettebbek, beleértve a chip-terület és a csomagolási terület arányát is. egyre közelebb kerül az 1-hez, alkalmazható A frekvencia egyre magasabb, a hőmérséklet-ellenállás pedig egyre jobb. Megnövelt tűszám, csökkentett tűosztás, kisebb súly, jobb megbízhatóság.

Komponens tokozás

A PQFP (Plastic Quad Flat Package) csomagban nagyon kicsi a távolság a chip csapjai között, és a csapok nagyon vékonyak. Általában a nagyméretű vagy ultranagy integrált áramkörök ezt a csomagformát alkalmazzák, és a tűk száma általában meghaladja a 100-at. Az ilyen formában csomagolt chipeknek SMD-t (Surface Mount Device Technology) kell használniuk a chip alaplapra forrasztásához. Az SMD által telepített lapkáknak nem kell lyukakat lyukasztaniuk az alaplapon, és általában az alaplap felületén lévő megfelelő csapokhoz tervezett forrasztókötések vannak. Illessze a chip csapjait a megfelelő forrasztási kötésekhez, és ekkor már megvalósítható a forrasztás az alaplappal. Az így forrasztott forgácsok speciális szerszámok nélkül nehezen szétszedhetők.

A PFP (Plastic Flat Package) módszerrel csomagolt chipek alapvetően megegyeznek a PQFP módszerrel. Az egyetlen különbség az, hogy a PQFP általában négyzet alakú, míg a PFP lehet négyzet vagy téglalap alakú.

Jellemzők:

1. Alkalmas az SMD felületi szerelési technológiához PCB áramköri lapokra történő beépítésre és huzalozásra.

2. Alkalmas nagyfrekvenciás használatra. ⒊Könnyen kezelhető és nagy megbízhatóság.

4. A forgács területe és a csomagolás területe közötti arány kicsi.

A 80286, 80386 és néhány 486-os alaplap Intel sorozatú CPU-kban használja ezt a csomagot.

SMD, PQFP és PFP stb. forrasztáshoz vagy kiforrasztáshoz:

BGA Ball Grid Array

Az integrált áramköri technológia fejlődésével az integrált áramkörök csomagolási követelményei szigorúbbak. Ennek az az oka, hogy a csomagolási technológia összefügg a termék funkcionalitásával. Ha az IC frekvenciája meghaladja a 100 MHz-et, a hagyományos csomagolási módszer az úgynevezett "CrossTalk (crosstalk)" jelenséget idézheti elő, és ha az IC érintkezőinek száma meghaladja a 208 Pin-t, a hagyományos tokozásnak megvannak a nehézségei. Ezért a PQFP csomagolás használata mellett a legtöbb mai nagy tűszámú chip (például grafikus chipek és lapkakészletek stb.) a BGA (Ball Grid Array Package) csomagolási technológia felé fordult. Amint megjelent a BGA, a legjobb választás lett a nagy sűrűségű, nagy teljesítményű, többtűs csomagokhoz, mint például a CPU-k és az alaplapokon található déli/északi hídchipek.

A BGA csomagolástechnika öt kategóriába sorolható

1. PBGA (Plastic BGA) hordozó: általában többrétegű tábla, amely 2-4 réteg szerves anyagból áll. Az Intel sorozatú CPU-k közül a Pentium Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ processzorok mindegyike ezt a csomagot használja.

2. CBGA (CeramicBGA) hordozó: azaz kerámia hordozó. A chip és a hordozó közötti elektromos kapcsolatot általában flip chippel (röviden: FlipChip, FC) szerelik fel. Az Intel sorozatú CPU-k közül a Pentium I, II és Pentium Pro processzorok mind ezt a csomagot használták.

⒊FCBGA (FilpChipBGA) hordozó: kemény többrétegű hordozó.

⒋TBGA (TapeBGA) hordozó: A hordozó egy szalag alakú puha 1-2 rétegű PCB áramköri kártya.

5. CDPBGA (Carity Down PBGA) szubsztrát: a chip területére (más néven üreges területre) utal, a csomagolás közepén egy négyzet alakú mélyedés.

Jellemzők:

1. Bár az I/O lábak száma megnőtt, a lábak közötti távolság sokkal nagyobb, mint a QFP csomagolási módszernél, ami javítja a hozamot.

2. Bár a BGA energiafogyasztása növekszik, az elektrotermikus teljesítmény javítható a szabályozott összeeső forgácshegesztés alkalmazásával.

⒊A jelátviteli késleltetés kicsi, és az adaptációs frekvencia jelentősen javul.

4. A koplanáris hegesztés használható az összeszereléshez, és a megbízhatóság jelentősen javul.

Több mint tíz éves fejlesztés után a BGA csomagolási módszer gyakorlati szakaszba lépett. 1987-ben a híres Citizen cég megkezdte a műanyag golyós rácsokba csomagolt chipek (azaz BGA) fejlesztését. Ezután olyan cégek is csatlakoztak a BGA fejlesztéséhez, mint a Motorola és a Compaq. 1993-ban a Motorola átvette a vezetést a BGA mobiltelefonokon való alkalmazásában. Ugyanebben az évben a Compaq munkaállomásokon és PC-ken is alkalmazta. Egészen öt-hat évvel ezelőttig az Intel Corporation elkezdte használni a BGA-t számítógépes CPU-kban (pl. Pentium II, Pentium III, Pentium IV stb.) és lapkakészletekben (például i850), amelyek szerepet játszottak a BGA-alkalmazási területek bővülésében. . A BGA rendkívül népszerű IC-csomagolási technológia lett. Világpiaci mérete 2000-ben 1,2 milliárd darab volt. A becslések szerint 2005-ben a piaci kereslet több mint 70 százalékkal fog növekedni 2000-hez képest.

CSP chip mérete

A személyre szabott és könnyű elektronikai termékek iránti globális kereslet következtében a csomagolási technológia CSP-vé (Chip Size Package) fejlődött. Csökkenti a chipcsomag körvonalának méretét, így a csomag mérete akkora lehet, mint a csupasz chip mérete. Ez azt jelenti, hogy a csomagolt IC oldalhossza nem több, mint 1,2-szerese a chipnek, és az IC területe csak 1,4-szer nagyobb, mint a matrica.

A CSP csomagolás négy kategóriába sorolható

⒈Lead Frame Type (hagyományos ólomkeret forma), a reprezentatív gyártók közé tartozik a Fujitsu, Hitachi, Rohm, Goldstar és így tovább.

2. Rigid Interposer Type (hard interposer type), a reprezentatív gyártók közé tartozik a Motorola, Sony, Toshiba, Panasonic és így tovább.

⒊Flexible Interposer Type (soft interposer type), amelyek közül a leghíresebb a Tessera microBGA, és a CTS sim-BGA is ugyanezt az elvet használja. További képviselt gyártók közé tartozik a General Electric (GE) és a NEC.

⒋Ostyaszintű csomag (ostyaméretű csomag): A hagyományos egylapkás csomagolási módszertől eltérően a WLCSP az egész ostyát egyedi chipekre vágja. Állítása szerint ez a csomagolási technológia jövőbeli fő áramlata, és kutatásba és fejlesztésbe fektették be. Ide tartozik az FCT, Aptos, Casio, EPIC, Fujitsu, Mitsubishi Electronics stb.

Jellemzők:

1. Megfelel a chip I/O tűk iránti növekvő igényeknek.

2. A forgács területe és a csomagolás területe közötti arány nagyon kicsi.

⒊ jelentősen lerövidíti a késleltetési időt.

A CSP-csomagolás alkalmas kis számú tűvel rendelkező IC-khez, például memóriakártyákhoz és hordozható elektronikai termékekhez. A jövőben széles körben használják információs készülékekben (IA), digitális TV-ben (DTV), e-könyvben (E-Book), vezeték nélküli hálózatban WLAN/GigabitEthemet, ADSL/mobiltelefon chipben, Bluetoothban (Bluetooth) és más feltörekvőben. Termékek.

És BGA, CSP, TBGA és PBGA forrasztás és kiforrasztás: