Chips förpackning

Skalet som används för att installera halvledarkretschippet spelar rollen att placera, fixera, täta, skydda chippet och förbättra den elektrotermiska prestandan, och det är också en brygga för att kommunicera chipets inre värld med den externa kretsen - kontakterna på chipet är anslutna till förpackningsskalet med ledningar. På stiften är dessa stift anslutna till andra enheter genom ledningarna på den tryckta kortet. Därför spelar förpackning en viktig roll för CPU:er och andra LSI-integrerade kretsar.

Sedan Intel Corporation designade och tillverkade 4-bitars mikroprocessorchips 1971, under de senaste 20 åren, har processorer utvecklats från Intel 4004, 80286, 80386, 80486 till Pentium, PⅡ, PⅢ, P4, från 4- bit, 8-bit, 16-bit, 32-bit har utvecklats till 64-bit; huvudfrekvensen har utvecklats från MHz till dagens GHz; antalet transistorer integrerade i CPU-chippet har hoppat från mer än 2,000 till mer än 10 miljoner; skalan för halvledartillverkningsteknologi har ändrats från SSI, MSI, LSI, VLSI (mycket storskalig IC) till ULSI. Ingångs-/utgångsstiften (I/O) på paketet ökar gradvis från dussintals till hundratals, och kan till och med nå 2000. Det hela är en stor förändring.

Vanligt använda integrerade kretsar

Vanligt använda integrerade kretsar

Alla är redan bekanta med CPU:n, 286, 386, 486, Pentium, PII, Celeron, K6, K6-2, Athlon... Jag tror att du kan lista en lång lista som några. Men när det kommer till paketering av processorer och andra storskaliga integrerade kretsar är det inte många som vet det. Det så kallade paketet hänvisar till skalet som används för att installera halvledarkretschipet. Det spelar inte bara rollen som att placera, fixera, täta, skydda chippet och förbättra värmeledningsförmågan, utan fungerar också som en brygga mellan chipets inre värld och den externa kretsen - kontakten på chipet. Ledningarna är anslutna till stift på pakethuset, och dessa stift är anslutna till andra enheter genom ledningar på kretskortet. Därför spelar förpackning en viktig roll för CPU:er och andra LSI (Large Scalc Integrat~on) integrerade kretsar, och uppkomsten av en ny generation av CPU:er åtföljs ofta av användningen av nya förpackningsformer. Chipförpackningsteknik har gått igenom flera generationer av förändringar, från DIP, QFP, PGA, BGA, till CSP och sedan till MCM, de tekniska indikatorerna är mer och mer avancerade från generation till generation, inklusive förhållandet mellan chipyta och paketarea är närmar sig 1, tillämpligt Frekvensen blir högre och högre, och temperaturmotståndet blir bättre och bättre. Ökat antal stift, minskad stiftdelning, minskad vikt, förbättrad tillförlitlighet.

Komponentinkapsling

PQFP-paketet (Plastic Quad Flat Package) har ett mycket litet avstånd mellan spånstiften och stiften är mycket tunna. I allmänhet använder storskaliga eller ultrastora integrerade kretsar denna paketform, och antalet stift är i allmänhet mer än 100. Chips förpackade i denna form måste använda SMD (Surface Mount Device Technology) för att löda chippet till moderkortet. Chips installerade av SMD behöver inte slå hål på moderkortet och har i allmänhet designade lödfogar för motsvarande stift på moderkortets yta. Rikta in stiften på chipet med motsvarande lödfogar, och sedan kan lödningen med huvudkortet realiseras. Chips lödda på detta sätt är svåra att ta isär utan specialverktyg.

Chips förpackade i PFP-metoden (Plastic Flat Package) är i princip samma som PQFP-metoden. Den enda skillnaden är att PQFP i allmänhet är kvadratiskt, medan PFP kan vara antingen kvadratiskt eller rektangulärt.

Funktioner:

1. Den är lämplig för SMD-ytmonteringsteknik för att installera och koppla på PCB-kretskort.

2. Lämplig för högfrekvent användning. ⒊Lätt att använda och hög tillförlitlighet.

4. Förhållandet mellan chiparea och förpackningsarea är litet.

80286, 80386 och några 486 moderkort i Intel-seriens processorer använder detta paket.

För SMD,PQFP och PFP etc. lödning eller desoldeirng:

BGA Ball Grid Array

Med utvecklingen av integrerad kretsteknologi är förpackningskraven för integrerade kretsar strängare. Detta beror på att förpackningstekniken är relaterad till produktens funktionalitet. När frekvensen av IC överstiger 100MHz, kan den traditionella förpackningsmetoden producera det så kallade "CrossTalk (crosstalk)"-fenomenet, och när antalet stift på IC är större än 208 Pin, har den traditionella inkapslingen sina svårigheter. Därför, förutom att använda PQFP-paketering, har de flesta av dagens high-pin-count-chips (såsom grafikchips och chipset etc.) vänt sig till BGA (Ball Grid Array Package) förpackningsteknik. Så fort BGA dök upp blev det det bästa valet för högdensitet, högpresterande, flerstiftspaket som CPU: er och syd/nord bryggchips på moderkort.

BGA-förpackningsteknik kan delas in i fem kategorier

1. PBGA (Plastic BGA)-substrat: vanligtvis en flerskiktsskiva som består av 2-4 lager av organiskt material. Bland Intel-seriens processorer använder Pentium Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ-processorer alla detta paket.

2. CBGA (CeramicBGA) substrat: det vill säga ett keramiskt substrat. Den elektriska anslutningen mellan chipet och substratet installeras vanligtvis med flip-chip (FlipChip, FC för kort). Bland Intel-seriens processorer har Pentium I-, II- och Pentium Pro-processorer alla använt detta paket.

⒊FCBGA (FilpChipBGA) substrat: hårt flerskiktssubstrat.

⒋TBGA (TapeBGA) substrat: Substratet är ett remsformat mjukt 1-2 lager PCB-kretskort.

5. CDPBGA (Carity Down PBGA)-substrat: hänvisar till chipområdet (även känt som kavitetsområdet) med en fyrkantig fördjupning i mitten av förpackningen.

Funktioner:

1. Även om antalet I/O-stift har ökat är avståndet mellan stiften mycket större än för QFP-förpackningsmetoden, vilket förbättrar utbytet.

2. Även om strömförbrukningen för BGA ökar, kan den elektrotermiska prestandan förbättras på grund av användningen av kontrollerad kollapsspånsvetsning.

⒊Signalöverföringsfördröjningen är liten och anpassningsfrekvensen är avsevärt förbättrad.

4. Coplanar svetsning kan användas för montering, och tillförlitligheten förbättras avsevärt.

Efter mer än tio års utveckling har BGA-förpackningsmetoden kommit in i det praktiska skedet. 1987 började det berömda Citizen-företaget utveckla chips (dvs. BGA) förpackade i plastkulor. Sedan anslöt sig även företag som Motorola och Compaq till att utveckla BGA. 1993 tog Motorola ledningen när det gäller att tillämpa BGA på mobiltelefoner. Samma år tillämpade Compaq det även på arbetsstationer och datorer. Fram till för fem eller sex år sedan började Intel Corporation använda BGA i datorprocessorer (dvs. Pentium II, Pentium III, Pentium IV, etc.) och chipset (som i850), vilket spelade en roll för att driva på expansionen av BGA-applikationsfält . BGA har blivit en extremt populär IC-förpackningsteknik. Dess globala marknadsstorlek var 1,2 miljarder stycken år 2000. Det uppskattas att efterfrågan på marknaden 2005 kommer att öka med mer än 70 procent jämfört med 2000.

CSP-chipstorlek

Med den globala efterfrågan på personliga och lätta elektroniska produkter har förpackningstekniken avancerat till CSP (Chip Size Package). Det minskar storleken på chippaketets kontur, så att storleken på paketet kan vara lika stor som storleken på bara chipet. Det vill säga, sidolängden på den förpackade IC-kretsen är inte mer än 1,2 gånger den för chippet, och IC-arean är bara 1,4 gånger större än formen.

CSP-förpackningar kan delas in i fyra kategorier

⒈Lead Frame Type (traditionell blyramsform), representativa tillverkare inkluderar Fujitsu, Hitachi, Rohm, Goldstar och så vidare.

2. Rigid Interposer Type (hård interposer-typ), representativa tillverkare inkluderar Motorola, Sony, Toshiba, Panasonic och så vidare.

⒊Flexible Interposer Type (soft interposer-typ), den mest kända av dem är Tesseras microBGA, och CTS:s sim-BGA använder också samma princip. Andra representerade tillverkare är General Electric (GE) och NEC.

⒋Wafer Level Package (waferstorlekspaket): Till skillnad från den traditionella enchipsförpackningsmetoden är WLCSP att skära hela wafern till individuella chips. Det gör anspråk på att vara den framtida huvudströmmen av förpackningsteknik och har investerats i forskning och utveckling. Inklusive FCT, Aptos, Casio, EPIC, Fujitsu, Mitsubishi Electronics, etc.

Funktioner:

1. Den uppfyller de ökande behoven av chip I/O-stift.

2. Förhållandet mellan chiparea och förpackningsarea är mycket litet.

⒊ förkorta fördröjningstiden kraftigt.

CSP-förpackningar är lämpliga för IC:er med ett litet antal stift, såsom minnesstickor och bärbara elektroniska produkter. I framtiden kommer det att användas i stor utsträckning i informationsapparater (IA), digital-TV (DTV), e-bok (E-bok), trådlöst nätverk WLAN/GigabitEthemet, ADSL/mobiltelefonchip, Bluetooth (Bluetooth) och andra framväxande Produkter.

Och BGA, CSP, TBGA och PBGA lödning och avlödning: