¿Cuáles son los paquetes de chips comunes?
DIP (paquete dual en línea) se refiere a un chip de circuito integrado empaquetado en forma dual en línea. La mayoría de los circuitos integrados (CI) pequeños y medianos utilizan esta forma de empaquetado y el número de pines generalmente no supera los 100. El chip de CPU empaquetado en DIP tiene dos filas de pines y debe insertarse en el zócalo del chip de la estructura DIP. Por supuesto, también se puede insertar directamente en el mismo número y disposición geométrica de orificios de soldadura en la placa de circuito para soldar. Los chips empaquetados en DIP deben insertarse y retirarse con cuidado del zócalo del chip para evitar dañar las clavijas.
El embalaje DIP tiene las siguientes características:
1. Es adecuado para perforar y soldar en PCB (placa de circuito impreso) y es fácil de operar.
2. La proporción entre el área del chip y el área del paquete es grande, por lo que el volumen también es grande.
El 8088 de la serie de CPU Intel utiliza esta forma de empaquetado, al igual que los cachés y los primeros chips de memoria.
2. Paquete plano cuadrado de plástico QFP y paquete de componentes planos de plástico PFP
El paquete QFP (paquete plano cuádruple de plástico) tiene un espacio entre pasadores pequeño y pasadores delgados. Generalmente se utiliza en tamaños grandes. Los circuitos integrados de escala o de muy gran escala generalmente tienen más de 100 pines. Los chips empaquetados de esta manera deben soldarse a la placa base mediante SMD (tecnología de dispositivo de montaje en superficie). Los chips montados en SMD no requieren perforar agujeros en la placa base. Generalmente, hay juntas de soldadura diseñadas que corresponden a los pines en la superficie de la placa base. La unión a la placa base se logra alineando cada pin del chip con la almohadilla de soldadura correspondiente. Los chips soldados de esta manera son difíciles de quitar sin herramientas especiales.
Los chips empaquetados PFP son básicamente los mismos que los chips empaquetados QFP. La única diferencia es que QFP es generalmente cuadrado, mientras que PFP puede ser cuadrado o rectangular.
El paquete del Partido Popular PFP tiene las siguientes características:
1. Adecuado para tecnología de montaje en superficie SMD para instalar cableado en placas de circuito PCB.
2. Adecuado para uso de alta frecuencia.
3. Fácil de operar y altamente confiable.
4. La relación entre el área del chip y el área del paquete es muy pequeña.
Las placas base 80286, 80386 y algunas 486 de la serie de CPU Intel utilizan esta forma de embalaje.
Tercero, paquete de matriz de cuadrícula de pines PGA
La forma de empaque del chip PGA (Paquete de matriz de cuadrícula de pines) tiene múltiples pines cuadrados dentro y fuera del chip, y cada pin cuadrado Dispóngalos a cierta distancia alrededor del chip. Dependiendo del número de puntos, se pueden formar de 2 a 5 círculos. Al instalar, inserte el chip en el zócalo PGA dedicado. Para que la instalación y extracción de la CPU sea más conveniente, apareció un zócalo de CPU llamado ZIF en el chip 486, que se utiliza especialmente para cumplir con los requisitos de instalación y extracción de la CPU en el paquete PGA.
ZIF (enchufe de fuerza de inserción cero) se refiere a un encaje de fuerza de inserción cero. Levante suavemente la llave de este zócalo y la CPU se podrá insertar fácilmente en el zócalo. Luego presione la llave nuevamente a su posición original y use la fuerza de compresión generada por la estructura especial del zócalo para hacer que los pines de la CPU y el zócalo estén firmemente en contacto, y no habrá absolutamente ningún problema de mal contacto. Para quitar el chip de la CPU, simplemente levante suavemente la llave del zócalo, la presión se liberará y el chip de la CPU se podrá quitar fácilmente.
El embalaje PGA tiene las siguientes características:
1. La operación del complemento es más conveniente y confiable.
2. Puede adaptarse a frecuencias más altas.
En la serie de CPU Intel, 80486, Pentium y Pentium Pro utilizan esta forma de empaquetado.
En cuarto lugar, empaque de matriz de rejilla de bolas BGA
Con el desarrollo de la tecnología de circuitos integrados, los requisitos de empaque para circuitos integrados se han vuelto más estrictos. Esto se debe a que la tecnología de envasado está relacionada con la funcionalidad del producto. Cuando la frecuencia del circuito integrado supera los 100 MHz, el método de empaquetado tradicional puede sufrir el llamado fenómeno de "diafonía", y cuando el número de pines del circuito integrado supera los 208 pines, el método de empaquetado tradicional tiene sus dificultades. Por lo tanto, además del empaquetado QFP, la mayoría de los chips con un alto número de pines (como chips gráficos y conjuntos de chips) ahora utilizan la tecnología de empaquetado BGA (envasado de matriz de rejilla de bolas).
Tan pronto como apareció BGA, se convirtió en la mejor opción para paquetes de alta densidad, alto rendimiento y múltiples pines, como la CPU y los chips de puente sur/norte en la placa base.
La tecnología de envasado BGA se puede dividir en cinco categorías:
1. Sustrato PBGA (Plasic BGA): generalmente un tablero multicapa hecho de 2 a 4 capas de materiales orgánicos. En la serie Intel de CPU, los procesadores Pentium II, III y IV utilizan esta forma de empaquetado.
2.Sustrato CBGA (CeramicBGA): es decir, sustrato cerámico. La conexión eléctrica entre el chip y el sustrato generalmente adopta el método de montaje flip chip (FC). En la serie Intel de CPU, los procesadores Pentium I, II y Pentium Pro utilizan esta forma de empaquetado.
3.Sustrato FCBGA (FilpChipBGA): sustrato rígido multicapa.
4.Sustrato TBGA (TapeBGA): el sustrato es una placa de circuito PCB flexible de 1-2 capas en forma de tira.
5. Sustrato CDPBGA (Carity Down PBGA): se refiere al área del chip con una depresión cuadrada en el centro del paquete (también llamada área de la cavidad).
El encapsulado BGA tiene las siguientes características:
Aunque el número de pines es 1. La E/S aumenta y el paso de los pines es mucho mayor que el del empaquetado QFP, lo que mejora la tasa de rendimiento.
2. Aunque el consumo de energía de BGA aumenta, el rendimiento electrotérmico se puede mejorar debido al método de colapso del chip controlable.
3. El retraso en la transmisión de la señal es pequeño y la frecuencia de adaptación mejora enormemente.
4. El conjunto puede soldarse * * * en la superficie, lo que mejora enormemente la confiabilidad.
Después de más de diez años de desarrollo, el modelo de embalaje BGA ha entrado en la etapa práctica. En 1987, la empresa japonesa Citizen Company comenzó a desarrollar chips empaquetados con matriz de bolas de plástico (BGA). Posteriormente, empresas como Motorola y Compaq se unieron inmediatamente a las filas del desarrollo de BGA. En 1993, Motorola tomó la iniciativa en la aplicación de BGA a los teléfonos móviles. Ese mismo año, Compaq también lo introdujo en estaciones de trabajo y computadoras personales. Hasta hace cinco o seis años, Intel empezó a utilizar BGA en las CPU de ordenadores (Pentium II, Pentium III, Pentium IV, etc.). ) y conjuntos de chips (como el i850), han contribuido a la expansión de los campos de aplicación BGA. En la actualidad, BGA se ha convertido en una tecnología de empaquetado de circuitos integrados extremadamente popular y el tamaño del mercado mundial en 2000 era de 654.382 millones de unidades. Se espera que la demanda del mercado en 2005 aumente más del 70% en comparación con 2000.
Verbo (abreviatura de verbo) CSP chip scale packaging
Con la demanda global de productos electrónicos personalizados y livianos, la tecnología de embalaje se ha desarrollado hasta CSP (chip scale packaging). Reduce el tamaño de la forma del paquete de chips para que el tamaño del paquete sea tan grande como el tamaño del chip desnudo. En otras palabras, el tamaño del IC empaquetado no es más de 1,2 veces el tamaño del chip, y el área del IC no es más de 1,4 veces mayor que la del chip.
El embalaje CSP se puede dividir en cuatro categorías:
1. Tipo de marco de plomo (forma de marco de plomo tradicional), representado por fabricantes como Fujitsu, Hitachi, Rohm, Goldstar, etc.
2. Tipo enchufable rígido, representado por Motorola, Sony, Toshiba, Panasonic, etc.
3. Tipo de intercalador suave, el más famoso es el microBGA de Tessera, y el sim-BGA de CTS también utiliza el mismo principio. Otros fabricantes representativos incluyen General Electric (GE) y NEC.
4. Envasado a nivel de oblea: a diferencia del método tradicional de envasado de un solo chip, WLCSP corta toda la oblea en chips individuales, lo que se conoce como la corriente principal de la tecnología de envasado del futuro. Entre los fabricantes que invierten en I+D se encuentran FCT, Aptos, Casio, EPIC, Fujitsu y Mitsubishi Electronics.
El empaque CSP tiene las siguientes características:
1. Satisface la necesidad de aumentar los pines de E/S del chip.
2. La relación entre el área del chip y el área del paquete es muy pequeña.
3. Acorte considerablemente el tiempo de demora.
El embalaje CSP es adecuado para circuitos integrados con pocos pines, como chips de memoria, productos electrónicos portátiles, etc. En el futuro, se utilizará ampliamente en productos emergentes como aparatos de información (IA), televisores digitales (DTV), libros electrónicos, redes inalámbricas WLAN/GigabitEthemet, ADSL//chips de teléfonos móviles y Bluetooth.
6. Módulo multichip MCM
Para resolver los problemas de baja integración y funciones imperfectas de un solo chip, se necesitan múltiples módulos altamente integrados, de alto rendimiento y alta confiabilidad. se integran mediante tecnología SMD. Los chips se combinan en varios sistemas de módulos electrónicos sobre sustratos de interconexión multicapa de alta densidad, lo que da como resultado la aparición de sistemas de módulos multichip MCM (Multi Chip Model).
MCM tiene las siguientes características:
1. Acorta el tiempo de retardo del empaquetado y facilita la implementación de módulos de alta velocidad.
2. Reducir el tamaño del embalaje y el peso de la máquina/módulo completo.
3. La confiabilidad del sistema ha mejorado enormemente.
Clasificación del embalaje del chip
1, según el método de carga del chip;
Al cargar un chip desnudo, su lado con electrodos mira hacia arriba o hacia abajo. Por lo tanto, los chips se pueden dividir en chips frontales y chips invertidos, con el lado del cableado hacia arriba como chips frontales y viceversa.
Además, cuando se carga el chip desnudo, sus métodos de conexión eléctrica también son diferentes: algunos usan unión de cables y otros no.
2. Según el tipo de sustrato del chip;
La función del sustrato es transportar y fijar el chip desnudo, y también tiene las funciones de aislamiento, conducción de calor, aislamiento y protección. Es el puente que conecta los circuitos internos y externos del chip. Desde el punto de vista material, el material base se puede dividir en orgánico e inorgánico. Desde el punto de vista estructural, el material base se puede dividir en capa única, doble capa, multicapa y compuesto.
3. Según el método de sellado o embalaje del chip
El método de embalaje o sellado del chip desnudo y sus electrodos y cables se puede dividir en dos tipos: aire- Envases sellados y envases de resina Según los diferentes materiales de embalaje, los envases se pueden dividir en tres tipos: envases de metal, envases de cerámica y envases de vidrio.
Las tres primeras categorías pertenecen a la categoría de embalaje de primer nivel, que implica el embalaje o sellado de chips desnudos y sus electrodos y cables.
4. Según la estructura externa del chip;
Según la forma del chip, la estructura se puede dividir aproximadamente en DIP, SIP, ZIP, S-DIP, SK-DIP y PGA, entre los cuales los seis tipos anteriores son tipos de clavija enchufable.
Sop, MSP, QFP, SVP, LCCC, PLCC, SOJ, BGA, CSP, y los nueve tipos siguientes son tipos de montaje en superficie:
Paquete dual en línea. Como sugiere el nombre, este tipo de disposición de pines se encuentra en ambos lados del chip y es el tipo más común en paquetes enchufables. La separación entre pines es de 2,54 mm, lo que tiene excelentes propiedades eléctricas y favorece la disipación de calor, y puede convertirse en dispositivos de alta potencia.
SIP: Encapsulación en línea de una sola línea. Este tipo de pin está dispuesto en un lado del chip, y el espaciado de los pines y otras características son básicamente las mismas que las del DIP. ZIP: Paquete en línea en forma de Z. Este tipo de pines también está dispuesto en un lado del chip, pero los pines son más gruesos y más cortos que SIP, y el espaciado de pines y otras características son básicamente las mismas que las de DIP.
S-DIP: paquete retráctil dual en línea. Los pines de este tipo están dispuestos en ambos lados del chip y el paso de los pines es de 1,778 mm. El nivel de integración del chip es mayor que el del DIP.
SK-DIP: paquete estrecho dual en línea. Excepto que el ancho del chip es la mitad del DIP, otras características son las mismas que las del DIP. PGA: paquete de complemento Pin Grid Array. Los pines están dispuestos en una disposición vertical en la parte inferior del paquete, como una rejilla de pines. El espacio entre pasadores es de 2,54 mm o 1,27 mm y el número de pasadores puede llegar a cientos. Se utiliza para alta velocidad, tamaños grandes y supergrandes.
SOP: Paquete de esquema pequeño. Un paquete de montaje en superficie. Los terminales de clavija tienen forma de L y salen de ambos lados del paquete, y el paso de clavija es de 1,27 mm.
MSP: Paquete Micro Cuadrado. Un paquete de montaje en superficie, también conocido como QFI, etc. Los terminales de clavija salen de los cuatro lados del paquete y se extienden hacia abajo en forma de I sin partes sobresalientes. El paquete real ocupa un área muy pequeña, con un paso de clavija de 1,27 mm.
QFP: Quad Flat Package, un paquete de montaje en superficie. Los terminales de clavija salen de ambos lados del paquete en forma de L. El espacio entre pasadores es de 1,0 mm, 0,8 mm, 0,65 mm, 0,5 mm, 0,4 mm, 0,3 mm y el número de pasadores puede llegar a más de 300.
SVP: Paquete vertical de montaje en superficie. Un tipo de paquete de montaje en superficie. Los terminales de pines salen desde un lado del paquete. Los pines están doblados en ángulo recto en el medio. Los extremos de los pines doblados están unidos a la PCB. El paquete real ocupa muy poca superficie. El espaciado entre pines es de 0,65 mm y 0,5 mm.
LCCC: portador de paquetes de cerámica sin plomo. Paquete de montaje en superficie, con almohadillas de electrodos en todos los lados del sustrato cerámico y sin cables. Se utiliza para empaquetar circuitos integrados de alta velocidad y alta frecuencia.
PLCC: Portaenvases de plástico sin plomo. Envases de plástico LCC. También se utiliza en empaquetamientos de circuitos integrados de alta velocidad y alta frecuencia.
SOJ: paquete J-pin de tamaño pequeño. Un paquete de montaje en superficie. Los terminales de clavija salen de ambos lados del paquete en forma de J y el espacio entre clavijas es de 1,27 mm.
BGA: paquete de matriz de rejilla de bolas (paquete de matriz de rejilla de bolas), un tipo de montaje en superficie paquete, en la parte posterior de la PCB Organice una matriz bidimensional de terminales de bola en lugar de pines. El paso de las bolas de soldadura suele ser de 1,5 mm, 1,0 mm y 0,8 mm. En comparación con el PGA, no hay problema de deformación del cable.
Embalaje a escala de chip. Paquete de montaje en superficie ultrapequeño, los pines también son terminales de bola, con pasos de 0,8 mm, 0,65 mm, 0,5 mm, etc.
TCP, etc. , el último es de tipo TAB.
TCP: Paquete integrado. Paquete en el que se monta un chip desnudo y se conecta a una cinta aislante que forma el cableado. En comparación con otros paquetes de montaje en superficie, el chip es más delgado, el paso de los pines es más pequeño, alcanza los 0,25 mm y el número de pines puede llegar a más de 500.
5. Según el material de embalaje del chip
Según el material de embalaje del chip, existen envases metálicos, envases cerámicos, envases metal-cerámicos y envases de plástico.
Embalaje metálico: los materiales metálicos se pueden perforar y perforar, por lo que tienen las ventajas de una alta precisión de embalaje, dimensiones estrictas, fácil producción en masa y bajo precio.
Envases cerámicos: Los materiales cerámicos tienen excelentes propiedades eléctricas y son adecuados para envases de alta densidad.
Envase metal-cerámico: Tiene las ventajas tanto del envase metálico como del envase cerámico.
Envases de plástico: El plástico tiene una fuerte plasticidad, bajo costo, proceso simple y es adecuado para la producción en masa.
Las dos últimas categorías pertenecen a la categoría de embalaje secundario y son muy útiles para el diseño de PCB.