PCB-Neuigkeiten - Einführung der CPU-Verpackungstechnologie

Oft höre ich zwei Worte von verschiedenen Prozessorherstellern in der Öffentlichkeit: Architektur und Verpackungstechnik. Dann, Was sind diese beiden Dinge und welche Auswirkungen haben sie auf die CPU gehabt?
Der Einfluss der CPU-Architektur auf die Prozessorqualität muss hier nicht diskutiert werden. Intelâs Core-Mikroarchitektur und AMDs Direktverbindungsarchitektur basieren alle auf Stärke. Wenn Sie mehr um Stabilität und Energieverbrauch als diese besorgt sind, kann ich den Fokus nicht fassen, und ich werde heute keine so große Marktentwicklung erreichen.

Was ist die undere Sache genannt "Verpackungstechnik"? Wie wirkt es sich auf den Prozessor aus? Lasst uns zusammen einen Blick werfen.

Eins, the definition of CPU package

The so-called CPU, wenn man auf die Schale schaut, ist eigentlich eine integrierte Leiterplatte mit High-Tech-Inhalt. Dann in der Industrie, there is a definition of its packaging Technologie according to the essence of the CPU:

Packaging technology is a technology in which integrated circuits are packaged with insulating plastic or ceramic materials, while CPU is a product in which the CPU core circuit (also called CPU core or chip core) is packaged with a shell.

Zweiter, the meaning of CPU packaging

CPU packaging is a must for the chip, und es ist auch sehr wichtig. Weil der Chip von der Außenwelt isoliert werden muss, um zu verhindern, dass Verunreinigungen in der Luft den Chipkreis korrodieren und elektrische Leistungsverschlechterungen verursachen. Andererseits, Der verpackte Chip ist auch einfacher zu installieren und zu transportieren. Since the quality of packaging technology also directly affects the performance of the chip itself and the design and manufacturing of the PCB (printed circuit board) connected to it, es ist sehr wichtig. Verpackungen beziehen sich auch auf das Gehäuse, das zur Installation von Halbleiterchips für integrierte Schaltungen verwendet wird. Es spielt nicht nur die Rolle der Platzierung, Befestigung, Abdichtung, Schutz des Chips und Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit, aber auch eine Brücke zwischen der inneren Welt des Chips und der externen Schaltung auf dem Chip. Die Kontakte werden mit den Pins der Gehäuseschale mit Drähten verbunden, und diese Pins werden mit anderen Geräten durch Drähte auf der Leiterplatte verbunden. Daher, für viele integrierte Schaltungen, Verpackungstechnik ist ein sehr kritischer Teil.

3. Classification and characteristics of packaging technology

1, BGA package

BGA technology (Ball Grid Array Package) is ball grid array packaging technology. Das Aufkommen dieser Technologie ist die beste Wahl für hohe Dichte, Hochleistungs, Multi-Pin-Pakete wie CPU, Mainboard Süd und Nord Bridge Chips. Allerdings, Das BGA-Paket nimmt eine relativ große Fläche des Substrats ein. Obwohl die Zahl der I/O Pins dieser Technologie erhöht, Der Abstand zwischen den Pins ist viel größer als der von QFP, was die Montageausbeute verbessert. Und diese Technologie verwendet die steuerbare Kollapschipmethode zum Schweißen, das seine elektrothermische Leistung verbessern kann. Darüber hinaus, Die Montage dieser Technologie kann koplanar geschweißt werden, das die Zuverlässigkeit des Pakets erheblich verbessern kann; und die verpackte CPU, die durch diese Technologie realisiert wird, hat eine kleine Signalübertragungsverzögerung, und die Anpassungsfrequenz kann stark verbessert werden.

Die Merkmale des BGA-Pakets sind: Obwohl die Anzahl der I/O-Pins steigen, Der Abstand zwischen den Stiften ist viel größer als die QFP-Paketmethode, die den Ertrag verbessert; Steigerung des Stromverbrauchs, aber die steuerbare Kollapschipmethode wird zum Schweißen verwendet, die elektrische Heizleistung verbessern können; die Signalübertragungsverzögerung ist gering, und die Anpassungsfrequenz wird stark verbessert; die Baugruppe kann koplanar geschweißt werden, und die Zuverlässigkeit wird stark verbessert.

2, LGA package

The full name of LGA is Land Grid Array, was sich buchstäblich in Grid Array Packaging übersetzt. Diese Technologie verwendet Kontakte anstelle von Pins. Es entspricht der bisherigen Verpackungstechnologie von Intel Prozessoren, Sockel 478, die auch Socket T genannt wird. Zum Beispiel, Die Produktlinie LGA775 bedeutet, dass diese Produktlinie 775 Kontakte hat.

Die Eigenschaften des LGA-Gehäuses sind: Das Metallkontaktpaket ersetzt die bisherigen stiftförmigen Stifte, was die Verzögerung der CPU-Verarbeitung und -Übertragung erheblich reduziert; Es ist notwendig, eine CPU Buckle auf dem Motherboard zu installieren, um es zu reparieren, so dass die CPU richtig gedrückt werden kann Auf die elastischen Tentakeln, die durch den Sockel freigelegt werden; Das Prinzip ähnelt dem des BGA-Pakets, aber der BGA ist zu Tode gelötet, Während der LGA jederzeit entriegelt werden kann, um den Chip auszutauschen, und der Wartungsprozess ist relativ bequem.

3. OPGA package

OPGA package is also called Organic pin grid Array. Das Substrat dieses Pakets verwendet Glasfaser, ähnlich dem Material auf einer Leiterplatte.

Die Eigenschaften des OPGA-Pakets sind: Impedanz und Paketkosten reduzieren, Verkürzen Sie den Abstand zwischen externem Kondensator und Chipkern, die Kernstromversorgung verbessern und Stromwirbel filtern kann.

4. DIP package

DIP package is also called dual in-line package technology (Dual In-line Package), Das bezieht sich auf integrierte Schaltungschips, die in doppelter Inline-Form verpackt sind. Die meisten kleinen und mittleren integrierten Schaltungen verwenden diese Form der Verpackung. Die Anzahl der Pins ist im Allgemeinen nicht mehr als 100. Der DIP verpackte CPU Chip hat zwei Reihen von Pins, die mit der DIP-Struktur in den Chip-Sockel gesteckt werden müssen. Natürlich, Es kann auch direkt in eine Leiterplatte mit gleicher Anzahl von Lötöchern und geometrischer Anordnung zum Löten eingesetzt werden. Der DIP-verpackte Chip sollte besonders vorsichtig sein, wenn er an der Chipbuchse angeschlossen oder abgezogen wird, um Beschädigungen der Pins zu vermeiden. DIP-Paketstrukturen sind: Mehrschichtige keramische Doppel-in-line DIP, einlagige keramische Doppel-in-line DIP, lead frame DIP (including glass ceramic sealing type, Art der Kunststoffverkapselung, ceramic low-melting glass encapsulation type) Wait.

DIP package is characterized by: suitable for perforation soldering on the PCB (printed circuit board), einfach zu bedienen, und das Verhältnis zwischen der Spanfläche und der Packungsfläche ist groß, so ist die Lautstärke auch groß.

5, QFP package

QFP packaging is also called Plastic Quad Flat Pockage (Plastic Quad Flat Pockage). Der Abstand zwischen den Pins des CPU-Chips, der durch diese Technologie realisiert wird, ist sehr klein, und die Stifte sind sehr dünn. Allgemein, Große oder sehr große integrierte Schaltungen verwenden diese Verpackungsform. Die Anzahl der Pins liegt im Allgemeinen über 100.

Die Eigenschaften des QFP-Pakets sind: bequeme Bedienung und hohe Zuverlässigkeit beim Einkapseln der CPU; die Packungsgröße ist klein, die parasitären Parameter werden reduziert, und es ist für Hochfrequenzanwendungen geeignet; Diese Technologie eignet sich hauptsächlich zur Installation und Verdrahtung auf der Leiterplatte mit SMT-Oberflächenmontagetechnologie.

6, PFP package

PFP package is also called Plastic Flat Package (Plastic Flat Package). Chips, die mit dieser Technologie verpackt sind, müssen ebenfalls mit SMD-Technologie auf das Motherboard gelötet werden. Chips, die von SMD montiert werden, müssen nicht auf das Motherboard gestanzt werden. Allgemein, Auf der Oberfläche des Motherboards befinden sich entsprechende Pin Pads. Richten Sie die Pins des Chips mit den entsprechenden Pads aus, um Schweißen mit dem Motherboard zu erreichen.

Die Eigenschaft des PFP-Pakets ist, dass es schwierig ist, den gelöteten Chip ohne spezielle Werkzeuge zu zerlegen; Es ist grundsätzlich ähnlich der QFP-Technologie, aber die Paketform ist anders im Aussehen.

In den Augen vieler Freunde in der Branche, ceramic packages may be seen more in AMD processor products

7, PGA package

PGA package is also called ceramic pin grid array packaging technology (Ceramic Pin Grid Arrau Package). Der Chip, der durch diese Technologie verpackt wird, hat mehrere quadratische Stifte innen und außen, und jeder quadratische Array-Pin ist einen bestimmten Abstand entlang der Peripherie des Chips angeordnet. Die Abstandsanordnung kann je nach Anzahl der Stifte 2 bis 5 Kreise bilden. Bei der Installation, Setzen Sie den Chip in eine spezielle PGA-Buchse ein. Um die Installation und Demontage der CPU bequemer zu machen, beginnend mit dem 486 Chip, ein ZIF CPU Socket ist erschienen, Das speziell zur Erfüllung der Installations- und Entfernungsanforderungen der PGA-gepackten CPU verwendet wird.

Das PGA-Paket zeichnet sich dadurch aus, dass es für Gelegenheiten wie Tests oder Demonstrationen mit häufigen Steckvorgängen geeignet ist..

8, MPGA package

MPGA package is also called micro PGA, das ist, Micro Pin Grid Array Paket. Zur Zeit, AMD’s Opteron and Intel’s Xeon (Xeon) are used in server CPUs. Es ist eine relativ fortschrittliche Technologie und wird in vielen High-End-CPUs verwendet. Im Produkt.

Die Eigenschaft des MPGA-Pakets ist: auf der Grundlage der Vorteile des PGA-Pakets, Die PGA wird durch fortschrittlichere Technologie miniaturisiert, um den Raum besser zu steuern.

9, CPGA package

CPGA package is also called ceramic package (Ceramic PGA), Ein PGA-Verpackungsmodus, der keramische Materialien verwendet.

Die Eigenschaft von CPGA ist: Das Produkt verwendet keramisches Material, um eine bessere Isolierwirkung zu erzielen, und Wärmeableitung und Wärmebeständigkeit werden auch richtig gesteuert. Es ist in vielen CPUs von AMD zu sehen.

Zwei Dual-Core Prozessoren können in der gleichen Volume Shell platziert werden, which requires a smaller M-level nano process

10, PPGA package

PPGA package is also called Plastic Pin Grid Array.

PPGA-Paket zeichnet sich durch die Verwendung eines vernickelten Kupferkühlkörpers auf der Oberseite des Prozessors aus, um die Wärmeleitung zu verbessern; Die Stifte sind im Zickzack-Muster angeordnet, und unsachgemäßer Betrieb kann leicht dazu führen, dass die Stifte brechen.

11, OOI package

OOI package is also called substrate grid array (OLGA). Der Chip verwendet ein invertiertes Chipdesign, wo der Prozessor mit dem Substrat nach unten verbunden ist, and there is an integrated heat spreader (IHS) that helps the radiator transfer heat to the properly installed fan radiator.

Die Eigenschaften des OOI-Pakets sind: bessere Signalintegrität, Effektivere Wärmeableitung und geringerer Selbstinduktionseffekt.

12. FC-PGA package

FC-PGA package is also called inverted chip pin grid array package. Im FC-PGA-Paket, Die Pins an der Unterseite sind im Zickzack-Muster angeordnet, und der Chip wird umgekehrt, so dass die Matrize oder das Prozessorteil, das den Computerchip bildet, auf dem oberen Teil des Prozessors freigelegt ist, and the capacitor area (processor center) at the bottom is installed Discrete capacitance and resistance.

Die Eigenschaften des FC-PGA Pakets sind: die Matrize wird freigelegt, und die Wärmeableitung kann direkt durch die Matrize erreicht werden, die die Effizienz der Spänekühlung verbessern kann; Trennen Sie das Stromsignal und das Erdsignal, Verbesserung der Paketleistung; Das Stiftanordnungsdesign fixiert den eingesetzten Prozessor Ausrichtung, wenn Sie es beiläufig einsetzen, ohne darauf zu achten, Es ist einfach, die CPU-Pins zu brechen.

13, FC-PGA2 package

FC-PGA2 can also be regarded as the second generation of FC-PGA, which adds an integrated heat sink (IHS) on the basis of FC-PGA, welches während der Werksfertigung direkt auf der CPU installiert wurde.

Die Merkmale des FC-PGA2 Pakets sind: auf der Grundlage von FC-PGA, Das IHS steht in direktem Kontakt mit dem Werkzeug, und die Zunahme der Oberfläche und der Effekt der direkten Leitung verbessern die Wärmeableitungsleistung erheblich.

Das oben genannte ist die Einführung der CPU-Verpackungstechnologie. Ipcb wird auch für Leiterplattenhersteller and Leiterplattenherstellung technology.