PCB技術 - CPUチップパッケージ技術及びパッケージ方法

CPUチップパッケージ技術には、含浸パッケージ、QFPパッケージ、PFPパッケージ、PGAパッケージ、BGAパッケージなどがある。

CPUパッケージ形式：OPGAパッケージ、MPGAパッケージ、CPGAパッケージ、FC-PGAパッケージ、FC-pga 2パッケージ、Ooiパッケージ、PPGAパッケージ、s.e.c.パッケージ、s.e.c.2パッケージ、s.e.p.パッケージ、PLGAパッケージ、cupgaパッケージなど。

CPUパッケージ技術の説明

DIP包装（複列直挿包装）：

複列直挿パッケージ技術とも呼ばれ、複列直挿形式でパッケージ化された集積回路チップを指す。大部分の中小型集積回路はこのパッケージ形式を採用しており、ピン数は一般的に100個を超えない。ディップパッケージのCPUチップには2列のピンがあり、ディップ構造を持つチップソケットを挿入する必要があります。もちろん、同じ数の溶接穴と幾何学的配列を持つ回路基板に直接挿入して溶接することもできます。ディップパッケージのチップがチップソケットから挿入される場合は、ピンが破損しないように特に注意してください。含浸封止構造の形式は：多層セラミック二列直挿含浸、単層セラミック二列直挿含浸、リードフレーム含浸（ガラスセラミック封止、プラスチック封止構造、セラミック低融点ガラス封止を含む）などを含む。

含浸包装の特徴：

1.PCB（プリント基板）上の穿孔溶接に適用し、操作が簡単である。

2.チップ面積とパッケージ面積の比が大きく、体積も大きい。

初期の4004、8008、8086、8088などのCPUはディップパッケージを採用し、マザーボード上のスロットに挿入することができ、2列のピンでマザーボードに溶接することもできた。

QFPパッケージ：

この技術の中国語の意味は四角い平らな包装技術です。この技術により実現されたCPUチップピン間の距離は非常に小さく、ピンは非常に薄い。このパッケージ形式は一般的に大規模または大規模な集積回路に使用され、ピンの数は一般的に100以上である。

QFPパッケージ特性：

この技術は操作しやすく、CPUをカプセル化する際に信頼性が高い、また、パッケージサイズが小さく、寄生パラメータが低下し、高周波応用に適している、この技術は主にSMT表面実装技術を用いてPCB上に実装と配線を行うのに適している。

PFPパッケージ：

この技術の英語のフルネームはプラスチックフラットパッケージで、中国語ではプラスチックフラットコンポーネントパッケージを意味します。この技術でカプセル化されたチップもSMD技術でマザーボードと溶接しなければならない。SMDを搭載したチップはマザーボードに穴を開ける必要はありません。通常、マザーボードの表面には対応するピンの設計パッドがあります。チップの各ピンを対応するパッドに位置合わせし、マザーボードとの溶接を実現します。このように溶接されたチップは、特殊な工具がないと取り外しが難しい。この技術は上述のQFP技術と基本的に似ているが、パッケージ形状が異なる。

PGAパッケージ：

この技術はセラミックピングリッドアレイパッケージ技術とも呼ばれる。この技術でパッケージされたチップの内外には複数の正方形アレイピンがある。各正方形アレイピンはチップの周りに一定の距離で配置され、ピンの数に応じて2 ~ 5個の円を囲むことができる。実装時には、特殊なPGAソケットにチップを挿入します。CPUのインストールと取り外しを容易にするために、486チップにはPGAパッケージのCPUのインストールと取り外しの要件を満たすためのzifcpuソケットが登場しています。この技術は通常、挿抜操作が頻繁な場合に使用されています。

BGAパッケージ：

BGA技術（グリッドアレイパッケージ）は、グリッドアレイのパッケージ技術である。この技術の登場はCPU、マザーボード南北ブリッジチップなどの高密度、高性能、多ピンパッケージの良い選択となっている。しかし、BGAパッケージは基板の大面積を占めている。この技術のI/Oピンの数は増加したが、ピン間の距離はQFPよりはるかに大きく、組立の良率が向上した。また、この技術は制御可能な陥没チップ溶接を採用し、その電気熱性能を高めることができる。また、同技術は共面溶接により組み立てることができ、パッケージの信頼性を大幅に高めることができる、この技術により実現されたパッケージCPUは、信号伝送遅延が少なく、適応周波数を大幅に高めることができる。

BGAパッケージの特徴：

1.I/Oピンの数は増加したが、ピン間の距離はQFPパッケージよりはるかに大きく、生産性が向上した

2.BGAの消費電力は増加するが、制御可能な崩壊チップ溶接方法のため、電気熱性能は改善できる

3.信号伝送遅延が小さく、適応周波数が大幅に向上

4.共面溶接を用いて組み立てることができ、信頼性が大幅に向上

現在一般的な包装形態

OPGAパッケージ（有機リッジアレイ）

このパッケージ化された基材は、プリント配線基板上の材料に似たガラス繊維である。このカプセル化方法はインピーダンスとカプセル化コストを低減することができる。OPGAパッケージは、外部容量とプロセッサコアとの距離を縮小することで電源を改善し、コアの電流スプリアスをフィルタリングすることができます。AMDのathlonxpシリーズCPUの多くはこのパッケージを使用しています。

MPGAパッケージ

MPGA、マイクロPGAパッケージは、AMD社のAthlon 64やIntel社のXeon（Xeon）シリーズCPUなど少数の製品にのみ採用されており、その多くは優れた製品であり、先進的なパッケージ形式である。

CPGAパケット

CPGA、セラミックパッケージとも呼ばれ、すべてceramicpgaと呼ばれています。主にThunderbirdコアと「Palomino」コアのAthlonプロセッサーに使用されています。

FC-PGA包装

FC−PGAパッケージは、逆チップピングリッドアレイの略語である。このパッケージでは、ピンがソケットに挿入されています。これらのチップは、コンピュータチップを構成するチップダイまたはプロセッサ部分がプロセッサの上部に露出するように反転される。チップを曝露することにより、熱溶液をチップに直接適用することができ、より効果的なチップ冷却を実現することができる。電源信号と接地信号を分離することでパッケージの性能を向上させるために、FC-PGAプロセッサはプロセッサ下部のコンデンサ配置領域（プロセッサセンター）にディスクリートコンデンサと抵抗器を設置した。チップの底部のピンは鋸歯状になっている。さらに、ピンの配置により、プロセッサはソケットに1つの方法でしか挿入できない。FC-PGAパッケージはPentium IIIとIntel Celeronプロセッサ用で、どちらも370個のピンを使用しています。

Fc-pga 2パッケージ

fc−pga 2パッケージはfc−PGAパッケージタイプと類似しており、これらのプロセッサに加えて統合ヒートシンク（IHS）を備えている。製造中、統合ヒートシンクはプロセッサチップに直接取り付けられます。IHSはチューブコアと良好な熱接触を持ち、より大きな表面積を提供して放熱を改善するため、熱伝導を大幅に増加させた。fc-pga 2パッケージは、PentiumIIIおよびインテルCeleronプロセッサー（370ピン）、およびPentium 4プロセッサー（478ピン）用です。

OOIパケット

OoiはOlgaの略語です。Olgaは基板格子アレイを表す。Olgaチップはまた、プロセッサが基板に下方に取り付けられ、より良い信号完全性、より効果的な放熱、より低い自己センシングを実現する逆方向チップ設計を採用している。熱を適切なヒートシンクに伝えるための統合ヒートシンク（IHS）が取り付けられています。Ooiは、423個のピンを持つPentium 4プロセッサに使用されています。

PPGAパッケージ

「PPGA」の英語フルネームは「plastic pingridarray」で、プラスチック針格子アレイの略語です。これらのプロセッサのピンはソケットに差し込まれます。熱伝導性を高めるために、PPGAはプロセッサ上部にニッケルめっき銅放熱器を使用した。チップの底部のピンは鋸歯状になっている。さらに、ピンの配置により、プロセッサはソケットに1つの方法でしか挿入できない。

S.E.C.C.パッケージ

「S.E.C.C.」は、「片面接触カセット」の略であり、片面接触カセットの略である。マザーボードに接続するには、CPU**をスロットに挿入します。ピンではなく、信号を送信するためにプロセッサを使用する「ゴールドフィンガー」接点です。S.E.C.ケースの上部は金属製のケースで覆われている。

カードケースの裏面は熱材料コーティングであり、ラジエータの役割を果たしている。S.e.c.c.の内部には、プロセッサ、L 2キャッシュ、バスターミナル回路を接続するマトリックスと呼ばれるプリント配線板がほとんどあります。S.e.c.c.パッケージは、242個の接点を持つインテルPentiumIIプロセッサーと330個の接点を持つPentiumII XeonとPentiumIII Xeonプロセッサーに使用されます。

S.E.C.2パッケージ

S.E.C.2包装はS.E.C.包装と類似しており、S.E.C.C.2に使用される保護包装が少なく、熱伝導コーティングが含まれていない。S.S.E.C.2ソフトウェアパッケージは、Pentium IIプロセッサとPentium IIIプロセッサのいくつかの新しいバージョン（242接点）で使用されています。

S.E.P.包装

「S.E.P.」は、片面プロセッサSの略である「single edge processor」の略である。「E.P.」パケットは、「S.E.c.」または「S.E.c.2」パケットと類似している。一方のスロットにも挿入され、金指でスロットに接触します。しかし、完全にパッケージ化された筐体はなく、バックプレーン回路はプロセッサの底から見ることができる--「S.E.P.」パッケージは初期の242本の金指Intel Celeronプロセッサに応用されていた。

PLGAパッケージ

PLGAはプラスチックスラブゲートアレイの略語であり、プラスチックパッドゲートアレイパッケージである。ピンを使用せず、小点インタフェースを使用するため、PLGAパッケージは明らかに以前のfc-pga 2パッケージよりも小さい体積、より少ない信号伝送損失とより低い生産コストを有し、プロセッサの信号強度と周波数を効果的に高め、プロセッサの生産良率を高め、生産コストを下げることができる。現在、Intel社Socket 775インタフェースのCPUはこのパッケージを採用している。

CuPGAaパッケージ

CuPGAは、有蓋セラミックパッケージグリッドアレイの略であり、有蓋セラミックグリッドアレイパッケージである。通常のセラミックパッケージとの最大の違いは、トップカバーが追加され、CPUコアを損傷から保護するためのより優れた放熱性能を提供できることです。現在、AMD 64シリーズCPUはこのパッケージを採用している。

本文はIPCBから専門的に高精度PCB回路基板を研究開発し、生産するメーカーである。4-46層PCB基板、回路基板、CPU基板、高周波基板、高速基板、HDI基板、PCB基板、高速高周波基板、ICパッケージ基板、半導体テスト基板、多層回路基板、HD 1基板、ハイブリッド電圧回路基板、高周波回路基板、ソフトハードコンポジット基板などを量産することができる。