Noticias de PCB - Introducción a la tecnología de encapsulamiento de la CPU

A menudo escucho a varios fabricantes de procesadores mencionar dos palabras en público: arquitectura y tecnología de encapsulamiento. ¿Entonces, ¿ cuáles son estas dos cosas y qué impacto tienen en la cpu? Aquí no es necesario discutir el impacto de la arquitectura de la CPU en la calidad del procesador. Tanto la microarquización central de Intel como la arquitectura de conexión directa de AMD se basan en la fuerza. Si te preocupas más por la estabilidad y el consumo de energía que estos, no puedo captar el punto clave y no lograré un rendimiento tan grande en el mercado hoy en día.

¿¿ qué es otra cosa llamada "tecnología de embalaje"? ¿¿ cómo afecta al procesador? Echemos un vistazo juntos.

I. definición del encapsulamiento de la CPU

La llamada cpu, cuando miras la carcasa, es en realidad una placa de circuito integrado con contenido de alta tecnología. Entonces, en la industria, de acuerdo con la esencia de la cpu, hay una definición de su tecnología de encapsulamiento:

La tecnología de encapsulamiento es la tecnología que encapsula circuitos integrados con plástico aislante o materiales cerámicos, mientras que la CPU es un producto que encapsula el circuito central de la CPU (también conocido como núcleo de la CPU o núcleo del chip) con una carcasa.

En segundo lugar, el significado de la encapsulación de la CPU

El encapsulamiento de la CPU es necesario para el chip, lo que también es muy importante. Porque el chip debe aislarse del mundo exterior para evitar que las impurezas en el aire corroan el circuito del CHIP y causen una disminución del rendimiento eléctrico. Por otro lado, los chips encapsulados también son más fáciles de instalar y transportar. Esto es muy importante porque la calidad de la tecnología de encapsulamiento también afecta directamente el rendimiento del propio chip y el diseño y fabricación del PCB (placa de circuito impreso) conectado a él. También se puede decir que el paquete se refiere a la carcasa utilizada para instalar chips de circuitos integrados semiconductores. No solo sirve para colocar, fijar, sellar, proteger el chip y mejorar la conductividad térmica, sino que también sirve de puente entre el mundo interior del CHIP y los circuitos externos del chip. Los contactos se conectan con cables a los pines de la carcasa encapsulada, que se conectan a otros dispositivos a través de cables en la placa de circuito impreso. Por lo tanto, para muchos productos de circuitos integrados, la tecnología de encapsulamiento es una parte muy crítica.

3. Clasificación y características de la tecnología de embalaje

1. encapsulamiento bga

La tecnología bga (encapsulamiento de matriz de rejilla esférica) es la tecnología de encapsulamiento de matriz de rejilla esférica. La aparición de esta tecnología se ha convertido en la mejor opción para encapsulamientos de alta densidad, alto rendimiento y múltiples pines, como cpu, placa base Nanqiao y beiqiao chip. Sin embargo, el paquete bga ocupa un área relativamente grande del sustrato. A pesar del aumento del número de pines de E / s de la tecnología, la distancia entre los pines es mucho mayor que la qfps, lo que mejora el rendimiento del montaje. La tecnología adopta el método de chip de colapso controlable para la soldadura, lo que puede mejorar su rendimiento eléctrico. Además, el montaje de esta tecnología puede adoptar soldadura coplanar, lo que puede mejorar en gran medida la fiabilidad del embalaje; Y la CPU encapsulada implementada a través de esta tecnología tiene un pequeño retraso en la transmisión de señal y puede aumentar en gran medida la frecuencia adaptativa.

El encapsulamiento bga se caracteriza por: aunque el número de pines de E / S aumenta, la distancia entre los pines es mucho mayor que el método de encapsulamiento qfps, lo que aumenta la producción; El consumo de energía aumenta, pero la soldadura adopta el método de chip de colapso controlable, lo que puede mejorar el rendimiento de calentamiento eléctrico; El retraso de transmisión de la señal es pequeño y la frecuencia adaptativa aumenta considerablemente; Este componente se puede soldar coplanares y su fiabilidad se mejora considerablemente.

2. encapsulamiento lga

El nombre completo de lga es Land GRID array, que literalmente significa encapsulamiento de matriz de cuadrícula. Esta tecnología utiliza contactos en lugar de pins. Corresponde a la tecnología de encapsulamiento anterior del procesador intel, socket 478, también conocida como socket T. por ejemplo, la línea de producto lga775 significa que la línea de producto tiene 775 contactos.

El paquete lga se caracteriza por: el paquete de contacto metálico reemplaza los pines en forma de aguja anteriores, lo que reduce en gran medida el retraso en el procesamiento y transmisión de la cpu; Es necesario instalar una hebilla de CPU en la placa base para fijarla, para que la CPU pueda presionarse correctamente en los tentáculos elásticos expuestos por el enchufe; El principio es similar al paquete bga, pero bga está soldado, mientras que lga se puede desbloquear en cualquier momento para reemplazar el chip, y el proceso de mantenimiento es relativamente conveniente.

3. paquete opga

El paquete opga también se llama matriz de rejilla de pin orgánico. El sustrato de este encapsulamiento utiliza fibra de vidrio, similar al material en una placa de circuito impreso.

El paquete opga se caracteriza por reducir los costos de resistencia y encapsulamiento, acortar la distancia entre el capacitor externo y el núcleo del chip, y mejorar mejor la fuente de alimentación central y el desorden de corriente de filtro.

4. encapsulamiento DIP

El encapsulamiento dip, también conocido como tecnología de encapsulamiento en línea dual, se refiere a los chips de circuitos integrados encapsulados en forma de encapsulamiento en línea dual. la mayoría de los circuitos integrados pequeños y medianos utilizan esta forma de encapsulamiento. El número de pines generalmente no supera los 100. El chip de CPU encapsulado por DIP tiene dos filas de pines y necesita ser insertado en el enchufe del chip de la estructura dip. Por supuesto, también se puede insertar directamente en placas de circuito con el mismo número de agujeros de soldadura y disposición geométrica para la soldadura. Los chips encapsulados por DIP deben tener especial cuidado al insertar o sacar el enchufe del chip para evitar daños en los pines. Las formas de la estructura de embalaje DIP son: DIP de doble fila de cerámica de varias capas, DIP de doble fila de cerámica de una sola capa, DIP de marco de alambre (incluyendo sellado de cerámica de vidrio, tipo de estructura de embalaje de plástico, tipo de embalaje de vidrio de bajo punto de fusión de cerámica), etc.

El embalaje DIP se caracteriza por ser adecuado para la soldadura perforada en PCB (placa de circuito impreso), fácil de operar, gran relación entre el área del CHIP y el área del embalaje, y gran volumen.

5. encapsulamiento qfps

Los envases qfps también se llaman bolsillos planos cuadriláteros de plástico (bolsillos planos cuadriláteros de plástico). La distancia entre los pines del chip de CPU implementado a través de esta tecnología es muy pequeña y los pines son muy delgados. Por lo general, los circuitos integrados a gran escala o muy grandes utilizan esta forma de encapsulamiento. el número de pines suele ser superior a 100.

Las características del encapsulamiento qfps son: fácil de operar y alta fiabilidad al encapsular la cpu; El tamaño del paquete es pequeño y los parámetros parasitarios se reducen, lo que es adecuado para aplicaciones de alta frecuencia; Esta tecnología es principalmente adecuada para la instalación y cableado de la tecnología de montaje de superficie SMT en pcb.

6. embalaje PFP

Los envases PFP también se llaman envases planos de plástico (envases planos de plástico). Los chips encapsulados con esta tecnología también deben soldarse a la placa base utilizando la tecnología smd. Los chips instalados en SMD no necesitan ser perforados en la placa base. En general, las almohadillas de pin correspondientes están diseñadas en la superficie de la placa base. Alinear los pines del chip con las almohadillas correspondientes para lograr la soldadura con la placa base.

El paquete PFP se caracteriza por la dificultad de desmontar el chip soldado sin herramientas especiales; Es básicamente similar a la tecnología qfps, pero la forma de encapsulamiento es diferente en apariencia.

En opinión de muchos amigos de la industria, los envases cerámicos pueden aparecer más en los productos de procesadores amd.

7. encapsulamiento PGA

El encapsulamiento PGA también se llama tecnología de encapsulamiento de matriz de agujas cerámicas (encapsulamiento de disposición de agujas cerámicas). Hay varios pines de matriz cuadrada dentro y fuera del chip encapsulado por esta tecnología, cada uno de los cuales está a cierta distancia de la periferia del chip. Dependiendo del número de pines, la disposición de la distancia puede formar de 2 a 5 círculos. Al instalarlo, inserte el chip en un enchufe PGA especial. Para facilitar la instalación y el desmontaje de la cpu, a partir del chip 486, apareció la ranura de la CPU zif, que se utiliza específicamente para cumplir con los requisitos de instalación y desmontaje de la CPU encapsulada pga.

El paquete PGA se caracteriza por ser adecuado para ocasiones como pruebas o demostraciones de Operaciones de inserción frecuentes.

8. encapsulamiento mpga

El paquete mpga también se llama micropga, es decir, el paquete de matriz de rejilla de micropipeta. Actualmente, opterón de AMD y xeon (xeon) de Intel se utilizan en la CPU del servidor. Esta es una tecnología relativamente avanzada que se utiliza en muchas CPU de alta gama. En el producto.

El encapsulamiento mpga se caracteriza por miniaturizar el PGA con tecnología más avanzada para controlar mejor el espacio sobre la base de las ventajas del encapsulamiento pga.

9. paquete cpga

El encapsulamiento cpga, también conocido como encapsulamiento Ceramic pga, es un modo de encapsulamiento PGA que utiliza materiales cerámicos.

El cpga se caracteriza por el uso de materiales cerámicos para lograr un mejor efecto de aislamiento térmico, y la disipación de calor y la resistencia al calor también se controlan adecuadamente. Se puede ver en muchas CPU producidas por amd.

Dos procesadores de doble núcleo se pueden colocar en una carcasa del mismo volumen, lo que requiere un nanoproceso más pequeño de clase m

10. encapsulamiento ppga

El paquete ppga también se llama matriz de malla de pin de plástico.

El paquete ppga se caracteriza por el uso de disipadores de calor de níquel - cobre en la parte superior del procesador para mejorar la conducción de calor; Los pines están dispuestos en forma de z, y el funcionamiento incorrecto puede conducir fácilmente a la rotura de los pines.

11. paquete Ooi

El encapsulamiento Ooi también se llama matriz de rejilla de sustrato (olga). El chip está diseñado con un chip invertido, el procesador está conectado boca abajo al sustrato y tiene un disipador de calor integrado (ihs) que ayuda al disipador de calor a transmitir calor al disipador de calor del ventilador correctamente instalado.

El paquete Ooi se caracteriza por una mejor integridad de la señal, una disipación de calor más efectiva y un efecto de autoinducción más bajo.

12. encapsulamiento FC - PGA

El paquete FC - PGA también se conoce como el paquete de matriz de rejilla de pin de chip inverso. En el paquete FC - pga, los pines inferiores están dispuestos en forma de Z y el chip se invierte, lo que hace que el núcleo o la parte del procesador que componen el chip informático estén expuestos a la parte superior del procesador, y el área del capacitor inferior (centro del procesador) instala condensadores y resistencias discretas.

El embalaje FC - PGA se caracteriza por: las piezas desnudas están expuestas, lo que puede lograr la disipación de calor directamente a través de las piezas desnudas, lo que puede mejorar la eficiencia de enfriamiento del chip; Aislar la señal de alimentación y la señal de tierra para mejorar el rendimiento del embalaje; El diseño de la disposición de los pines fija la dirección de la inserción del procesador, que se inserta a voluntad si no prestas atención, lo que puede conducir fácilmente a la rotura de los pines de la cpu.

13. encapsulamiento FC - paga2

El FC - pga2 puede considerarse también como la segunda generación del FC - pga, que añade un disipador de calor integrado (ihs) a la base del FC - pga, que se instala directamente en la CPU cuando se produce en la fábrica.

El encapsulamiento FC - pga2 se caracteriza por el contacto directo del IHS con el molde sobre la base del FC - pga, y el aumento de la superficie y el efecto de la conducción directa mejoran en gran medida el rendimiento de disipación de calor.

Lo anterior es una introducción a la tecnología de encapsulamiento de la cpu. El IPCB también está disponible para los fabricantes de PCB y la tecnología de fabricación de pcb.