عبوات رقائق البطاطس

تلعب القشرة المستخدمة في تثبيت رقاقة الدائرة المتكاملة لأشباه الموصلات دور وضع الشريحة وتثبيتها وختمها وحمايتها وتعزيز الأداء الحراري الكهربائي ، وهي أيضًا جسر لتوصيل العالم الداخلي للرقاقة بالدائرة الخارجية - جهات الاتصال على الرقاقة متصلة بغلاف العبوة بأسلاك على المسامير ، يتم توصيل هذه المسامير بأجهزة أخرى من خلال الأسلاك الموجودة على اللوحة المطبوعة. لذلك ، يلعب التغليف دورًا مهمًا لوحدات المعالجة المركزية ودوائر LSI المتكاملة الأخرى.

منذ أن قامت شركة Intel بتصميم وتصنيع 4- شرائح المعالجات الدقيقة بت في عام 1971 ، على مدار العشرين عامًا الماضية ، تم تطوير وحدات المعالجة المركزية من Intel 4004 ، 80286 ، 80386 ، 80486 إلى Pentium و PⅡ و PⅢ و P4 من 4- بت ، 8- بت ، 16- بت ، 32- بت تطورت إلى 64- بت ؛ تم تطوير التردد الرئيسي من MHz إلى GHz اليوم ؛ قفز عدد الترانزستورات المدمجة في شريحة وحدة المعالجة المركزية من أكثر من 2 ، 000 إلى أكثر من 10 ملايين ؛ لقد تغير حجم تكنولوجيا تصنيع أشباه الموصلات من SSI و MSI و LSI و VLSI (IC واسع النطاق جدًا) إلى ULSI. تزداد دبابيس الإدخال / الإخراج (I / O) للحزمة تدريجياً من العشرات إلى المئات ، وقد تصل إلى 2000. كل هذا تغيير بحري تمامًا.

الدوائر المتكاملة شائعة الاستخدام

الدوائر المتكاملة شائعة الاستخدام

الجميع على دراية بالفعل بوحدة المعالجة المركزية ، 286 ، 386 ، 486 ، Pentium ، PII ، Celeron ، K6 ، K 6-2 ، أثلون ... أعتقد أنه يمكنك سرد قائمة طويلة مثل القليل. ولكن عندما يتعلق الأمر بتغليف وحدات المعالجة المركزية (CPU) وغيرها من الدوائر المتكاملة واسعة النطاق ، لا يعرفها الكثير من الناس. تشير الحزمة المزعومة إلى الغلاف المستخدم في تثبيت شريحة الدائرة المتكاملة لأشباه الموصلات. إنها لا تلعب فقط دور وضع الشريحة وتثبيتها وختمها وحمايتها وتعزيز التوصيل الحراري ، ولكنها تعمل أيضًا كجسر بين العالم الداخلي للرقاقة والدائرة الخارجية - جهة الاتصال على الشريحة. يتم توصيل الأسلاك بالمسامير الموجودة على غلاف العبوة ، ويتم توصيل هذه المسامير بأجهزة أخرى من خلال الأسلاك الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة. لذلك ، يلعب التغليف دورًا مهمًا لوحدات المعالجة المركزية (CPU) وغيرها من الدوائر المتكاملة LSI (تكامل كبير الحجم) ، وغالبًا ما يكون ظهور جيل جديد من وحدات المعالجة المركزية مصحوبًا باستخدام أشكال تغليف جديدة. مرت تقنية تغليف الرقائق بعدة أجيال من التغييرات ، من DIP و QFP و PGA و BGA إلى CSP ثم إلى MCM ، أصبحت المؤشرات الفنية أكثر تقدمًا من جيل إلى جيل ، بما في ذلك نسبة منطقة الرقاقة إلى منطقة الحزمة هي الاقتراب من 1 ، قابل للتطبيق: يزداد التردد أعلى وأعلى ، وتتحسن مقاومة درجات الحرارة بشكل أفضل. زيادة عدد المسامير ، تقليل ميل المسمار ، انخفاض الوزن ، الموثوقية المحسنة.

تغليف المكونات

حزمة PQFP (حزمة بلاستيكية رباعية مسطحة) لها مسافة صغيرة جدًا بين دبابيس الرقاقة ، والدبابيس رفيعة جدًا. بشكل عام ، تعتمد الدوائر المتكاملة كبيرة الحجم أو الكبيرة جدًا نموذج الحزمة هذا ، وعدد المسامير عمومًا أكثر من 100. يجب أن تستخدم الشرائح المعبأة في هذا النموذج SMD (تقنية Surface Mount Device) لحام الشريحة باللوحة الأم. لا تحتاج الرقائق المثبتة بواسطة SMD إلى إحداث ثقوب على اللوحة الأم ، وقد صممت بشكل عام وصلات لحام للمسامير المقابلة على سطح اللوحة الأم. قم بمحاذاة دبابيس الرقاقة مع مفاصل اللحام المقابلة ، ومن ثم يمكن اللحام باللوحة الرئيسية. من الصعب تفكيك الرقائق الملحومة بهذه الطريقة بدون أدوات خاصة.

الرقائق المعبأة في طريقة PFP (العبوة البلاستيكية المسطحة) هي في الأساس نفس طريقة PQFP. الاختلاف الوحيد هو أن PQFP مربعة بشكل عام ، بينما يمكن أن تكون PFP إما مربعة أو مستطيلة.

سمات:

1. إنها مناسبة لتكنولوجيا تثبيت السطح SMD للتثبيت والأسلاك على لوحات الدوائر PCB.

2. مناسبة للاستخدام عالي التردد. ⒊ سهل التشغيل وموثوقية عالية.

4. النسبة بين منطقة الرقاقة ومنطقة التغليف صغيرة.

تستخدم هذه الحزمة 80286 و 80386 وبعض اللوحات الأم 486 في وحدات المعالجة المركزية من سلسلة Intel.

بالنسبة لـ SMD و PQFP و PFP وما إلى ذلك.

صفيف شبكة الكرة BGA

مع تطور تكنولوجيا الدوائر المتكاملة ، أصبحت متطلبات التعبئة والتغليف للدوائر المتكاملة أكثر صرامة. وذلك لأن تقنية التغليف مرتبطة بوظيفة المنتج. عندما يتجاوز تردد IC 100MHz ، قد تنتج طريقة التغليف التقليدية ما يسمى بظاهرة "CrossTalk (الحديث المتبادل)" ، وعندما يكون عدد دبابيس IC أكبر من 208 Pin ، فإن التغليف التقليدي يواجه صعوباته. لذلك ، بالإضافة إلى استخدام عبوات PQFP ، تحولت معظم رقائق اليوم عالية العدد (مثل شرائح الرسومات والشرائح ، وما إلى ذلك) إلى تقنية التعبئة والتغليف BGA (Ball Grid Array Package). بمجرد ظهور BGA ، أصبح الخيار الأفضل للحزم عالية الكثافة وعالية الأداء ومتعددة الأطراف مثل وحدات المعالجة المركزية وشرائح الجسر الجنوبي / الشمالي على اللوحات الأم.

يمكن تقسيم تقنية التعبئة والتغليف BGA إلى خمس فئات

1. ركيزة PBGA (بلاستيك BGA): بشكل عام لوحة متعددة الطبقات تتكون من 2-4 طبقات من المواد العضوية. من بين وحدات المعالجة المركزية من سلسلة Intel ، تستخدم معالجات Pentium Ⅱ و Ⅲ و هذه الحزمة.

2. ركيزة CBGA (CeramicBGA): أي ركيزة خزفية. عادةً ما يتم تثبيت التوصيل الكهربائي بين الرقاقة والركيزة بواسطة شريحة الوجه (FlipChip ، FC للاختصار). من بين وحدات المعالجة المركزية من سلسلة Intel ، استخدمت معالجات Pentium I و II و Pentium Pro هذه الحزمة.

الركيزة ⒊FCBGA (FilpChipBGA): ركيزة صلبة متعددة الطبقات.

الركيزة ⒋TBGA (TapeBGA): الركيزة عبارة عن لوحة دائرة PCB ذات طبقة ناعمة على شكل شريط 1-2.

5. ركيزة CDPBGA (Carity Down PBGA): تشير إلى منطقة الرقاقة (المعروفة أيضًا باسم منطقة التجويف) مع انخفاض مربع في وسط العبوة.

سمات:

1. على الرغم من زيادة عدد دبابيس الإدخال / الإخراج ، فإن المسافة بين المسامير أكبر بكثير من تلك الموجودة في طريقة تغليف QFP ، مما يحسن الإنتاجية.

2. على الرغم من زيادة استهلاك الطاقة لـ BGA ، يمكن تحسين الأداء الحراري الكهربائي بسبب استخدام لحام رقاقة الانهيار المتحكم فيه.

⒊ تأخر إرسال الإشارة صغير ، وتحسن تردد التكيف بشكل كبير.

4. يمكن استخدام اللحام المستوي للتجميع ، كما تم تحسين الموثوقية بشكل كبير.

بعد أكثر من عشر سنوات من التطوير ، دخلت طريقة التعبئة والتغليف BGA في المرحلة العملية. في عام 1987 ، بدأت شركة Citizen الشهيرة في تطوير رقائق (أي BGA) معبأة في صفائف شبكية كروية بلاستيكية. بعد ذلك ، انضمت أيضًا شركات مثل Motorola و Compaq إلى صفوف تطوير BGA. في عام 1993 ، أخذت موتورولا زمام المبادرة في تطبيق BGA على الهواتف المحمولة. في نفس العام ، طبقته Compaq أيضًا على محطات العمل وأجهزة الكمبيوتر. حتى خمس أو ست سنوات مضت ، بدأت شركة Intel في استخدام BGA في وحدات المعالجة المركزية (CPU) للكمبيوتر (مثل Pentium II و Pentium III و Pentium IV وما إلى ذلك) والشرائح (مثل i850) ، والتي لعبت دورًا في دعم التوسع في مجالات تطبيقات BGA . أصبحت BGA تقنية تعبئة IC شائعة للغاية. كان حجم السوق العالمي 1.2 مليار قطعة في عام 2000. وتشير التقديرات إلى أن الطلب في السوق في عام 2005 سيزداد بأكثر من 70 في المائة مقارنة بعام 2000.

حجم رقاقة CSP

مع الطلب العالمي على المنتجات الإلكترونية الشخصية وخفيفة الوزن ، تطورت تقنية التغليف إلى CSP (حزمة حجم الرقاقة). إنه يقلل من حجم مخطط حزمة الرقاقة ، بحيث يمكن أن يكون حجم الحزمة كبيرًا مثل حجم الشريحة العارية. أي أن طول جانب IC المعبأ لا يزيد عن 1.2 مرة من طول الشريحة ، ومنطقة IC أكبر بـ 1.4 مرة فقط من القالب.

يمكن تقسيم عبوات CSP إلى أربع فئات

⒈ نوع الإطار الرئيسي (نموذج إطار الرصاص التقليدي) ، تشمل الشركات المصنعة التمثيلية Fujitsu و Hitachi و Rohm و Goldstar وما إلى ذلك.

2. نوع المتداخل الصلب (نوع متداخل صلب) ، تشمل الشركات المصنعة التمثيلية Motorola و Sony و Toshiba و Panasonic وما إلى ذلك.

⒊ نوع Interposer المرن (نوع متداخل ناعم) ، وأشهرها هو microBGA من Tessera ، كما تستخدم sim-BGA من CTS نفس المبدأ. ومن بين الشركات المصنعة الأخرى الممثلة جنرال إلكتريك (GE) وشركة إن إي سي.

⒋ حزمة مستوى الويفر (حزمة بحجم الرقاقة): تختلف عن طريقة التغليف التقليدية للرقاقة الواحدة ، WLCSP هو تقطيع الرقاقة بالكامل إلى رقائق فردية. تدعي أنها الاتجاه المستقبلي لتكنولوجيا التغليف وقد تم استثمارها في البحث والتطوير. بما في ذلك FCT و Aptos و Casio و EPIC و Fujitsu و Mitsubishi Electronics وما إلى ذلك.

سمات:

1. إنها تلبي الاحتياجات المتزايدة لدبابيس إدخال / إخراج الرقاقة.

2. النسبة بين منطقة الرقاقة ومنطقة التغليف صغيرة جدًا.

⒊ تقصير وقت التأخير بشكل كبير.

تعتبر عبوة CSP مناسبة للأجهزة المتكاملة التي تحتوي على عدد صغير من المسامير ، مثل بطاقات الذاكرة والمنتجات الإلكترونية المحمولة. في المستقبل ، سيتم استخدامه على نطاق واسع في أجهزة المعلومات (IA) ، والتلفزيون الرقمي (DTV) ، والكتاب الإلكتروني (الكتاب الإلكتروني) ، والشبكة اللاسلكية WLAN / GigabitEthemet ، وشريحة ADSL / الهاتف المحمول ، وبلوتوث (Bluetooth) وغيرها من الأجهزة الناشئة منتجات.

ولحام BGA و CSP و TBGA و PBGA و desoldering: