Detalles del paquete de CPU
La denominada “tecnología de embalaje” es una tecnología que empaqueta circuitos integrados con materiales aislantes plásticos o cerámicos. Tomando la CPU como ejemplo, el volumen y la apariencia que realmente vemos no son el tamaño y la apariencia del núcleo de la CPU real, sino el producto empaquetado del núcleo de la CPU y otros componentes. El embalaje es necesario y crucial para los chips. Porque el chip debe estar aislado del mundo exterior para evitar que las impurezas del aire corroan el circuito del chip y provoquen una disminución del rendimiento eléctrico. Por otro lado, las obleas envasadas también son más fáciles de instalar y transportar. Introducción básica Nombre chino: Empaquetado de CPU Tecnologías principales: ¿DIP? ¿PFP? BGA Formas principales: ¿Embalaje OPGA y otros tipos de empaquetado de CPU? Embalaje, paquete DIP, paquete DIP tiene las siguientes características, paquete QFP, paquete PFP, paquete PGA, paquete BGA, paquete BGA tiene las siguientes características, paquete OPGA, paquete mPGA, paquete CPGA, paquete FC-PGA, paquete FC-PGA2, Paquete OOI, empaque PPGA, empaque S.E.C.C., empaque S.E.C.C.2, empaque S.E.P., introducción del empaque de CPU Dado que la calidad de la tecnología de empaque también afecta directamente el rendimiento del chip en sí y el diseño y fabricación de la PCB (placa de circuito impreso) conectada. por lo tanto es crucial. También se puede decir que el embalaje se refiere a la carcasa utilizada para instalar chips de circuitos integrados semiconductores. No solo desempeña la función de colocar, fijar, sellar, proteger el chip y mejorar la conductividad térmica, sino que también sirve como puente entre el mundo interno. el chip y el circuito externo: en el chip, los contactos están conectados a las clavijas de la carcasa del paquete con cables, y estas clavijas están conectadas a otros dispositivos a través de cables en la placa de circuito impreso. Por lo tanto, la tecnología de embalaje es un vínculo muy importante para muchos productos de circuitos integrados. La mayoría de los paquetes de CPU que se utilizan hoy en día están empaquetados con materiales plásticos o cerámicos aislantes, que pueden sellar y mejorar el rendimiento eléctrico y térmico del chip. A medida que los chips de procesador actuales tienen frecuencias internas cada vez más altas, funciones más potentes y un número cada vez mayor de pines, la forma del paquete también cambia constantemente. Los principales factores a considerar al empaquetar: Para mejorar la eficiencia del empaque, la proporción entre el área del chip y el área del empaque debe ser lo más cercana posible a 1:1. Los pines deben ser lo más cortos posible para reducir el retraso y la distancia entre ellos. Los pines deben estar lo más lejos posible para garantizar que no interfieran entre sí y mejorar el rendimiento en función de los requisitos de disipación de calor, cuanto más delgado sea el paquete, mejor. Como parte importante de la computadora, el rendimiento de la CPU afecta directamente. el rendimiento general de la computadora. El último y más crítico paso en el proceso de fabricación de la CPU es la tecnología de empaquetado de la CPU. Existe una gran brecha en el rendimiento entre las CPU que utilizan diferentes tecnologías de empaquetado. Sólo la tecnología de empaquetado de alta calidad puede producir productos de CPU perfectos. Principales tecnologías de envasado Tecnología DIP Tecnología QFP Tecnología PFP Tecnología PGA Tecnología BGA Envases OPGA Envases mPGA Envases CPGA Envases FC-PGA Envases FC-PGA2 Envases OOI Envases PPGA Envases S.E.C.C.2 Envases S.E.P. El paquete DIP (paquete dual en línea), también llamado tecnología de empaque dual en línea, se refiere a chips de circuito integrado empaquetados en forma dual en línea. La mayoría de los circuitos integrados pequeños y medianos utilizan este tipo de forma de empaque, el número. 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 con una estructura DIP. Por supuesto, también se puede insertar directamente en una placa de circuito con el mismo número de orificios de soldadura y disposición geométrica para soldar. Los chips empaquetados en DIP deben manipularse con especial cuidado al enchufarlos y desenchufarlos del zócalo del chip para evitar dañar las clavijas. Las formas de estructura de empaque DIP incluyen: DIP doble en línea de cerámica multicapa, DIP doble en línea de cerámica de una sola capa, DIP con marco de plomo (incluido el tipo de sellado de vitrocerámica, tipo de estructura de encapsulación de plástico, encapsulación de vidrio cerámico de bajo punto de fusión tipo) espera.
El embalaje DIP tiene las siguientes características: 1. Es adecuado para soldadura por orificios pasantes en PCB (placa de circuito impreso) y es fácil de operar. 2. La relación entre el área del chip y el área de empaque es grande, por lo que el volumen también es grande. Las primeras CPU, como 4004, 8008, 8086 y 8088, usaban paquetes DIP. Las dos filas de pines se pueden insertar en la ranura de la placa base o soldarse a la placa base. El significado chino de la tecnología de empaque QFP se llama Plastic Quad Flat Pockage. La distancia entre los pines del chip de la CPU realizada por esta tecnología es muy pequeña y los pines son muy delgados. Generalmente, se utilizan circuitos integrados de gran o ultra gran escala. En forma de paquete, el número de pines es generalmente superior a 100. Esta tecnología es fácil de operar y tiene alta confiabilidad al empaquetar la CPU, su tamaño de paquete es más pequeño y sus parámetros parásitos se reducen, lo que la hace adecuada para aplicaciones de alta frecuencia. Esta tecnología es adecuada principalmente para instalar cableado en PCB utilizando montaje superficial SMT; tecnología. Embalaje PFP El nombre completo de esta tecnología en inglés es Plastic Flat Package, y su significado en chino es embalaje de componentes planos de plástico. Los chips empaquetados con esta tecnología también deben utilizar tecnología SMD para soldar el chip a la placa base. Los chips instalados mediante SMD no necesitan perforarse en la placa base. Generalmente, hay almohadillas diseñadas con los pines correspondientes en la superficie de la placa base. Alinee cada pin del chip con la almohadilla correspondiente para lograr soldar a la placa base. El chip soldado de esta forma es difícil de quitar sin herramientas especiales. Esta tecnología es básicamente similar a la tecnología QFP anterior, excepto que la apariencia de la forma del paquete es diferente. La tecnología de empaquetado PGA también se llama paquete Ceramic Pin Grid Arrau. El chip empaquetado con esta tecnología tiene múltiples pines de matriz cuadrada por dentro y por fuera. Cada pin de matriz cuadrada se encuentra a lo largo de la periferia del chip. de alfileres, puedes formar de 2 a 5 círculos. Durante la instalación, inserte el chip en el zócalo PGA dedicado. Para que la CPU sea más cómoda de instalar y desmontar, a partir del chip 486, apareció un zócalo de CPU ZIF, diseñado específicamente para cumplir con los requisitos de instalación y desmontaje de las CPU empaquetadas con PGA. Esta tecnología se utiliza generalmente en situaciones donde las operaciones de conexión y desconexión son frecuentes. Paquete BGA La tecnología BGA (Ball Grid Array Package) es una tecnología de empaquetado de matriz de rejilla de bolas. La aparición de esta tecnología se ha convertido en la mejor opción para el empaquetado de CPU de múltiples pines de alta densidad, alto rendimiento y chips de puente sur y norte de placa base. Sin embargo, el paquete BGA ocupa un área relativamente grande del sustrato. Aunque el número de pines de E/S de esta tecnología aumenta, la distancia entre los pines es mucho mayor que la de QFP, mejorando así el rendimiento del ensamblaje. Además, esta tecnología utiliza soldadura de obleas por colapso controlado, lo que puede mejorar su rendimiento electrotérmico. Además, el ensamblaje de esta tecnología se puede soldar en la superficie frontal, lo que puede mejorar en gran medida la confiabilidad del paquete, y el retraso de transmisión de la señal de la CPU empaquetada logrado por esta tecnología es pequeño y la frecuencia adaptativa se puede mejorar enormemente. El paquete BGA tiene las siguientes características: 1. Aunque el número de pines de E/S aumenta, la distancia entre los pines es mucho mayor que la del paquete QFP, lo que mejora la tasa de rendimiento. 2. Aunque el consumo de energía de BGA aumenta, debido. al uso de soldadura con método de oblea de colapso controlado, que puede mejorar el rendimiento electrotérmico 3. El retraso en la transmisión de la señal es pequeño y la frecuencia de adaptación mejora considerablemente 4. El conjunto se puede soldar en el primer lado y la confiabilidad es mayor. Se ha mejorado mucho. Es una forma de empaquetado más común en la actualidad: paquete OPGA (OPGA (Organic pin grid Array), matriz de pines orgánicos). La base del paquete está hecha de fibra de vidrio, similar al material que se encuentra en las placas de circuito impreso. Este método de embalaje puede reducir la impedancia y los costos de embalaje. El paquete OPGA acerca el condensador externo al núcleo del procesador, lo que puede mejorar mejor la fuente de alimentación del núcleo y filtrar el desorden actual. La mayoría de las CPU de la serie AthlonXP de AMD utilizan este tipo de paquete.
Paquete mPGA mPGA, paquete micro PGA, se utiliza hoy en día sólo en unos pocos productos, como las CPU de la serie Athlon 64 de AMD y Xeon de Intel, y la mayoría de ellos son productos de alta gama. Paquete CPGA CPGA también se conoce comúnmente como paquete cerámico y su nombre completo es Ceramic PGA. Se utiliza principalmente en procesadores Athlon con núcleo Thunderbird y núcleo "Palomino". Paquete FC-PGA El paquete FC-PGA es la abreviatura de matriz de rejilla de pines de chip invertido. Este paquete tiene pines insertados en el zócalo. Las obleas se voltean de modo que la matriz, o parte del procesador que forma el chip de la computadora, quede expuesta por encima del procesador. Al exponer el troquel, la solución térmica se puede aplicar directamente al troquel, lo que da como resultado un enfriamiento de la oblea más eficiente. Para mejorar el rendimiento del paquete aislando las señales de alimentación y tierra, los procesadores FC-PGA tienen capacitores y resistencias discretos en el área de colocación de capacitores en la parte inferior del procesador (centro del procesador). Las clavijas en la parte inferior de la oblea están dispuestas en zigzag. Además, las clavijas están dispuestas de tal manera que el procesador sólo se puede enchufar al zócalo de una manera. El paquete FC-PGA se utiliza en los procesadores Pentium III e Intel Celeron, los cuales utilizan 370 pines. Paquete FC-PGA2 El paquete FC-PGA2 es similar al tipo de paquete FC-PGA, excepto que estos procesadores también cuentan con un disipador de calor integrado (IHS). El disipador de calor integrado se instala directamente en el procesador durante la producción. Debido a que IHS tiene un buen contacto térmico con la matriz y proporciona una superficie más grande para una mejor disipación del calor, aumenta significativamente la conductividad térmica. El paquete FC-PGA2 se utiliza en procesadores Pentium III e Intel Celeron (370 pines) y procesadores Pentium 4 (478 pines). Paquete OOI OOI es la abreviatura de OLGA. OLGA significa Matriz de cuadrícula de sustrato. Los chips OLGA también utilizan un diseño de chip invertido, en el que el procesador se fija al sustrato boca abajo, lo que permite una mejor integridad de la señal, una disipación de calor más eficiente y una menor autoinducción. El OOI tiene un disipador de calor integrado (IHS) que ayuda al radiador a transferir calor a un disipador de calor con ventilador correctamente instalado. OOI se utiliza en procesadores Pentium 4, que tienen 423 pines. Paquete PPGA "PPGA" significa "Plastic Pin Grid Array" en inglés, que es la abreviatura de plastic pin grid array. Estos procesadores tienen pines que se insertan en el zócalo. Para mejorar la conductividad térmica, PPGA utiliza un disipador de calor de cobre niquelado en la parte superior del procesador. La parte inferior del chip es consistente con el paquete FC-PGA2. Paquete S.E.C.C. "S.E.C.C." es la abreviatura de "Cartucho de contacto de un solo borde", que es la abreviatura de cartucho de contacto de un solo borde. Para conectarse a la placa base, el procesador se conecta a un zócalo. En lugar de pines, utiliza contactos de "dedo dorado", que utiliza el procesador para transmitir señales. El S.E.C.C. está cubierto por una carcasa metálica que cubre la parte superior de todo el conjunto del cartucho. La parte posterior del cartucho es un revestimiento de material térmico que actúa como disipador de calor. S.E.C.C. Internamente, la mayoría de los procesadores tienen una placa de circuito impreso llamada base que conecta el procesador, la caché secundaria de alta velocidad y el circuito de terminación del bus. Paquete S.E.C.C. para procesadores Intel Pentium II de 242 contactos y procesadores Pentium II Xeon y Pentium III Xeon de 330 contactos. Paquete S.E.C.C.2 El paquete S.E.C.C.2 es similar al paquete S.E.C.C., excepto que S.E.C.C.2 utiliza menos embalaje protector y no contiene un revestimiento térmicamente conductor. El paquete S.E.C.C.2 se utiliza en algunas versiones posteriores de los procesadores Pentium II y Pentium III (242 contactos).
Paquete S.E.P. "S.E.P." es la abreviatura de "Procesador de borde único", que es la abreviatura de procesador de borde único. El paquete "S.E.C.C." es similar al paquete "S.E.C.C." o "S.E.C.C.2". También se inserta en la ranura de un lado y el dedo dorado hace contacto con la ranura. Sin embargo, no tiene una carcasa de embalaje completa. y el circuito del backplane es visible desde la parte inferior del procesador. El paquete "S.E.P." se utilizó en los primeros procesadores Intel Celeron de 242 pines.