일반적인 칩 패키지는 무엇인가요?

일반적인 칩 패키징 2010년 1월 11일 월요일 오후 2시 42분 우리는 어떤 칩이 이런 패키징 방법을 사용한다는 말을 자주 듣습니다. 우리 컴퓨터에는 다양한 공정의 칩이 있는데 어떤 패키징을 합니까? 양식을 사용하나요? 그리고 이러한 포장 형태에는 어떤 기술적 특징과 장점이 있습니까? 그렇다면 칩 패키징 형태의 특징과 장점을 소개하는 다음 글을 살펴보시기 바랍니다.

1. DIP 듀얼 인라인 패키지

DIP(DualIn-line Package)는 대부분의 중소규모 집적 형태로 패키징된 집적회로 칩을 말한다. 회로 회로(IC)는 모두 이 패키징 형태를 사용하며 핀 수는 일반적으로 100개를 초과하지 않습니다. DIP에 패키지된 CPU 칩은 두 줄의 핀으로 구성되어 있으며 DIP 구조의 칩 소켓에 삽입해야 합니다. 물론 동일한 수의 납땜 구멍과 납땜을 위한 기하학적 배열을 사용하여 회로 기판에 직접 삽입할 수도 있습니다. DIP 패키지 칩은 핀 손상을 방지하기 위해 칩 소켓에 연결하거나 분리할 때 특히 주의해야 합니다.

DIP 패키징은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1. PCB(인쇄회로기판)의 관통 구멍 용접에 적합하며 조작이 쉽습니다.

2. 칩 면적과 패키지 면적의 비율이 커서 부피도 크다.

인텔 CPU 시리즈의 8088도 캐시(Cache)나 초기 메모리 칩과 마찬가지로 이런 패키징 형태를 사용한다.

2. QFP 플라스틱 사각 플랫 패키지와 PFP 플라스틱 플랫 컴포넌트 패키지

QFP(Plastic Quad Flat Package) 패키지의 칩 핀 사이의 거리는 매우 얇습니다. 일반적으로 대규모 또는 초대형 집적 회로는 이 패키징 형태를 사용하며 핀 수는 일반적으로 100개 이상입니다. 이 형태로 포장된 칩은 칩을 마더보드에 납땜하기 위해 SMD(표면 실장 장치 기술)를 사용해야 합니다. SMD를 사용하여 설치된 칩은 마더보드에 구멍을 뚫을 필요가 없습니다. 일반적으로 마더보드 표면에는 해당 핀에 대한 솔더 조인트가 설계되어 있습니다. 칩의 각 핀을 해당 납땜 지점에 맞춰 마더보드에 납땜합니다. 이런 방식으로 납땜된 칩은 특별한 도구 없이는 제거하기 어렵습니다.

PFP(Plastic Flat Package) 방식으로 포장된 칩은 기본적으로 QFP 방식과 동일하다. 유일한 차이점은 QFP는 일반적으로 정사각형인 반면 PFP는 정사각형 또는 직사각형일 수 있다는 것입니다.

QFP/PFP 패키징에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

1. PCB 회로 기판에 설치 및 배선하기 위한 SMD 표면 실장 기술에 적합합니다.

2. 빈도가 높은 용도에 적합합니다.

3. 조작이 쉽고 신뢰성이 높습니다.

4. 칩 면적과 패키지 면적의 비율이 작습니다.

인텔 시리즈 CPU 80286, 80386 및 일부 486 마더보드는 이 포장 형태를 사용합니다.

3. PGA 핀 그리드 어레이 패키지

PGA(Pin Grid Array Package) 칩 패키지 형태는 칩 내부와 외부에 여러 개의 사각형 어레이 핀이 배열되어 있습니다. 칩 주위의 특정 거리. 핀 수에 따라 2~5개의 원으로 형성될 수 있습니다. 설치 시 칩을 전용 PGA 소켓에 삽입하세요. CPU의 설치 및 분해를 더욱 편리하게 만들기 위해 486 칩부터 ZIF라는 CPU 소켓이 등장했습니다. 이는 PGA 패키지 CPU의 설치 및 분해 요구 사항을 충족하도록 특별히 설계되었습니다.

ZIF(Zero Insertion Force Socket)는 삽입력과 추출력이 제로인 소켓을 말합니다. 이 소켓의 렌치를 살짝 들어 올리면 CPU를 소켓에 쉽게 삽입할 수 있습니다. 그런 다음 렌치를 원래 위치로 다시 누르고 소켓 자체의 특수 구조에서 발생하는 압착력을 사용하여 CPU 핀과 소켓을 단단히 접촉시킵니다. 접촉 불량의 문제는 전혀 없습니다. CPU 칩을 분해하려면 소켓의 렌치를 살짝 들어 올리면 압력이 풀리고 CPU 칩이 쉽게 제거됩니다.

PGA 패키징에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

1. 플러그인 작동이 더 편리하고 신뢰성이 높습니다.

2. 더 높은 빈도에 적응할 수 있습니다.

인텔 CPU 시리즈에서는 80486, 펜티엄, 펜티엄 프로 모두 이 포장 형태를 사용합니다.

4. BGA 볼 그리드 어레이 패키징

집적 회로 기술이 발전함에 따라 집적 회로에 대한 패키징 요구 사항이 더욱 엄격해졌습니다. 패키징 기술은 제품의 기능과 관련이 있기 때문이다. IC의 주파수가 100MHz를 넘을 경우 기존 패키징 방식에서는 이른바 '크로스톡(CrossTalk)' 현상이 나타날 수 있고, IC의 핀 수가 100MHz보다 많아지면 문제가 발생할 수 있다. 208핀은 전통적인 포장 방식으로 어려움이 있습니다. 따라서 QFP 패키징을 사용하는 것 외에도 오늘날 대부분의 핀 수가 많은 칩(예: 그래픽 칩, 칩셋 등)은 BGA(Ball Grid Array Package) 패키징 기술로 전환했습니다. BGA는 등장하자마자 CPU, 마더보드의 사우스/노스 브리지 칩 등의 고밀도, 고성능, 멀티핀 패키징을 위한 최고의 선택이 되었습니다.

BGA 패키징 기술은 다섯 가지 범주로 더 나눌 수 있습니다.

1. PBGA(플라즈릭 BGA) 기판: 일반적으로 2~4개의 유기 재료 층으로 구성된 다층 기판입니다. Intel 시리즈 CPU 중에서 Pentium II, III, IV 프로세서는 모두 이 포장 형태를 사용합니다.

2. CBGA(CeramicBGA) 기판: 즉, 칩과 기판 사이의 전기적 연결은 일반적으로 플립칩(FlipChip, FC라고도 함) 설치 방식을 사용합니다. Intel 시리즈 CPU 중 Pentium I, II, Pentium Pro 프로세서는 모두 이 패키징 형태를 채택했습니다.

3.FCBGA(FilpChipBGA) 기판: 견고한 다층 기판.

4.TBGA(TapeBGA) 기판: 기판은 스트립 모양의 연질 1~2층 PCB 회로 기판입니다.

5. CDPBGA(Carity Down PBGA) 기판: 패키지 중앙에 있는 사각형의 함몰된 칩 영역(캐비티 영역이라고도 함)을 나타냅니다.

BGA 패키징에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

1. I/O 핀 수는 증가하지만 핀 사이의 거리가 QFP 패키징보다 훨씬 넓어서 성능이 향상됩니다. 수율.

2. BGA의 전력 소모는 증가하지만 제어된 붕괴 칩 용접 방식으로 인해 전열 성능이 향상될 수 있습니다.

3. 신호 전송 지연이 작고 적응 주파수가 크게 향상됩니다.

4. 어셈블리를 첫 번째 측면에서 용접할 수 있어 신뢰성이 크게 향상됩니다.

BGA 패키징 방식은 10여년의 개발 끝에 실용화 단계에 들어섰다. 1987년 일본 회사인 Citizen은 플라스틱 볼 그리드 어레이 패키지 칩(예: BGA)을 개발하기 시작했습니다. 그러자 모토로라, 컴팩 등 여러 기업이 곧바로 BGA 개발 대열에 합류했다. 1993년에는 모토로라가 BGA를 휴대폰에 적용하는 데 앞장섰다. 같은 해 Compaq은 이를 워크스테이션과 PC 컴퓨터에도 적용했습니다. 인텔은 5~6년 전까지만 해도 컴퓨터 CPU(펜티엄 II, 펜티엄 III, 펜티엄 IV 등)와 칩셋(i850 등)에 BGA를 사용하기 시작하며 BGA 응용분야 확대에 기여했다. 현재 BGA는 매우 인기 있는 IC 패키징 기술이 되었습니다. 2000년 세계 시장 규모는 12억 개였습니다. 2005년 시장 수요는 2000년에 비해 70% 이상 증가할 것으로 예상됩니다.

5. CSP 칩 사이즈 패키지

전자제품의 개인화, 경량화 추세에 따라 패키징 기술도 CSP(Chip Size Package)로 발전했습니다. 칩 패키지의 크기를 줄여 패키지 크기를 베어 칩 크기만큼 크게 만듭니다. 즉, 패키징된 IC의 측면 길이는 칩의 측면 길이의 1.2배를 넘지 않으며, IC 면적은 다이의 1.4배를 넘지 않습니다.

CSP 패키징은 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

1. 리드 프레임 유형(전통적인 리드 프레임 형태), 대표적인 제조업체로는 Fujitsu, Hitachi, Rohm, Goldstar 등이 있습니다.

2. 리지드 인터포저 타입(Rigid Interposer Type), 대표적인 제조사로는 모토로라, 소니, 도시바, 파나소닉 등이 있다.

3. 플렉서블 인터포저 타입(Soft Interposer Type) 중 가장 유명한 것이 Tessera의 microBGA이며, CTS의 sim-BGA도 같은 원리를 사용한다. 기타 대표적인 제조업체로는 General Electric(GE) 및 NEC가 있습니다.

4.웨이퍼 레벨 패키지: WLCSP는 기존의 단일 칩 패키징 방식과 달리 웨이퍼 전체를 단일 칩으로 절단하는 패키징 기술로 알려져 있으며, 제조사들이 연구와 투자를 아끼지 않고 있습니다. 개발에는 FCT, Aptos, Casio, EPIC, Fujitsu, Mitsubishi Electronics 등이 포함됩니다.

CSP 패키징에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

1. 칩 I/O 핀의 증가하는 요구를 충족합니다.

2. 칩 면적과 패키지 면적의 비율이 매우 작습니다.

3. 지연 시간을 대폭 단축합니다.

CSP 패키징은 메모리스틱, 휴대용 전자제품 등 핀 수가 적은 IC에 적합하다. 앞으로는 정보가전(IA), 디지털 텔레비전(DTV), 전자책(E-Books), 무선 네트워크 WLAN/GigabitEthemet, ADSL/휴대폰 칩, 블루투스 등 신흥 제품에 널리 사용될 것입니다.

6. MCM 멀티 칩 모듈

단일 칩의 낮은 집적도와 부족한 기능 문제를 해결하기 위해 여러 개의 고집적, 고성능, 고신뢰성 칩을 사용합니다. SMD 기술에 결합되어 고밀도 다층 상호 연결 기판에 다양한 전자 모듈 시스템을 형성하는 데 사용되어 MCM(Multi Chip Model) 멀티 칩 모듈 시스템이 등장합니다.

MCM은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1. 패키징 지연 시간이 줄어들어 고속 모듈을 쉽게 구현할 수 있습니다.

2. 전체 기계/모듈의 패키지 크기와 무게를 줄입니다.

3. 시스템 안정성이 대폭 향상되었습니다.

칩 패키징 분류

1. 칩의 로딩 방법에 따라;

베어 칩을 로딩할 때 전극이 있는 면이 위로 향하거나 따라서 칩은 일반 칩과 플립 칩으로 구분할 수 있는데, 배선 면이 위로 향하면 일반 칩, 배선 면이 위로 향하면 플립 칩이 됩니다. /p>

또한 베어 칩을 장착할 때 전기적 연결 방식에도 차이가 있는데, 와이어 본딩 방식을 사용하는 경우도 있고, 와이어 본딩 방식을 사용하지 않는 경우도 있습니다

2. 칩의 기판 유형;

기판의 기능은 베어 칩을 운반하고 고정하는 것이며 절연, 열 전도, 격리 및 보호 기능도 있습니다. 내부를 연결하는 브리지입니다. 칩의 외부 회로는 재료 관점에서 유기 및 무기로 나눌 수 있습니다. 구조적 관점에서 기판은 단일 레이어, 다중 레이어 및 복합 레이어를 갖습니다. p>

3. 칩의 밀봉 또는 밀봉 방법에 따라;

베어 칩, 베어 칩 및 전극 및 리드의 밀봉 또는 밀봉 방법은 두 가지 범주, 즉 공기로 나눌 수 있습니다. -밀폐포장과 수지포장은 포장재질에 따라 금속포장, 세라믹포장, 유리포장 등 3가지로 분류할 수 있습니다.

처음 3가지 카테고리는 1차 포장에 속합니다. 베어 칩과 그 전극 및 리드를 포장하거나 밀봉하는 것과 관련된 레벨 패키징

4. 칩의 모양과 구조에 따라;

프레스 칩의 모양과 구조 칩은 크게 DIP, SIP, ZIP, S-DIP, SK-DIP 및 PGA로 구분됩니다. 처음 6가지 유형은 핀 삽입 유형입니다

SOP, MSP, QFP, SVP, LCCC , PLCC, SOJ , BGA, CSP, , , 다음 9가지 유형이 표면 실장 유형입니다.

DIP: 이름에서 알 수 있듯이 이 유형의 핀이 칩의 양쪽에 배열됩니다. 가장 일반적인 유형의 플러그인 패키지로 핀 피치가 2.54mm로 전기적 성능이 뛰어나고 방열에 도움이 되며 고전력 장치로 만들 수 있습니다. SIP: 단일 인라인 패키지. 이 유형의 핀은 칩의 한쪽에 배열되며 핀 피치 및 기타 특성은 기본적으로 DIP: Z형 핀 인라인 패키지와 동일합니다. 이 유형도 칩의 한쪽에 배열되어 있지만 핀이 SIP보다 작습니다. 더 두껍고 짧으며 피치 및 기타 특성은 기본적으로 DIP와 동일합니다.

S-DIP: 수축. 듀얼 인라인 패키지. 이 유형의 핀은 칩의 양쪽에 배열되며 핀 피치는 1.778mm이며 칩 통합 수준은 DIP보다 높습니다.

SK-DIP: 좁은 듀얼 인라인 패키지. 칩 폭이 DIP의 1/2인 점을 제외하고 다른 기능은 DIP와 동일합니다. 핀 그리드 배열 플러그인 패키지입니다. 핀 그리드와 같은 패키지의 핀 피치는 2.54mm 또는 1.27mm이며 핀 수는 수백 핀에 달할 수 있습니다. 고속, 대규모 및 초대형 집적 회로에 사용됩니다. .

SOP: 소형 아웃라인 패키지. 핀 단자가 패키지의 양쪽에서 그려져 있으며 핀 피치는 1.27mm입니다. p>MSP: 마이크로 스퀘어 패키지, QFI 등으로 불리는 패키지의 4면에서 핀 단자가 I자 형태로 아래쪽으로 연장되어 설치됩니다. 면적이 작고 핀 피치가 1.27mm입니다.

QFP: 표면 실장 패키지의 일종으로, 핀 단자가 L자 형태로 양쪽에서 나옵니다. 핀 피치는 1.0mm, 0.8mm, 0.65mm, 0.5mm, 0.4mm, 0.3mm이며 핀 수는 300개 이상에 달할 수 있습니다.

SVP: 표면 실장 수직형 패키지. 패키지의 일종으로, 핀이 중앙에서 직각으로 구부러져 있으며, 구부러진 핀의 끝부분이 수직으로 설치되는 패키지입니다. 리드는 매우 작습니다. 핀 피치는 0.65mm, 0.5mm입니다.

LCCC: 리드가 없는 세라믹 패키지 캐리어 표면 실장 패키지용으로 리드가 없는 전극 패드가 있습니다. 사용 고속, 고주파 집적 회로 포장에 사용됩니다.

PLCC: 무연 플라스틱 포장 캐리어. 고속 고주파 집적 회로 포장에도 사용됩니다. p>

SOJ : 소형 아웃라인 J핀 패키지. 핀 피치가 1.27mm로 패키지 양쪽에서 나옵니다.

BGA: 볼 그리드 어레이 패키지(Ball Grid array package). 핀 대신 볼 터미널의 2차원 배열이 일반적으로 1.5mm, 1.0mm입니다. , 0.8mm로 PGA와 동일하며 타사 제품에 비해 핀 변형 문제가 없습니다.

CSP: 핀도 볼 단자인 초소형 표면 실장 패키지입니다. 0.8mm, 0.65mm, 0.5mm 등의 피치를 가지고 있습니다.

TCP 등 마지막 유형은 TAB 유형입니다.

TCP: 테이프 로드 패키지를 운반하는 패키지입니다. 배선을 형성하는 절연 테이프 위에 베어 칩을 배치하고 배선에 연결합니다. 다른 표면 실장 패키지에 비해 칩이 더 얇고 핀 피치가 0.25mm에 달하며 핀 수가 500핀 이상에 달할 수 있습니다.

5, 칩의 포장 재질에 따라

칩의 포장 재질에 따라 금속 포장, 세라믹 포장, 금속-세라믹 포장, 플라스틱으로 구분됩니다.

금속 포장: 금속 재료는 펀칭 및 프레스가 가능하므로 포장 정확도가 높고 크기가 엄격하며 대량 생산이 용이하고 가격이 저렴합니다.

세라믹 포장. : 세라믹 소재는 전기적 특성이 뛰어나 고밀도 포장에 적합합니다.

금속-세라믹 포장: 금속 포장과 세라믹 포장의 장점: 플라스틱은 강합니다. 가소성, 저비용, 간단한 공정으로 대량 생산에 적합합니다.

후자의 두 범주는 2차 포장 범주에 속하며 PCB 설계에 매우 유용합니다.