CPU 의 패키지란 무엇입니까? CPU 인터페이스의 주요 유형은 무엇입니까?

CPU 패키징 기술

CPU 패키징 기술이란 절연 플라스틱이나 세라믹 재료로 집적 회로를 캡슐화하는 기술입니다. CPU 를 예로 들자면, 실제 CPU 코어의 크기와 모양이 아니라 CPU 코어 및 기타 부품의 패키지 제품을 볼 수 있습니다.

CPU 패키징은 칩에 필수적이며 매우 중요합니다. 칩은 공기 중의 불순물이 칩 회로를 부식시키는 것을 막기 위해 외부와 격리되어야 하기 때문에 전기 성능이 저하된다. 한편, 캡슐화된 칩은 설치와 운송에도 더 편리하다. 패키징공예의 좋고 나쁨도 칩 자체의 성능과 그에 연결된 PCB (인쇄 회로 기판) 의 설계 및 제조에 직접적인 영향을 미치기 때문에 매우 중요하다. 패키징은 반도체 집적 회로 칩을 설치하는 데 사용되는 하우징이라고도 할 수 있습니다. 칩을 배치, 고정, 밀봉, 보호 및 열 전도성을 향상시키는 역할뿐만 아니라 칩 내부의 세계와 외부 회로를 연결하는 다리 역할을 합니다. 칩의 접점은 와이어를 통해 패키지 하우징의 핀에 연결됩니다. 이 핀은 인쇄 회로 보드의 와이어를 통해 다른 부품에 연결됩니다. 따라서 패키징 기술은 많은 집적 회로 제품에서 매우 중요한 부분입니다.

현재 CPU 패키지는 대부분 절연 플라스틱 또는 세라믹 재질 패키지로 되어 있어 칩의 전열 성능을 밀봉하고 향상시키는 역할을 합니다. 프로세서 칩 내부의 주파수가 갈수록 높아지고, 기능이 강해지고, 핀 수가 많아지고, 패키지 모양도 끊임없이 변화하고 있기 때문이다. 포장시 고려해야 할 주요 요소:

칩 면적과 패키지 면적의 비율은 패키지 효율을 높이고 가능한 1: 1 에 가깝게 합니다.

핀은 지연을 줄이기 위해 가능한 한 짧아야 하며, 핀 사이의 거리는 가능한 멀리 떨어져 있어야 상호 간섭을 보장하고 성능을 향상시킬 수 있습니다.

냉각 요구 사항에 따라 패키지가 얇을수록 좋습니다.

컴퓨터의 중요한 부분인 CPU 의 성능은 컴퓨터의 전체 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. CPU 제조 프로세스의 마지막이자 가장 중요한 단계는 CPU 의 패키징 기술입니다. 패키징 프로세스에 따라 CPU 성능 차이가 큽니다. 고품질의 패키징 기술만이 완벽한 CPU 제품을 생산할 수 있다.

CPU 칩 패키징 기술:

듀얼 인라인 구성 요소

듀얼 인라인 패키징 (듀얼 인라인 패키징 기술이라고도 함) 은 집적 회로 칩이 듀얼 인라인 형태로 캡슐화되는 것을 의미합니다. 대부분의 중소형 집적 회로는 이 패키지 형태를 사용하며 핀 수는 일반적으로 100 을 초과하지 않습니다. DIP 패키지 CPU 칩은 두 줄의 핀이 있어 DIP 구조의 칩 소켓에 연결해야 합니다. 물론 보드에 있는 같은 수와 형상 배열의 용접 구멍에 직접 삽입하여 용접할 수도 있습니다. DIP 패키지 칩은 핀이 손상되지 않도록 칩 소켓에서 조심스럽게 플러그를 뽑아야 합니다. DIP 패키지 구조에는 다층 세라믹 DIP, 단일 레이어 세라믹 DIP, 지시선 프레임 DIP (유리-세라믹 봉인, 플라스틱 구조, 세라믹 저융점 유리 패키지 포함) 등이 포함됩니다.

DIP 패키지는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1. PCB (인쇄 회로 기판) 의 펀치 및 용접에 적합하며 조작이 용이합니다.

2. 칩 면적과 패키지 면적의 비율이 커서 부피도 크다.

최초의 4004, 8008, 8086, 8088 CPUs 는 모두 DIP 패키지를 사용했으며, 위의 핀 두 줄은 마더보드의 슬롯에 꽂거나 마더보드에 납땜할 수 있었습니다.

사각 플랫 패키지

이런 기술의 중국어 의미는 플라스틱 사방의 납작한 패키징이라고 한다. 이 기술로 구현된 CPU 칩은 핀 간격이 작고 핀이 가늘다. 이 패키지 형식은 일반적으로 대규모 또는 초대형 집적 회로에 사용되며 핀 수는 일반적으로 100 이상입니다. 이 기술은 조작이 간단하고 CPU 를 캡슐화할 때 안정성이 높다. 또한 패키지 크기가 작고 기생 매개변수가 낮아 고주파 어플리케이션에 적합합니다. 이 기술은 주로 SMT 표면 장착 기술이 PCB 에 케이블 연결을 설치하는 데 적합합니다.

사각 플랫 패키지

플라스틱 플랫 포장

이 기술의 영어 이름은 Plastic Flat Package 이고, 중국어는 플라스틱 플랫 어셈블리 패키지를 의미합니다. 이 기술로 캡슐화된 칩도 SMD 기술을 통해 마더보드에 용접해야 합니다. 패치로 설치된 칩은 보드에 구멍을 뚫을 필요가 없으며 일반적으로 보드 표면에 해당 핀용으로 설계된 용접 디스크가 있습니다. 칩의 각 핀을 해당 용접 플레이트에 맞춰 마더보드와의 결합을 수행할 수 있습니다. 이런 방식으로 용접된 칩은 특별한 도구 없이 분해하기 어렵다. 이 기술은 기본적으로 위의 QFP 기술과 비슷하지만 패키지 모양이 다릅니다.

PGA 패키지

이 기술은 세라믹 핀 그리드 Arrau 패키지라고도 합니다. 이 기술로 캡슐화된 칩 안팎에는 각 사각형 핀이 칩 주위에 일정한 거리로 배열되어 있어 핀 수에 따라 2 ~ 5 개의 원을 형성할 수 있습니다. 설치 시 칩을 전용 PGA 소켓에 꽂습니다. CPU 설치 및 제거를 용이하게 하기 위해 486 칩부터 ZIF CPU 소켓이 등장해 PGA 패키지의 CPU 설치 및 제거 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다. 이 기술은 일반적으로 플러그 작업이 잦은 경우에 사용됩니다.

볼 그리드 어레이 패키지

BGA (볼 그리드 어레이 패키지) 는 볼 그리드 어레이 패키징 기술입니다. 이 기술의 출현은 CPU, 마더보드 남교, 북교 칩과 같은 고밀도, 고성능, 다중 핀 패키지에 가장 적합한 선택이 되었습니다. 그러나 BGA 패키지는 기판의 넓은 영역을 차지합니다. 이 기술의 I/O 핀 수가 증가했지만 핀 사이의 거리는 QFP 보다 훨씬 커서 조립 완성도가 높아졌습니다. 또한 이 기술은 제어 가능한 붕괴 용접을 사용하여 전기 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한 이 기술의 조립은 * * * 면 용접을 통해 패키지의 신뢰성을 크게 높일 수 있습니다. 또한 이 기술은 캡슐화된 CPU 신호 전송 지연 시간이 적고 적응 주파수가 크게 높아질 수 있습니다.

BGA 패키지의 특징은 다음과 같습니다.

핀 수가 1 이지만. I/O 가 증가하고 핀 간격이 QFP 패키지보다 훨씬 넓어져 최종 품목 비율이 향상되었습니다.

2. BGA 의 전력 소비량은 증가했지만, 제어 가능한 붕괴 방식으로 인해 전열 성능이 향상될 수 있습니다.

신호 전송 지연 시간이 적고 적응 주파수가 크게 향상되었습니다.

4.* * 표면 용접은 조립에 사용할 수 있어 신뢰성이 크게 향상되었습니다.

현재, 비교적 일반적인 포장 형식은 다음과 같다.

OPGA 패키지

OPGA (유기 니들 그리드 어레이). 이 패키지의 기판은 유리 섬유로 만들어졌으며 인쇄 회로 보드의 재료와 유사합니다. 이 패키징 방법은 임피던스 및 패키징 비용을 줄일 수 있습니다. OPGA 패키지는 외부 커패시턴스와 프로세서 코어 사이의 거리를 줄여 코어의 전력 공급 능력을 향상시키고 전류 노이즈를 필터링합니다. AMD 의 AthlonXP 시리즈 CPU 는 대부분 이 패키지를 사용합니다.

MPGA 패키지

MPGA, 마이크로 PGA 패키지, 현재 AMD 의 Athlon 64, Intel 의 제온 시리즈 CPU 등 소수의 제품만 채택되고 있으며, 대부분 하이엔드 제품이며 고급 패키징 형태입니다.

CPGA 패키지

CPGA 는 세라믹 패키지라고도 하며 세라믹 PGA 라고 합니다. 주로 썬더버드 코어와 팔로미노 코어를 탑재한 아탈론 프로세서에 사용됩니다.

FC-PGA 패키지

FC-PGA 패키지는 플립 칩 핀 그리드 어레이의 약어로, 핀이 소켓에 꽂혀 있습니다. 이러한 칩은 거꾸로 되어 컴퓨터 칩을 구성하는 코어 또는 프로세서 부분이 프로세서 상단에 노출됩니다. 열 솔루션은 코어를 노출함으로써 코어에 직접 적용할 수 있으므로 칩 냉각을 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다. 전원 및 접지 신호를 격리하여 패키지 성능을 향상시키기 위해 FC-PGA 프로세서는 프로세서 하단의 용량 배치 영역 (프로세서 센터) 에 별도의 용량 및 저항을 갖추고 있습니다. 칩 바닥의 핀은 지그재그로 배열되어 있다. 또한 핀 배열을 통해 프로세서는 한 가지 방식으로만 소켓에 꽂을 수 있습니다. FC-PGA 패키지는 펜티엄 III 및 인텔 셀러론 프로세서에 사용되며 두 프로세서 모두 370 핀을 사용합니다.

FC-PGA2 패키지

FC-PGA2 패키지는 FC-PGA 패키지와 비슷하지만 히트싱크 (IHS) 도 통합되어 있습니다. 통합 히트싱크는 생산 과정에서 프로세서 칩에 직접 장착됩니다. IHS 는 칩과 열 접촉이 양호하고 열을 더 잘 식히기 위해 더 큰 표면적을 제공하기 때문에 열 전도를 크게 증가시킨다. FC-PGA2 패키지는 펜티엄 III 와 인텔 셀러론 프로세서 (370 핀) 및 펜티엄 4 프로세서 (478 핀) 에 사용됩니다.

OOI 패키지

OOI 는 올가의 약칭이다. OLGA 는 기본 메쉬 배열을 나타냅니다. OLGA 칩은 또한 더 나은 신호 무결성, 더 효과적인 냉각 및 낮은 자감을 위해 베이스보드에 프로세서를 붙이는 플립 칩 설계를 사용합니다. OOI 에는 방열판이 올바르게 설치된 팬 방열판으로 열을 전달하는 데 도움이 되는 통합 열 분산기 (IHS) 가 있습니다. OOI 는 423 개의 핀이 있는 펜티엄 4 프로세서에 사용됩니다.

PPGA 패키지

"PPGA" 영어는 "플라스틱 핀 그리드 배열" 이라고 불리며 플라스틱 핀 그리드 배열의 약어입니다. 이러한 프로세서에는 소켓에 꽂힌 핀이 있습니다. PPGA 는 열전도성을 높이기 위해 프로세서 상단에 니켈 도금된 구리 방열판을 사용했습니다. 칩 바닥의 핀은 지그재그로 배열되어 있다. 또한 핀 배열을 통해 프로세서는 한 가지 방식으로만 소켓에 꽂을 수 있습니다.

남세트 설비

S.E.C.C' 는' 일방적 접촉 카트리지' 의 약어로 단면 접촉 카트리지의 약어입니다. 마더보드에 연결하기 위해 프로세서가 소켓에 꽂혀 있습니다. 프로세서가 신호를 전송하는 데 사용하는 핀 대신 "금손가락" 접점을 사용합니다. S.E.C.C 는 금속 셸로 덮여 있고 금속 셸은 전체 배럴 어셈블리의 상단을 덮고 있습니다. 카세트 뒷면은 열재료 코팅으로 라디에이터 역할을 합니다. S.E.C.C 내에서 대부분의 프로세서에는 프로세서, L2 캐시 및 버스 터미널 회로를 연결하는 매트릭스라는 인쇄 회로 기판이 있습니다. S.E.C.C 패키지는 242 개 접점이 있는 인텔 펜티엄 II 프로세서와 330 개 접점이 있는 펜티엄 II 제온 및 펜티엄 III 제온 프로세서에 사용됩니다.

사우스 ECC C2 패키지

S.E.C.C.2 패키지는 s.e.c.c.c. 패키지와 비슷하지만 s.e.c.c.2 는 보호 패키지 수가 적고 열 코팅이 없습니다. S.E.C.C.2 패키지는 펜티엄 II 프로세서와 펜티엄 III 프로세서의 일부 최신 버전 (242 접점) 에 사용됩니다.

남환경보호 패키지

"S.E.P" 는 "단일 에지 프로세서" 의 약어이며 단일 에지 프로세서의 약어입니다. "S.E.P" 패키지는 "S.E.C.C" 또는 "S.E.C.C.2" 패키지와 비슷하며, 한쪽이 슬롯에 꽂혀 금 손가락으로 슬롯에 닿지만 전체 패키지 셸은 없습니다 "S.E.P" 패키지는 242 개의 금 손가락이 있는 초기 인텔 셀러론 프로세서에 적용됩니다.

PLGA 패키지

PLGA 는 플라스틱 패드 그리드 배열의 약어입니다. 즉, 플라스틱 패드 그리드 배열 패키지입니다. 핀 대신 작은 포인트 인터페이스가 사용되기 때문에 PLGA 패키지는 이전 FC-PGA2 패키지보다 부피가 훨씬 작고 신호 전송 손실이 적으며 생산 비용이 낮아 프로세서의 신호 강도와 주파수를 높이는 동시에 수율을 높이고 프로세서 생산 비용을 절감할 수 있습니다. 현재 인텔사 소켓 775 인터페이스의 CPU 는 이 패키지를 채택하고 있습니다.

CuPGA 패키지

CuPGA 는 Lidded Ceramic Package Grid Array 의 약어로, 세라믹 메쉬 어레이 패키지를 덮고 있습니다. 일반 세라믹 패키지와의 가장 큰 차이점은 상판 덮개를 추가하여 열 성능을 높이고 CPU 코어를 손상으로부터 보호할 수 있다는 것입니다. 현재 AMD64 시리즈 CPU 는 이 패키지를 사용하고 있습니다.

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