وفقا لأحدث الاتجاهات ، يعد اختيار نوع حزمة شريحة الدوائر المتكاملة (IC) المناسب أمرا بالغ الأهمية نظرا للتغيرات السريعة في البيئة الإلكترونية. يتم تحديد أداء الشريحة وإدارتها الحرارية وكفاءتها بشكل كبير حسب نوع العبوة. تسمح مبادئ العمل والفوائد والاختلافات في عدد من حزم الرقائق باختيار التطبيق الأمثل سواء كان الإلكترونيات الاستهلاكية أو الاتصالات السلكية واللاسلكية أو السيارات أو الصناعية. علاوة على ذلك ، يوضح هذا الدليل بالتفصيل أهم ميزات حزم رقائق IC من مختلف الأنواع وأدوارها عبر مختلف القطاعات. ما هي هذه الأنواع المختلفة من الحزم المثبتة على رقاقة IC؟ تعرف الهياكل المختلفة للحزم من حيث أبعاد الشكل للتكامل وكذلك حماية الدوائر المتكاملة ذات الشكل المحدد بأنواع حزمة رقاقة IC بسبب البناء متعدد الطبقات الموجود عادة. اعتمادا على عدة عوامل مثل تكوين التصميم ، تسمح هذه الحزم بإجراء التوصيلات من IC إلى الخارج وتمكين الدوائر من العمل مع العناصر الأخرى للجهاز. تعمل التعبئة والتغليف أيضا على منع الرقاقة من العوامل الخارجية المحتملة مثل الحرارة الزائدة أو EMI. هذه الخصائص ، بدورها ، تؤثر على اختيار الحزمة.

أنواع تغليف الرقائق المستخدمة في تصميم IC

باقة QFN

حزم QFN هي حزم رقائق IC أقل شهرة ولكنها تستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة المحمولة. تتكون هذه الحزمة من هيكل مسطح مع خيوط في الجزء الخلفي من المكون ولها حجم صغير أفضل. إنه يزيل الرصاص من التصميم ويعزز الأداء الحراري ، مما يجعله مناسبا لمختلف التطبيقات التي تتطلب نقل بيانات عالي السرعة مع استهلاك طاقة منخفضة. تم تصميم حزم QFN أيضا حراريا لتلبية معظم التطبيقات التي تتطلب أداء أعلى. إنها تعني أن تكون موثوقة حتى المهمة بسبب خصائص التبديد الحراري الممتازة.

حزمة BGA

تسمى حزمة BGA أيضا حزم رقاقة IC التي تستخدم في الغالب في الحوسبة عالية الأداء والاتصالات السلكية واللاسلكية. تحتوي حزم BGA على كرات لحام مرتبة في نمط شبكي يقع في الجزء السفلي من العبوة لكل من الدعم الميكانيكي والتوصيل الكهربائي. تحظى هذه الحزمة بشعبية كبيرة نظرا لتفوقها في الأداء الحراري والكهربائي وتستخدم بشكل أساسي في أجهزة مثل المعالجات وبطاقات الرسومات ومعدات الشبكات الأخرى. كثافة تغليف BGA عند IO أعلى قادرة على دعم تبديد الحرارة بشكل أفضل مما يجعل هذه الحزمة واحدة من أكثر الحزم تفضيلا للأنظمة المتقدمة.

حزمة LGA (مصفوفة الشبكة الأرضية) 

على غرار حزمة BGA ، تستخدم حزمة LGA سطح تلامس مستو بدلا من كرات اللحام. يسهل هذا البناء المادي اتصالا أكثر دقة. تستخدم حزم LGA على نطاق واسع للمعدات الحديثة عالية الجودة ، بما في ذلك الخوادم وعناصر الشبكات والأجهزة للتطبيقات الصناعية ، وذلك بفضل موثوقيتها العالية وخصائص الإدارة الحرارية الجيدة. 

حزمة SOIC (الدائرة المتكاملة ذات المخطط التفصيلي الصغير) 

نظرا لتصميمها الأساسي ونوع التكامل المنخفض والسهل ، تعد حزم SOIC مثالية للاستخدام في الإلكترونيات الاستهلاكية منخفضة التكلفة. يمكن تركيب حزم SOIC بسهولة على السطح لأن الرقاقة لها خيوط جانبية. لذلك ، فإن الإنتاج الضخم ممكن مع هذا النوع من العبوات. ومع ذلك ، نظرا لعدم امتلاكها بنفس الإمكانات عالية الكثافة مثل حزمة BGA أو QFN ، فمن الأفضل استخدامها في التطبيقات التي لا تتطلب تكاملا مضغوطا. 

حزم 3D IC

تعد عبوات 3D IC في الأساس تقنية متقدمة ، فهي تربط رقائق متعددة عن طريق تكديسها عموديا وتستخدم فتحات السيليكون (TSVs) للقيام بذلك. يؤدي هذا إلى إهدار مساحة أقل ، مما يجعله أكثر ملاءمة للتطبيقات في الحوسبة السحابية وتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) والحوسبة عالية الأداء (HPC). تعمل أجهزة 3D IC أيضا على تحسين سرعة نقل البيانات وتقليل كمية الطاقة المستمدة من الجهاز.

اختيار النوع المناسب لحزمة رقاقة IC

هناك صفات مختلفة تجعل المرء يختار حزمة رقاقة IC معينة. وهي تتراوح في حجم الجهاز ، والعمل الحرفي للجهاز ، ومتطلبات عمله ، وحجم التحكم في الحرارة إلى تكلفة الجهاز. على سبيل المثال ، ستجد أجهزة مستهلكي SMD الجذابة في الشكل وتتطلب نقل بيانات عالي السرعة حزم QFN مفيدة. من ناحية أخرى ، تفضل الخوادم وأجهزة الحوسبة الأكثر قوة حزم BGA أو LGA. علاوة على ذلك ، يمكن للمرء بسهولة رؤية أهمية العبوة لتطبيقات الحوسبة السحابية الذكاء الاصطناعي من حيث النقل الأسرع للبيانات 3D IC.

استنتاج

تعد الأنواع المذكورة أعلاه من حزم رقائق IC أمرا بالغ الأهمية عند اختيار خيار التعبئة لأجهزتك الإلكترونية. هناك أنواع مختلفة من حلول التعبئة والتغليف IC التي تقدمها SACOH وهي خاصة بالصناعة مما يجعلها أفضل أداء وكفاءة. نتيجة لذلك ، من خلال التخطيط الفعال ، يمكن أن يساعد اختيار خيارات الحزمة المناسبة الشركات المصنعة على أن تكون أكثر قدرة على المنافسة في منتجاتها لجو التطبيقات الإلكترونية الحالي.