Σύμφωνα με τις τελευταίες τάσεις, η επιλογή ενός κατάλληλου τύπου πακέτου τσιπ ολοκληρωμένου κυκλώματος (IC) είναι πολύ κρίσιμη δεδομένων των γρήγορων αλλαγών στο ηλεκτρονικό περιβάλλον. Η απόδοση, η θερμική διαχείριση και η απόδοση ενός τσιπ καθορίζονται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο συσκευασίας. Οι αρχές λειτουργίας, τα οφέλη και οι διαφορές ενός αριθμού πακέτων τσιπ επιτρέπουν την επιλογή της βέλτιστης εφαρμογής είτε πρόκειται για ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, τηλεπικοινωνίες, αυτοκινητοβιομηχανία ή βιομηχανία. Επιπλέον, αυτός ο οδηγός περιγράφει λεπτομερώς τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά των πακέτων τσιπ ολοκληρωμένου κυκλώματος διαφορετικών τύπων και τους ρόλους τους σε διάφορους τομείς. Ποιοι είναι αυτοί οι διαφορετικοί τύποι πακέτων τοποθετημένων σε τσιπ IC; Διάφορες δομές πακέτων όσον αφορά τις διαστάσεις σχήματος για ολοκλήρωση καθώς και προστασία για ολοκληρωμένα κυκλώματα συγκεκριμένης μορφής είναι γνωστές ως τύποι συσκευασίας τσιπ ic λόγω της πολυστρωματικής κατασκευής που υπάρχει κανονικά. Ανάλογα με διάφορους παράγοντες, όπως η διαμόρφωση σχεδιασμού, αυτά τα πακέτα επιτρέπουν την πραγματοποίηση συνδέσεων από το ολοκληρωμένο κύκλωμα προς το εξωτερικό και επιτρέπουν στα κυκλώματα να λειτουργούν με τα άλλα στοιχεία της συσκευής. Η συσκευασία λειτουργεί επίσης για την πρόληψη του τσιπ από πιθανούς εξωτερικούς παράγοντες όπως η υπερβολική θερμότητα ή το EMI. Τέτοιες ιδιότητες, με τη σειρά τους, επηρεάζουν την επιλογή συσκευασίας.

Τύποι συσκευασίας τσιπ που χρησιμοποιούνται για σχεδιασμό ολοκληρωμένου κυκλώματος

Πακέτο QFN

Τα πακέτα QFN είναι λιγότερο γνωστά πακέτα τσιπ IC, αλλά χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και κινητές συσκευές. Αυτό το πακέτο αποτελείται από μια επίπεδη δομή με τα καλώδια στο πίσω μέρος του εξαρτήματος και έχει καλύτερο συμπαγές μέγεθος. Εξαλείφει το μόλυβδο από το σχεδιασμό και ενισχύει τη θερμική απόδοση, καθιστώντας το κατάλληλο για διάφορες εφαρμογές που απαιτούν μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας ενώ καταναλώνουν χαμηλή ισχύ. Τα πακέτα QFN είναι επίσης θερμικά σχεδιασμένα για να καλύπτουν τις περισσότερες εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλότερη απόδοση. Σημαίνουν να είναι αξιόπιστα μέχρι την εργασία λόγω των εξαιρετικών ιδιοτήτων θερμικής διάχυσης.

Πακέτο BGA

Το πακέτο BGA ονομάζεται επίσης πακέτα τσιπ ολοκληρωμένου κυκλώματος που χρησιμοποιούνται κυρίως σε υπολογιστές υψηλής απόδοσης και τηλεπικοινωνίες. Τα πακέτα BGA έχουν μπάλες συγκόλλησης διατεταγμένες σε πλέγμα που βρίσκεται στο κάτω μέρος της συσκευασίας τόσο για μηχανική υποστήριξη όσο και για ηλεκτρική σύνδεση. Αυτό το πακέτο είναι πολύ δημοφιλές λόγω της υπεροχής του στη θερμική και ηλεκτρική απόδοση και χρησιμοποιείται κυρίως σε συσκευές όπως επεξεργαστές, κάρτες γραφικών και άλλο εξοπλισμό δικτύωσης. Η πυκνότητα συσκευασίας BGA σε υψηλότερο IO είναι σε θέση να υποστηρίξει καλύτερη απαγωγή θερμότητας, καθιστώντας αυτό το πακέτο ένα από τα πιο προτιμώμενα για προηγμένα συστήματα.

Πακέτο LGA (Land Grid Array) 

Παρόμοια με το πακέτο BGA, το πακέτο LGA χρησιμοποιεί μια επίπεδη επιφάνεια επαφής και όχι μπάλες συγκόλλησης. Μια τέτοια φυσική κατασκευή διευκολύνει μια ακριβέστερη σύνδεση. Τα πακέτα LGA χρησιμοποιούνται ευρέως για σύγχρονο εξοπλισμό υψηλής ποιότητας, συμπεριλαμβανομένων διακομιστών, στοιχείων δικτύωσης και συσκευών για βιομηχανικές εφαρμογές, χάρη στην υψηλή αξιοπιστία και τις καλές ιδιότητες θερμικής διαχείρισης. 

Πακέτο SOIC (Small Outline Integrated Circuit) 

Λόγω του βασικού σχεδιασμού τους και του χαμηλού και εύκολου τύπου ενσωμάτωσης της μονάδας, τα πακέτα SOIC είναι ιδανικά για χρήση σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης χαμηλού κόστους. Τα πακέτα SOIC μπορούν εύκολα να τοποθετηθούν στην επιφάνεια καθώς το τσιπ έχει δύο πλευρικά καλώδια. Επομένως, η μαζική παραγωγή είναι εφικτή με αυτόν τον τύπο πακέτου. Ωστόσο, επειδή δεν έχουν τις ίδιες δυνατότητες υψηλής πυκνότητας με ένα πακέτο BGA ή QFN, χρησιμοποιούνται καλύτερα σε εφαρμογές που δεν απαιτούν συμπαγή ενσωμάτωση. 

Πακέτα 3D IC

Η συσκευασία 3D IC είναι ουσιαστικά μια προηγμένη τεχνολογία, συνδέει πολλαπλά τσιπ στοιβάζοντάς τα κάθετα και χρησιμοποιεί μέσω πυριτίου vias (TSV) για να το πράξει. Αυτό σπαταλά λιγότερο χώρο, καθιστώντας το πιο κατάλληλο για εφαρμογές στο υπολογιστικό νέφος, την τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης (AI) και την υπολογιστική υψηλών επιδόσεων (HPC). Οι συσκευές 3D IC βελτιώνουν επίσης την ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων και μειώνουν την ποσότητα ισχύος που αντλείται από μια συσκευή.

Επιλογή του σωστού τύπου του πακέτου τσιπ ολοκληρωμένου κυκλώματος

Υπάρχουν διαφορετικές ιδιότητες που κάνουν κάποιον να επιλέξει ένα συγκεκριμένο πακέτο τσιπ IC. Κυμαίνονται σε μέγεθος της συσκευής, τη χειροτεχνία της συσκευής, τις απαιτήσεις εργασίας της, το μέγεθος ελέγχου θερμότητας στο κόστος της συσκευής. Για παράδειγμα, οι συσκευές καταναλωτών SMD που είναι ελκυστικές σε μορφή και απαιτούν μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας θα έβρισκαν χρήσιμα τα πακέτα QFN. Από την άλλη, πιο ισχυροί διακομιστές και υπολογιστικές συσκευές θα προτιμούσαν τα πακέτα BGA ή LGA. Επιπλέον, οι προσδοκίες από το 3D IC όσον αφορά την ταχύτερη μεταφορά δεδομένων, μπορεί κανείς εύκολα να δει τη συνάφεια της συσκευασίας με τις εφαρμογές cloud computing AI.

Συμπέρασμα

Οι παραπάνω τύποι πακέτων τσιπ ολοκληρωμένου κυκλώματος είναι ζωτικής σημασίας κατά την επιλογή της επιλογής συσκευασίας για τις ηλεκτρονικές συσκευές σας. Υπάρχουν διάφοροι τύποι λύσεων συσκευασίας ολοκληρωμένου κυκλώματος που προσφέρονται από τη SACOH, οι οποίες είναι συγκεκριμένες για τη βιομηχανία, επεκτείνοντας καλύτερη απόδοση και αποτελεσματικότητα. Ως αποτέλεσμα, με αποτελεσματικό σχεδιασμό, η επιλογή των σωστών επιλογών συσκευασίας μπορεί να βοηθήσει τους κατασκευαστές να είναι πιο ανταγωνιστικοί στα προϊόντα τους για την τρέχουσα ατμόσφαιρα ηλεκτρονικών εφαρμογών.