Podľa najnovších trendov je výber vhodného typu čipového balíka integrovaného obvodu (IC) veľmi dôležitý vzhľadom na rýchle zmeny v elektronickom prostredí. Výkon, tepelný manažment a účinnosť čipu sú do značnej miery určené typom balenia. Princípy fungovania, výhody a rozdiely množstva čipových balíkov umožňujú výber optimálnej aplikácie, či už ide o spotrebnú elektroniku, telekomunikácie, automobilový priemysel alebo priemysel. Táto príručka ďalej podrobne popisuje najdôležitejšie vlastnosti balíkov IC čipov rôznych typov a ich úlohy v rôznych sektoroch. Aké sú tieto rôzne typy balíkov namontovaných na IC čipoch? Rôzne štruktúry obalov z hľadiska tvaru, rozmerov pre integráciu, ako aj ochrany integrovaných obvodov špecifikovaného tvaru sú známe ako typy balení ic čipov kvôli bežne prítomnej viacvrstvovej konštrukcii. V závislosti od niekoľkých faktorov, ako je konštrukčná konfigurácia, tieto balíky umožňujú pripojenie z integrovaného obvodu k exteriéru a umožňujú obvodom fungovať s ostatnými prvkami zariadenia. Balenie tiež zabraňuje čipu pred možnými vonkajšími faktormi, ako je nadmerné teplo alebo EMI. Takéto vlastnosti zase ovplyvňujú výber balíka.

Typy čipových obalov používaných na návrh integrovaných obvodov

Balík QFN

Balíky QFN sú menej známe IC čipové balíky, ale široko používané v spotrebnej elektronike a mobilných zariadeniach. Toto balenie pozostáva z plochej konštrukcie s vodičmi na zadnej strane komponentu a má lepšiu kompaktnú veľkosť. Eliminuje olovo z dizajnu a zvyšuje tepelný výkon, vďaka čomu je vhodný pre rôzne aplikácie vyžadujúce vysokorýchlostný prenos dát pri nízkej spotrebe energie. Balíky QFN sú tiež tepelne navrhnuté tak, aby vyhovovali väčšine aplikácií, kde sa vyžaduje vyšší výkon. Znamenajú byť spoľahliví až do úlohy vďaka vynikajúcim vlastnostiam rozptylu tepla.

Balík BGA

Balík BGA sa tiež nazýva IC čipové balíky, ktoré sa väčšinou používajú vo vysokovýkonných výpočtoch a telekomunikáciách. Obaly BGA majú spájkovacie guľôčky usporiadané do mriežkovaného vzoru umiestnené na spodnej strane balenia pre mechanickú podporu aj elektrické pripojenie. Tento balík je veľmi obľúbený vďaka svojej prevahe v tepelnom a elektrickom výkone a používa sa hlavne v zariadeniach, ako sú procesory, grafické karty a iné sieťové zariadenia. Hustota balenia BGA pri vyšších IO je schopná podporovať lepší odvod tepla, vďaka čomu je tento balík jedným z najpreferovanejších pre pokročilé systémy.

Balík LGA (Land Grid Array) 

Podobne ako puzdro BGA, aj puzdro LGA používa skôr plochú kontaktnú plochu ako guľôčky spájky. Takáto fyzická konštrukcia umožňuje presnejšie pripojenie. Balíky LGA sú vďaka svojej vysokej spoľahlivosti a dobrým vlastnostiam tepelného manažmentu široko používané pre prvotriedne moderné zariadenia vrátane serverov, sieťových prvkov a zariadení pre priemyselné aplikácie. 

Balík SOIC (Small Outline Integrated Circuit) 

Vďaka svojmu základnému dizajnu a nízkej a ľahkej integrácii modulov sú balíky SOIC ideálne na použitie v nízkonákladovej spotrebnej elektronike. Balíky SOIC je možné ľahko namontovať na povrch, pretože čip má dva bočné vodiče; Preto je s týmto typom balenia možná hromadná výroba. Pretože však nemajú rovnaké možnosti vysokej hustoty ako balík BGA alebo QFN, najlepšie sa používajú v aplikáciách, ktoré nevyžadujú kompaktnú integráciu. 

Balíky 3D integrovaných obvodov

Obal 3D IC je v podstate pokročilá technológia, spája viacero čipov ich vertikálnym stohovaním a využíva na to priechody cez kremík (TSV). Tým sa plytvá menej miesta, vďaka čomu je vhodnejšia pre aplikácie v oblasti cloud computingu, technológie umelej inteligencie (AI) a vysokovýkonnej výpočtovej techniky (HPC). 3D IC zariadenia tiež zlepšujú rýchlosť prenosu údajov a znižujú množstvo energie odoberanej zo zariadenia.

Výber správneho typu balíka IC čipov

Existujú rôzne vlastnosti, vďaka ktorým si človek vyberie konkrétny balík IC čipov. Líšia sa veľkosťou zariadenia, remeselnou prácou zariadenia, jeho pracovnými požiadavkami, veľkosťou regulácie tepla až po náklady na zariadenie. Napríklad SMD spotrebiteľské zariadenia príťažlivé svojou formou a vyžadujúce vysokorýchlostný prenos dát by považovali balíky QFN za užitočné. Na druhej strane, robustnejšie servery a výpočtové zariadenia by uprednostnili balíky BGA alebo LGA. Okrem toho, očakávania od 3D IC z hľadiska rýchlejšieho prenosu údajov možno ľahko vidieť relevantnosť balenia pre aplikácie AI cloud computingu.

Záver

Vyššie uvedené typy balení IC čipov sú rozhodujúce pri výbere možnosti balenia pre vaše elektronické zariadenia. Spoločnosť SACOH ponúka rôzne typy obalových riešení IC, ktoré sú špecifické pre dané odvetvie a zvyšujú lepší výkon a účinnosť. Výsledkom je, že pri efektívnom plánovaní môže výber správnych možností balíkov pomôcť výrobcom byť konkurencieschopnejšími vo svojich produktoch v súčasnej atmosfére elektronických aplikácií.