Nahaufnahme der Stifte eines Stiftgitters
Die Stiftleiste an der Unterseite des Prototyp- Mikroprozessors Motorola 68020
Die Pin-Grid-Anordnung an der Unterseite eines AMD Phenom X4 9750 Prozessors, der den AMD AM2+ Sockel verwendet.

Ein Pin-Grid-Array ( PGA ) ist eine Art Gehäuse für integrierte Schaltkreise . Bei einem PGA ist das Gehäuse quadratisch oder rechteckig, und die Pins sind in einem regelmäßigen Raster auf der Unterseite angeordnet. Der übliche Pin-Abstand beträgt 2,54 mm (0,1 Zoll) [ 1 ] , und die Pins können die gesamte Unterseite des Gehäuses bedecken oder auch nicht. Bei PGAs mit höherer Pin-Anzahl wird häufig ein Abstand von 1,27 mm (0,05 Zoll) verwendet.

PGAs werden häufig mittels Durchsteckmontage auf Leiterplatten montiert oder in einen Sockel eingesetzt . PGAs ermöglichen mehr Pins pro integriertem Schaltkreis als ältere Gehäuseformen wie das Dual-in-Line-Gehäuse (DIP).

Chipmontage

Die Unterseite eines 80486 mit abgenommenem Deckel zeigt die Chip- und Drahtbondverbindungen.

Der Chip kann entweder oben oder unten (auf der Seite mit den Pins) montiert werden. Die Verbindungen können entweder durch Drahtbonden oder durch Flip-Chip -Montage hergestellt werden. Typischerweise wird bei PGA-Gehäusen Drahtbonden verwendet, wenn der Chip auf der Seite mit den Pins montiert ist, und Flip-Chip-Bauweise, wenn der Chip oben montiert ist. Einige PGA-Gehäuse enthalten mehrere Dies, beispielsweise Zen 2- und Zen 3 -Ryzen-Prozessoren für den AM4-Sockel .

Flip-Chip

Die Unterseite eines FC-PGA-Gehäuses (Der Chip befindet sich auf der anderen Seite.)

Ein Flip-Chip -Pin-Grid-Array (FC-PGA oder FCPGA) ist eine Form des Pin-Grid-Arrays, bei dem der Chip mit der Chipseite nach unten auf dem Substrat liegt und die Rückseite des Chips freiliegt. Dadurch wird ein direkterer Kontakt des Chips mit dem Kühlkörper oder anderen Kühlmechanismen ermöglicht.

FC-PGA-Prozessoren wurden 1999 von Intel für die Coppermine-Core-Prozessoren Pentium III und Celeron [ 2 ] auf Basis des Sockels 370 eingeführt und bis zum Sockel G3 im Jahr 2013 produziert. FC-PGA-Prozessoren passen in ZIF-Sockel ( Zero Insertion Force ) auf Motherboards ; ähnliche Bauformen wurden auch von AMD verwendet.

Material

Keramik

Ein Ceramic Pin Grid Array (CPGA) ist eine Gehäuseform für integrierte Schaltkreise . Dabei wird ein Keramiksubstrat mit in einem Pin-Grid-Array angeordneten Pins verwendet. Beispiele für CPUs mit CPGA-Gehäuse sind die AMD Socket-A-Prozessoren Athlon und Duron .

AMD verwendete für seine Athlon- und Duron-Prozessoren mit Sockel A sowie für einige AMD-Prozessoren mit Sockel AM2 und AM2+ einen CPGA (Certified Plot Generator). Obwohl auch andere Hersteller ähnliche Bauformen einsetzen, werden diese nicht offiziell als CPGA bezeichnet. Diese Gehäuseart verwendet ein Keramiksubstrat mit in einem Array angeordneten Pins.

  • Ein 1,2 GHz VIA C3 Mikroprozessor in einem Keramikgehäuse
    Ein 1,2 GHz VIA C3 Mikroprozessor in einem Keramikgehäuse
  • 133-MHz-Pentium-Chip in einem Keramikgehäuse
    133-MHz-Pentium-Chip in einem Keramikgehäuse

Bio

Demonstration eines PGA-ZIF-Sockels ( AMD 754 )

Ein Organic Pin Grid Array (OPGA) ist eine Verbindungsart für integrierte Schaltkreise , insbesondere CPUs , bei der der Siliziumchip auf einer Platte aus organischem Kunststoff befestigt ist , die mit einer Anordnung von Stiften durchbohrt ist , welche die erforderlichen Verbindungen zum Sockel herstellen .

  • Die Unterseite eines Celeron-400 in einem PPGA
    Die Unterseite eines Celeron -400 in einem PPGA
  • Eine OPGA-CPU. Beachten Sie die braune Farbe – viele OPGA-Bauteile sind grün. Der Chip befindet sich in der Mitte des Bauteils, und die vier grauen Kreise sind Schaumstoffabstandshalter, die den durch den Kühlkörper verursachten Druck auf den Chip verringern.
    Eine OPGA-CPU. Beachten Sie die braune Farbe – viele OPGA-Bauteile sind grün. Der Chip befindet sich in der Mitte des Bauteils, und die vier grauen Kreise sind Schaumstoffabstandshalter, die den durch den Kühlkörper verursachten Druck auf den Chip verringern.

Plastik

Die Oberseite eines Celeron -400 in einem PPGA-Gehäuse

Intel verwendete für die späteren Celeron -Prozessoren mit Mendocino-Kern auf Basis des Sockels 370 die PPGA-Bauweise (Plastic Pin Grid Array) . [ 3 ] Einige Prozessoren vor dem Sockel 8 verwendeten ebenfalls einen ähnlichen Formfaktor, obwohl sie nicht offiziell als PPGA bezeichnet wurden.

Unterseite eines Pentium 4 in einem PGA-Gehäuse

Pin-Belegung

Versetzter Stift

Die versetzte Pin-Grid-Array-Architektur (SPGA) wird von Intel-Prozessoren auf Basis von Sockel 5 und Sockel 7 verwendet . Sockel 8 nutzte ein partielles SPGA-Layout auf der Hälfte des Prozessors.

Ein Beispiel für einen Sockel für ein gestaffeltes Pin-Grid-Array-Gehäuse
Ansicht der Sockel-7-321-Pin-Anschlüsse einer CPU

Es besteht aus zwei quadratischen Pin-Arrays, die in beide Richtungen um die Hälfte des minimalen Pin-Abstands eines der Arrays versetzt sind. Anders ausgedrückt: Innerhalb eines Quadrats bilden die Pins ein diagonales quadratisches Gitter . In der Mitte des Gehäuses befindet sich üblicherweise ein Bereich ohne Pins. SPGA-Gehäuse werden in der Regel für Geräte verwendet, die eine höhere Pin-Dichte benötigen, als ein PGA bieten kann, beispielsweise Mikroprozessoren .

Zucht

Ein Stud Grid Array (SGA) ist ein Chip-Scale-Package mit kurzen Pins für die Oberflächenmontage . Das Polymer-Stud Grid Array bzw. Kunststoff-Stud Grid Array wurde gemeinsam vom Interuniversitären Mikroelektronikzentrum (IMEC) und dem Labor für Produktionstechnologie von Siemens entwickelt . [ 4 ] [ 5 ]

rPGA

Die reduzierte Pin-Anordnung wurde bei den gesockelten mobilen Varianten der Intel Core i3/5/7-Prozessoren verwendet und zeichnet sich durch einen reduzierten Pinabstand von 1  mm aus [ 6 ] , im Gegensatz zum  Pinabstand von 1,27 mm, der bei aktuellen AMD-Prozessoren und älteren Intel-Prozessoren verwendet wird. Sie kommt in den Sockeln G1 , G2 und G3 zum Einsatz.

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Vijay Nath (24. März 2017). Proceedings of the International Conference on Nano-electronics, Circuits & Communication Systems . Springer. S. 304. ISBN 978-981-10-2999-8Die
  2. ^ „Intel stellt neues Design für PCs unter 1000 US-Dollar vor“. Philippine Daily Inquirer. 24. April 2000.{{cite web}}Fehlend oder leer |url=( Hilfe )
  3. ^ Robert Bruce Thompson; Barbara Fritchman Thompson (24. Juli 2003). PC Hardware in a Nutshell: A Desktop Quick Reference . O'Reilly Media, Inc. S. 44. ISBN 978-0-596-55234-3Die
  4. ^ „BGA-Sockel/BGA-Anschluss“ . Jsits.com . Abgerufen am 05.06.2015 .
  5. ^ Link (auf Deutsch) Archiviert am 1. Oktober 2011 in der Wayback Machine
  6. ^ „Molex-Steckplätze für Server, Desktop-PCs und Notebooks erhalten Intel®-Validierung“ . Archiviert vom Original am 09.12.2019 . Abgerufen am 15.03.2016 .

Quellen