IC のパッケージとその技術
CPU は1〜2cm 大のシリコンの薄片で,この保護と外部との接続ために外装(パッケージ)が行われる。
パッケージはシステム全体のパフォーマンスには重要な存在で,シリコンチップに電力を供給し,マザーボードとチップの間で情報を伝達。チップの熱を除いてピークパフォーマンスを維持し,チップを物理的に保護している。
8ビット時代には DIP が使われた。
構造的に簡単なので,今でも家電製品組み込み用の安い CPU に使われている。
16〜32ビットになると端子の数が増え DIP では作りにくくなった。
80286 はその過渡期で様々なパッケージのものが作られた。
その後,CPU のパッケージは PGA と QFP に集約されてきている。
素材は熱伝導の点からセラミックが主である,
ちなみに日本の京セラがこのトップメーカーである。
Controlled Collapse Chip Connection technology(C4 technology)
AMD-K6 などに採用されている LSI 技術の名称。
チップと基板を面配置のバンプで接続するもの。
パッケージは三層で構成さ,コア層を中心に C4 バンプと間隔の広いピンが正確にルートされるように相互接続する。
チップの周辺だけでなく,中央部にもパッドを形成できる。
信頼性が高く,コストも安いが,プロセッサの進歩により,厚く,相互接続端子の密度が限界に近いなど機能的にも限界に近づいたとみなされている。
bump
小さな球状のハンダをで,電気的にも物理的にもパッケージとダイ,
またはパッケージと基盤を接続する。
Bumpless Build-Up Layer(BBUL)
Intel が2001年10月8日に発表した,CPU ダイを直接パッケージコアに組み込む技術。
C4 バンプと接続層を省き,パッケージの内部に CPU ダイを実装することで,薄く・軽くなる。
従来の CPU ダイをパッケージの上に装着するものより,薄型軽量で,高速動作に適し,消費電力が少ないのが特徴。
また,接続端子は C4 バンプよりも高密度できる。
相互接続配線が短くなり,インダクタンスが少なくなるので,パフォーマンスや省電力性も向上する。
さらにピン側に配置されるコンデンサーがシリコン側に近づくことで電導が良くなり,より高いクロック周波数での動作が可能。
複数のチップを同一パッケージ上に搭載する「マルチチッププロセッサ」や,システムをパッケージに集約した「system-on-a-package」なども実現可能となるという。
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