CPU芯片的封裝技術介紹

CPU芯片的封裝技術：

DIP封裝

DIP封裝（Dual In-line Package），也叫雙列直插式封裝技術，指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100。DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結(jié)構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應特別小心，以免損壞管腳。DIP封裝結(jié)構形式有：多層陶瓷雙列直插式DIP，單層陶瓷雙列直插式DIP，引線框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封結(jié)構式，陶瓷低熔玻璃封裝式）等。

DIP封裝具有以下特點：
1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。
最早的4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封裝，通過其上的兩排引腳可插到主板上的插槽或焊接在主板上。

QFP封裝

這種技術的中文含義叫方型扁平式封裝技術（Plastic Quad Flat Pockage），該技術實現(xiàn)的CPU芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般都在100以上。該技術封裝CPU時操作方便，可靠性高；而且其封裝外形尺寸較小，寄生參數(shù)減小，適合高頻應用；該技術主要適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線。

PFP封裝

該技術的英文全稱為Plastic Flat Package，中文含義為塑料扁平組件式封裝。用這種技術封裝的芯片同樣也必須采用SMD技術將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊盤。將芯片各腳對準相應的焊盤，即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。該技術與上面的QFP技術基本相似，只是外觀的封裝形狀不同而已。

PGA封裝

該技術也叫插針網(wǎng)格陣列封裝技術（Ceramic Pin Grid Arrau Package），由這種技術封裝的芯片內(nèi)外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列，根據(jù)管腳數(shù)目的多少，可以圍成2～5圈。安裝時，將芯片插入專門的PGA插座。為了使得CPU能夠更方便的安裝和拆卸，從486芯片開始，出現(xiàn)了一種ZIF CPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。該技術一般用于插拔操作比較頻繁的場合之下。

BGA封裝

BGA技術（Ball Grid Array Package）即球柵陣列封裝技術。該技術的出現(xiàn)便成為CPU、主板南、北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。但BGA封裝占用基板的面積比較大。雖然該技術的I/O引腳數(shù)增多，但引腳之間的距離遠大于QFP，從而提高了組裝成品率。而且該技術采用了可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能。另外該技術的組裝可用共面焊接，從而能大大提高封裝的可靠性；并且由該技術實現(xiàn)的封裝CPU信號傳輸延遲小，適應頻率可以提高很大。

BGA封裝具有以下特點：
1.I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率
2.雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能
3.信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高
4.組裝可用共面焊接，可靠性大大提高

目前較為常見的封裝形式：

OPGA封裝

OPGA（Organic pin grid Array，有機管腳陣列）。這種封裝的基底使用的是玻璃纖維，類似印刷電路板上的材料。 此種封裝方式可以降低阻抗和封裝成本。OPGA封裝拉近了外部電容和處理器內(nèi)核的距離，可以更好地改善內(nèi)核供電和過濾電流雜波。AMD公司的AthlonXP系列CPU大多使用此類封裝。

mPGA封裝

mPGA，微型PGA封裝，目前只有AMD公司的Athlon 64和英特爾公司的Xeon（至強）系列CPU等少數(shù)產(chǎn)品所采用，而且多是些高端產(chǎn)品，是種先進的封裝形式。

CPGA封裝

CPGA也就是常說的陶瓷封裝，全稱為Ceramic PGA。主要在Thunderbird（雷鳥）核心和“Palomino”核心的Athlon處理器上采用。

FC-PGA封裝

FC-PGA封裝是反轉(zhuǎn)芯片針腳柵格陣列的縮寫，這種封裝中有針腳插入插座。這些芯片被反轉(zhuǎn)，以至片模或構成計算機芯片的處理器部分被暴露在處理器的上部。通過將片模暴露出來，使熱量解決方案可直接用到片模上，這樣就能實現(xiàn)更有效的芯片冷卻。為了通過隔絕電源信號和接地信號來提高封裝的性能，F(xiàn)C-PGA 處理器在處理器的底部的電容放置區(qū)域（處理器中心）安有離散電容和電阻。芯片底部的針腳是鋸齒形排列的。此外，針腳的安排方式使得處理器只能以一種方式插入插座。FC-PGA 封裝用于奔騰 III 和英特爾 賽揚 處理器，它們都使用 370 針。