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什么是CPU封装技术

  CPU封装对于芯片来说是必须的,也是至关重要的。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造,因此它是至关重要的。封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此,对于很多集成电路产品而言,封装技术都是非常关键的一环。

  目前采用的CPU封装多是用绝缘的塑料或陶瓷材料包装起来,能起着密封和提高芯片电热性能的作用。由于现在处理器芯片的内频越来越高,功能越来越强,引脚数越来越多,封装的外形也不断在改变。封装时主要考虑的因素:

1.芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1
2.引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能
3.基于散热的要求,封装越薄越好
  作为计算机的重要组成部分,CPU的性能直接影响计算机的整体性能。而CPU制造工艺的最后一步也是最关键一步就是CPU的封装技术,采用不同封装技术的CPU,在性能上存在较大差距。只有高品质的封装技术才能生产出完美的CPU产品。

CPU芯片的封装技术:

DIP封装

  DIP封装(Dual In-line Package),也叫双列直插式封装技术,指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100。DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏管脚。DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式)等。
 
DIP封装具有以下特点:
   1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。
   2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。
  最早的4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封装,通过其上的两排引脚可插到主板上的插槽或焊接在主板上。

QFP封装 

  这种技术的中文含义叫方型扁平式封装技术(Plastic Quad Flat Pockage),该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。该技术封装CPU时操作方便,可靠性高;而且其封装外形尺寸较小,寄生参数减小,适合高频应用;该技术主要适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线。
QFP封装   
  这种技术的中文含义叫方型扁平式封装技术(Plastic Quad Flat Pockage),该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。该技术封装CPU时操作方便,可靠性高;而且其封装外形尺寸较小,寄生参数减小,适合高频应用;该技术主要适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线。

PFP封装

  该技术的英文全称为Plastic Flat Package,中文含义为塑料扁平组件式封装。用这种技术封装的芯片同样也必须采用SMD技术将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊盘。将芯片各脚对准相应的焊盘,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。该技术与上面的QFP技术基本相似,只是外观的封装形状不同而已。

PGA封装

  该技术也叫插针网格阵列封装技术(Ceramic Pin Grid Arrau Package),由这种技术封装的芯片内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列,根据管脚数目的多少,可以围成2~5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为了使得CPU能够更方便的安装和拆卸,从486芯片开始,出现了一种ZIF CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。该技术一般用于插拔操作比较频繁的场合之下。

BGA封装

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