常常聽(tīng)到各 處理器廠商在公開(kāi)場(chǎng)合提到兩個(gè)詞：架構(gòu)、封裝技術(shù)，那么，這兩個(gè)東東到底是什么東東，都對(duì)CPU產(chǎn)生了什么影響呢？ CPU架構(gòu)對(duì)于處理器品質(zhì)的影響，大兵在此勿需多談， Intel的Core微架構(gòu)、 AMD的直連架構(gòu)，那都是憑實(shí)力打下的江山——如果對(duì)于穩(wěn)定性、能耗比這些關(guān)注的焦點(diǎn)把握不住，也不會(huì)取得今天這么龐大的市場(chǎng)業(yè)績(jī)了。 另外那個(gè)叫做“封裝技術(shù)”的東東，到底是什么？它對(duì)處理器有什么影響呢？我們一起來(lái)看看。
CPU封裝的定義
所謂的CPU，拆開(kāi)外殼來(lái)看，其實(shí)也是一個(gè)滲入高技術(shù)含量的 集成電路板。那么在業(yè)內(nèi)就有按照CPU的實(shí)質(zhì)給出其封裝技術(shù)的定義： 封裝技術(shù)是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術(shù)，而CPU則是使用外殼將CPU核心電路(也有人稱為CPU內(nèi)核或 芯片內(nèi)核)封裝后的 產(chǎn)品。 ?
封裝技術(shù)，你了解幾種？
CPU封裝的意義
CPU封裝對(duì)于芯片來(lái)說(shuō)是必須的，也是至關(guān)重要的。因?yàn)樾酒仨毰c外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路的腐蝕而造成 電氣性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸。由于封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的 PCB（印制電路板）的設(shè)計(jì)和制造，因此它是至關(guān)重要的。封裝也可以說(shuō)是指安裝 半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過(guò)印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。因此，對(duì)于很多集成電路產(chǎn)品而言，封裝技術(shù)都是非常關(guān)鍵的一環(huán)。 封裝技術(shù)的分類(lèi)與特性
DIP封裝
DIP封裝也叫雙列直插式封裝技術(shù)(Dual In-line Package)，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(guò)100。DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。當(dāng)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(jìn)行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時(shí)應(yīng)特別小心，以免損壞管腳。DIP封裝結(jié)構(gòu)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(gòu)式，陶瓷低熔玻璃封裝式）等。
DIP封裝的特點(diǎn)是：適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便，芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。
QFP封裝
QFP封裝也叫方型扁平式封裝技術(shù)（Plast ic Quad Flat Pockage），該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的CPU芯片引腳之間距離很小，管腳很細(xì)，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。 QFP封裝的特點(diǎn)是：封裝CPU時(shí)操作方便，可靠性高；封裝外形尺寸較小，寄生 參數(shù)減小，適合高頻應(yīng)用；該技術(shù)主要適合用SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線。 PFP封裝
PFP封裝也叫塑料扁平組件式封裝(Plastic Flat Package)。用這種技術(shù)封裝的芯片同樣也必須采用SMD技術(shù)將芯片與主板焊接起來(lái)。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(shè)計(jì)好的相應(yīng)管腳的焊盤(pán)。將芯片各腳對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的焊盤(pán)，即可實(shí)現(xiàn)與主板的焊接。
PFP封裝的特點(diǎn)是：焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來(lái)的；與QFP技術(shù)基本相似，只是外觀的封裝形狀不同。
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在許多業(yè)內(nèi)朋友的眼睛里，陶瓷封裝可能會(huì)更多在AMD處理器產(chǎn)品中看見(jiàn)
PGA封裝也叫插針網(wǎng)格陣列封裝技術(shù)(Ce ramic Pin Grid Arrau Package)，由這種技術(shù)封裝的芯片內(nèi)外有多個(gè)方陣形的插針，每個(gè)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(shí)，將芯片插入專門(mén)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(kāi)始，出現(xiàn)了一種ZIF CPU插座，專門(mén)用來(lái)滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。 PGA封裝的特點(diǎn)是：適合于插拔操作比較頻繁的測(cè)試或者演示等場(chǎng)合。
BGA封裝
BGA技術(shù)（Ball Grid Array Package）即球柵陣列封裝技術(shù)。該技術(shù)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(shù)的I/O引腳數(shù)增多，但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP，從而提高了組裝成品率。而且該技術(shù)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(shù)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(shù)實(shí)現(xiàn)的封裝CPU 信號(hào)傳輸延遲小，適應(yīng)頻率可以提高很大。 BGA封裝的特點(diǎn)是：I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP封裝方式，提高了成品率；功耗增加，但采用了可控塌陷芯片法焊接，可以改善電熱性能；信號(hào)傳輸延遲小，適應(yīng)頻率大大提高；組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。
LGA封裝
LGA全稱是Land Grid Array，直譯過(guò)來(lái)就是柵格陣列封裝，這種技術(shù)以觸點(diǎn)代替針腳，與 英特爾處理器之前的封裝技術(shù)Socket 478相對(duì)應(yīng)，它也被稱為Socket T。而如產(chǎn)品線LGA775，就是說(shuō)此產(chǎn)品線具有775個(gè)觸點(diǎn)。 LGA封裝的特點(diǎn)是：用金屬觸點(diǎn)式封裝取代了以往的針狀插腳，很大程度上降低了CPU處理傳輸?shù)难舆t；需要在主板上安裝CPU扣架來(lái)固定，以邊CPU可以正確地壓在Socket露出來(lái)的具有彈性的觸須上；原理與BGA封裝類(lèi)似，不過(guò)BGA是用錫焊死，而LGA則是可以隨時(shí)解開(kāi)扣架更換芯片，維護(hù)過(guò)程相對(duì)方便。
OPGA封裝
OPGA封裝也叫有機(jī)管腳陣列( Organic pin grid Array)。這種封裝的基底使用的是玻璃纖維，類(lèi)似印刷電路板上的材料。 OPGA封裝的特點(diǎn)是：降低阻抗和封裝成本，拉近外部 電容和芯片內(nèi)核的距離，可以更好地改善內(nèi)核 供電和過(guò)濾 電流雜波。 MPGA封裝
MPGA封裝也叫微型PGA，即微型插針網(wǎng)格陣列封裝，目前AMD 公司的Op teron和英特爾公司的Xeon(至強(qiáng))等服務(wù)器CPU都有采用，是一種較為先進(jìn)的技術(shù)，應(yīng)用在許多高端CPU產(chǎn)品中。 MPGA封裝的特點(diǎn)是：在PGA封裝優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，利用更加先進(jìn)的工藝制程將PGA微型化，以更好地控制空間。
CPGA封裝
CPGA封裝也叫陶瓷封裝(Ceramic PGA)，一種采用陶瓷材料的PGA封裝模式。
CPGA的特點(diǎn)是：產(chǎn)品使用陶瓷材質(zhì)，實(shí)現(xiàn)更好的絕緣效果，而且散熱、耐熱性也控制得當(dāng)。在許多由AMD生產(chǎn)的CPU中可見(jiàn)。
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能把兩塊雙核處理器放在同等體積的外殼中，需要更小的M級(jí)納米工藝
PPGA封裝
PPGA封裝也叫塑針柵格陣列(Plastic Pin Grid Array)。
PPGA封裝的特點(diǎn)是：處理器的頂部使用了鍍鎳銅質(zhì)散熱器，提高了熱傳導(dǎo)；針腳以鋸齒形排列，若操作不當(dāng)，容易造成針腳的折斷。
FC-PGA封裝
FC-PGA封裝也叫反轉(zhuǎn)芯片針腳柵格陣列封裝。FC-PGA封裝中，底部的針腳以鋸齒形排列，芯片被反轉(zhuǎn)，以至片?；驑?gòu)成計(jì)算機(jī)芯片的處理器部分被暴露在處理器的上部，在底部的電容區(qū)(處理器 中心)安有離散電容和 電阻。 FC-PGA封裝的特點(diǎn)是：暴露片模，散熱可以直接通過(guò)片模實(shí)現(xiàn)，這樣可以提高芯片冷卻的效率；隔絕 電源信號(hào)和接地信號(hào)，提高了封裝性能；針腳排列的設(shè)計(jì)固定了處理器插入的方位，若是未加留意隨便插入，容易造成CPU針腳的折斷。 FC-PGA2封裝
FC-PGA2也可以看作是FC-PGA二代，是在FC-PGA的基礎(chǔ)上添加了集成式散熱器 (IHS)，在工廠生產(chǎn)時(shí)已經(jīng)直接安裝到CPU上。
FC-PGA2封裝的特點(diǎn)是：在FC-PGA的基礎(chǔ)上，將IHS與片模直接接觸，表面積的增加和直接傳導(dǎo)的效果大大提升了散熱性能。
OOI封裝
OOI封裝也叫基板柵格陣列(OLGA)。芯片使用反轉(zhuǎn)芯片設(shè)計(jì)，其中處理器朝下附在基體上，有一個(gè)集成式導(dǎo)熱器 (IHS)，能幫助散熱器將熱量傳給正確安裝的風(fēng)扇散熱器。
OOI封裝的特點(diǎn)是：更好的信號(hào)完整性、更有效的散熱和更低的自感應(yīng)效果。
編后語(yǔ)：
以上介紹并未完全籠括市場(chǎng)中所有的封裝技術(shù)，許多主流的高性能產(chǎn)品也并不是單一的一種封裝方式，而是集合多種封裝技術(shù)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化組合。
按照摩爾定律“每平方英寸芯片的 晶體管數(shù)目每過(guò)18個(gè)月就將增加一倍，成本則下降一半”的預(yù)測(cè)，我們或許可以期待越來(lái)越具性價(jià)比的處理器誕生。 | 