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1、浅谈芯片封装技术很多关注电脑核心配件发展的朋友都会注意到，一般新的CPU内存以及芯片组出现时都会强调其采用新的封装形式，不过很多人对封装并不了解。其实，所谓封装就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、保持芯片和增强电热性能的作用。 V+CnK8a Wk96* 而且芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。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。 ,GWpi ! )%ql*S: 由于封装技术的好坏还直接影响到芯
2、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。 因此，封装对CPU以及其他芯片都有着重要的作用。 FTu;&J6 mZi$# b! 封装时主要考虑的因素：芯片面积与封装面积之比为提高封装效率，尽量接近1：1。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。基于散热的要求，封装越薄越好。下面，就让我们通过图例，来了解一下一些比较有代表性的封装的具体情况吧。 S4|f O- 一、CPU的封装方式 *goAyJIbm m4/;C CPU封装是CPU生产过程中的最后一道工序，封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措
3、施，一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。 |U vUtm 6A/9 G/B CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装，而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈，目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。下面我们就一起来看看几种有代表性的CPU封装方式。 ,VEPwNcW )!_H6.) 采用SMD安装的芯
4、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点。将芯片各脚对准相应的焊点，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。而相似的PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。QFP/PFP封装适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线以及高频使用，可靠性较高，封装面积也比较小。 W_2mbZz, pE;zKg 2、PGA(Pin Grid Array)引脚网格阵列封装 :15X*.S-V +bm2H PGA封装也叫插针网格阵列封装
5、技术(Ceramic Pin Grid Arrau Package)，目前CPU的封装方式基本上是采用PGA封装，在芯片下方围着多层方阵形的插针，每个方阵形插针是沿芯片的四周，间隔一定距离进行排列的，根据管脚数目的多少，可以围成25圈。它的引脚看上去呈针状，是用插件的方式和电路板相结合。 tc h fxBhZhk 安装时，将芯片插入专门的PGA插座。PGA封装具有插拔操作更方便，可靠性高的优点，缺点是耗电量较大。从486的芯片开始，出现的一种ZIF(Zero Insertion Force Socket，零插拔力的插座)的CPU插座，使用该封装技术的CPU可以很容易、轻松地插入插座中，然后将搬
6、手压回原处，利用插座本身的特殊结构产生的挤压力，将CPU的管脚与插座牢牢的接触，绝对不会存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的搬手轻轻抬起，则压力解除，CPU芯片即可轻松取出。 专门用来安装和拆卸PGA封装的CPU。 +K6Uq; b3? kG PGA也衍生出多种封装方式，比较常见的有以下几种： gl4#x2S z5IjQ OPGA(Organic pin grid Array，有机管脚阵列)：这种封装的基底使用的是玻璃纤维，类似印刷电路板上的材料。 此种封装方式可以降低阻抗和封装成本。OPGA封装拉近了外部电容和处理器内核的距离，可以更好地改善内核供电和过滤电流杂波。AMD公司的A
7、thlonXP系列CPU大多使用此类封装。 J6W4N6e7N ZE5IH!.A mPGA：微型PGA封装，目前只有AMD公司的Athlon 64和英特尔公司的Xeon(至强)系列CPU等少数产品所采用，而且多是些高端产品，是种先进的封装形式。 n?Ngd(qw j |Z/Y-1) CPGA：也就是常说的陶瓷封装，全称为Ceramic PGA。主要在Thunderbird(雷鸟)核心和“Palomino”核心的Athlon处理器上采用。 8 w1R P&n#iFS FC-PGA：这种封装是反转芯片针脚栅格阵列的缩写，这种封装中有针脚插入插座。这些芯片被反转，以至片模或构成计算机芯片的处理器部分
8、被暴露在处理器的上部。通过将片模暴露出来，使热量解决方案可直接用到片模上，这样就能实现更有效的芯片冷却。为了通过隔绝电源信号和接地信号来提高封装的性能，FC-PGA 处理器在处理器的底部的电容放置区域(处理器中心)安有离散电容和电阻。芯片底部的针脚是锯齿形排列的。此外，针脚的安排方式使得处理器只能以一种方式插入插座。FC-PGA 封装用于奔腾 III 和英特尔 赛扬 处理器，它们都使用 370 针。 we(CLX Q2pl2m FC-PGA2 ：FC-PGA2封装与 FC-PGA 封装类型很相似，除了这些处理器还具有集成式散热器 (IHS)。集成式散热器是在生产时直接安装到处理器片上的。由于
9、IHS 与片模有很好的热接触并且提供了更大的表面积以更好地发散热量，所以它显著地增加了热传导。FC-PGA2 封装用于奔腾 III 和英特尔赛扬处理器(370 针)和奔腾 4 处理器(478 针)。 5lBx 5rivPQ6Z PPGA：PPGA的英文全称为“Plastic Pin Grid Array”，是塑针栅格阵列的缩写，这些处理器具有插入插座的针脚。为了提高热传导性，PPGA 在处理器的顶部使用了镀镍铜质散热器。芯片底部的针脚是锯齿形排列的。此外，针脚的安排方式使得处理器只能以一种方式插入插座。 A4Lzx?2b# 3、S.E.E.C.(单边接插卡盒)封装 a|qA+ 7 gn|16I
10、w S.E.C.C是Single Edge Contact Cartridge缩写，是单边接触卡盒的缩写。为了与主板连接，处理器被插入一个插槽。它不使用针脚，而是使用“金手指”触点，处理器使用这些触点来传递信号。S.E.C.C.被一个金属壳覆盖，这个壳覆盖了整个卡盒组件的顶端。卡盒的背面是一个热材料镀层，充当了散热器。S.E.C.C.内部，大多数处理器有一个被称为基体的印刷电路板连接起处理器、二级高速缓存和总线终止电路。S.E.C.C. 封装用于有242个触点的英特尔奔腾II处理器和有330个触点的奔腾II至强和奔腾III至强处理器。 =5*|5r aG;HJU0qk 4、S.E.E.C.2封
11、装 ll ZgnnIaThL S.E.C.C.2 封装与 S.E.C.C. 封装相似，除了S.E.C.C.2 使用更少的保护性包装并且不含有导热镀层。S.E.C.C.2 封装用于一些较晚版本的奔腾II 处理器和奔腾 III 处理器(242 触点)。 evv _g| -Z*b)Tg3 5、新封装技术 p4f/h6E ,/ BGA封装比QFP先进，更比PGA好，但它的芯片面积封装面积的比值仍很低。Tessera公司在BGA基础上做丁改进，研制出另一种称为BGA的封装技术，按05mm焊区中心距，芯片面积封装面积的比为1：4，比BGA前进了一大步。Celeron(赛扬)移动CPU通常采用“PGA”和“
12、BGA”封装方式。 &*wVZ t2U; 1 三菱电气研究的一种芯片面积封装面积=1：11的封装结构，其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说，单个IC芯片有多大，封装尺寸就有多大，从而诞生了一种新的封装形式，命名为芯片尺寸封装，简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封装满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要，解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题，而且封装面积缩小到BGA的14至110，延迟时间缩小到极短。 W(M0wIhk n/.!-K 二、内存芯片封装方式 BgG& %IvKRS 内存颗粒的封装方式最常见的有SOJ、T
13、SOP II、Tiny-BGA、BLP、BGA等封装，而未来趋势则将向CSP发展。 rbs *vPA M tk(v&6 1、SOJ(Small Out-Line J-Lead)小尺寸J形引脚封装 4 , . ,?3?s E91 SOJ封装方式是指内存芯片的两边有一排小的J形引脚，直接黏着在印刷电路板的表面上。它是一种表面装配的打孔封装技术，针脚的形状就像字母“J”，由此而得名。SOJ封装一般应用在EDO DRAM。 ;2Vj3|TW 2、Tiny-BGA(Tiny Ball Grid Array)小型球栅阵列封装 + 5H7 h |4hmo5 TinyBGA英文全称为Tiny Ball Grid Array(小型球栅阵列封装)，属于是BGA封装技术的一个分支。是Kingmax公司于19
