中心議題：

• CPU芯片的封裝技術發展
• 各種封裝技術的優缺點

解決方案：

• 芯片麵積與封裝麵積之比為提高封裝效率，盡量接近1:1
• 引腳要盡量短以減少延遲
  ，引腳間的距離盡量遠，以保證互不幹擾
  ，提高性能
• 基於散熱的要求
  ，封裝越薄越好

所謂“CPU封裝技術”是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術。以CPU為例
，我們實際看到的體積和外觀並不是真正的CPU內核的大小和麵貌，而是CPU內核等元件經過封裝後的產品。

CPU封(feng)裝(zhuang)對(dui)於(yu)芯(xin)片(pian)來(lai)說(shuo)是(shi)必(bi)須(xu)的(de)
，也(ye)是(shi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)。因(yin)為(wei)芯(xin)片(pian)必(bi)須(xu)與(yu)外(wai)界(jie)隔(ge)離(li)，以(yi)防(fang)止(zhi)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)雜(za)質(zhi)對(dui)芯(xin)片(pian)電(dian)路(lu)的(de)腐(fu)蝕(shi)而(er)造(zao)成(cheng)電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)

，封(feng)裝(zhuang)後(hou)的(de)芯(xin)片(pian)也(ye)更(geng)便(bian)於(yu)安(an)裝(zhuang)和(he)運(yun)輸(shu)。由(you)於(yu)封(feng)裝(zhuang)技(ji)術(shu)的(de)好(hao)壞(huai)還(hai)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)芯(xin)片(pian)自(zi)身(shen)性(xing)能(neng)的(de)發(fa)揮(hui)和(he)與(yu)之(zhi)連(lian)接(jie)的(de)PCB（印製電路板）的設計和製造，因此它是至關重要的。封裝也可以說是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放
、固定、密封、保護芯片和增強導熱性能的作用，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁——芯(xin)片(pian)上(shang)的(de)接(jie)點(dian)用(yong)導(dao)線(xian)連(lian)接(jie)到(dao)封(feng)裝(zhuang)外(wai)殼(ke)的(de)引(yin)腳(jiao)上(shang)
，這(zhe)些(xie)引(yin)腳(jiao)又(you)通(tong)過(guo)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)導(dao)線(xian)與(yu)其(qi)他(ta)器(qi)件(jian)建(jian)立(li)連(lian)接(jie)。因(yin)此(ci)，對(dui)於(yu)很(hen)多(duo)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)產(chan)品(pin)而(er)言(yan)，封(feng)裝(zhuang)技(ji)術(shu)都(dou)是(shi)非(fei)常(chang)關(guan)鍵(jian)的(de)一(yi)環(huan)。

目前采用的CPU封(feng)裝(zhuang)多(duo)是(shi)用(yong)絕(jue)緣(yuan)的(de)塑(su)料(liao)或(huo)陶(tao)瓷(ci)材(cai)料(liao)包(bao)裝(zhuang)起(qi)來(lai)，能(neng)起(qi)著(zhe)密(mi)封(feng)和(he)提(ti)高(gao)芯(xin)片(pian)電(dian)熱(re)性(xing)能(neng)的(de)作(zuo)用(yong)。由(you)於(yu)現(xian)在(zai)處(chu)理(li)器(qi)芯(xin)片(pian)的(de)內(nei)頻(pin)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)，功(gong)能(neng)越(yue)來(lai)越(yue)強(qiang)，引(yin)腳(jiao)數(shu)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)
，封(feng)裝(zhuang)的(de)外(wai)形(xing)也(ye)不(bu)斷(duan)在(zai)改(gai)變(bian)。封(feng)裝(zhuang)時(shi)主(zhu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)因(yin)素(su)：

• 芯片麵積與封裝麵積之比為提高封裝效率
  ，盡量接近1:1
• 引腳要盡量短以減少延遲，引腳間的距離盡量遠，以保證互不幹擾，提高性能
• 基於散熱的要求，封裝越薄越好

作為計算機的重要組成部分，CPU的性能直接影響計算機的整體性能。而CPU製造工藝的最後一步也是最關鍵一步就是CPU的封裝技術，采用不同封裝技術的CPU，在性能上存在較大差距。隻有高品質的封裝技術才能生產出完美的CPU產品。

CPU芯片的封裝技術：

DIP封裝

DIP封裝（DualIn-linePackage），yejiaoshuangliezhichashifengzhuangjishu，zhicaiyongshuangliezhichaxingshifengzhuangdejichengdianluxinpian，juedaduoshuzhongxiaoguimojichengdianlujuncaiyongzhezhongfengzhuangxingshi，qiyinjiaoshuyibanbuchaoguo100。DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數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.芯片麵積與封裝麵積之間的比值較大
，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（PlasticQuadFlatPockage）
，該技術實現的CPU芯片引腳之間距離很小，管腳很細
，一般大規模或超大規模集成電路采用這種封裝形式
，其引腳數一般都在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，寄生參數減小
，適合高頻應用；該技術主要適合用SMT表麵安裝技術在PCB上安裝布線。

PFP封裝

該技術的英文全稱為PlasticFlatPackage
，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an裝zhuang的de芯xin片pian不bu必bi在zai主zhu板ban上shang打da孔kong，一yi般ban在zai主zhu板ban表biao麵mian上shang有you設she計ji好hao的de相xiang應ying管guan腳jiao的de焊han盤pan。將jiang芯xin片pian各ge腳jiao對dui準zhun相xiang應ying的de焊han盤pan，即ji可ke實shi現xian與yu主zhu板ban的de焊han接jie。用yong這zhe種zhong方fang法fa焊han上shang去qu的de芯xin片pian
，如ru果guo不bu用yong專zhuan用yong工gong具ju是shi很hen難nan拆chai卸xie下xia來lai的de。該gai技ji術shu與yu上shang麵mian的deQFP技術基本相似，隻是外觀的封裝形狀不同而已。

PGA封裝

該技術也叫插針網格陣列封裝技術（CeramicPinGridArrauPackage），由這種技術封裝的芯片內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
，根據管腳數目的多少
，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，出現了一種ZIFCPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。該技術一般用於插拔操作比較頻繁的場合之下。
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BGA封裝

BGA技術（BallGridArrayPackage）即球柵陣列封裝技術。該技術的出現便成為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封裝占用基板的麵積比較大。雖然該技術的I/O引腳數增多，但引腳之間的距離遠大於QFP
，從cong而er提ti高gao了le組zu裝zhuang成cheng品pin率lv。而er且qie該gai技ji術shu采cai用yong了le可ke控kong塌ta陷xian芯xin片pian法fa焊han接jie，從cong而er可ke以yi改gai善shan它ta的de電dian熱re性xing能neng。另ling外wai該gai技ji術shu的de組zu裝zhuang可ke用yong共gong麵mian焊han接jie，從cong而er能neng大da大da提ti高gao封feng裝zhuang的de可ke靠kao性xing；並且由該技術實現的封裝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引腳數雖然增多，但引腳之間的距離遠大於QFP封裝方式，提高了成品率

2.雖然BGA的功耗增加，但由於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.組裝可用共麵焊接
，可靠性大大提高

目前較為常見的封裝形式：

OPGA封裝

OPGA（OrganicpingridArray，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核的距離，可以更好地改善內核供電和過濾電流雜波。AMD公司的AthlonXP係列CPU大多使用此類封裝。

mPGA封裝

mPGA，微型PGA封裝，目前隻有AMD公司的Athlon64和英特爾公司的Xeon（至強）係列CPU等少數產品所采用，而且多是些高端產品
，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CeramicPGA。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-PGAfengzhuangshifanzhuanxinpianzhenjiaozhagezhenliedesuoxie
，zhezhongfengzhuangzhongyouzhenjiaocharuchazuo。zhexiexinpianbeifanzhuan，yizhipianmohuogouchengjisuanjixinpiandechuliqibufenbeibaoluzaichuliqideshangbu。tongguojiangpianmobaoluchulai，shireliangjiejuefangankezhijieyongdaopianmoshang，zheyangjiunengshixiangengyouxiaodexinpianlengque。weiletongguogejuedianyuanxinhaohejiedixinhaolaitigaofengzhuangdexingneng，FC-PGA處理器在處理器的底部的電容放置區域（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隻能以一種方式插入插座。FC-PGA封裝用於奔騰III和英特爾賽揚處理器，它們都使用370針。

FC-PGA2封裝

FC-PGA2封裝與FC-PGA封裝類型很相似，除了這些處理器還具有集成式散熱器(IHS)。集成式散熱器是在生產時直接安裝到處理器片上的。由於IHS與片模有很好的熱接觸並且提供了更大的表麵積以更好地發散熱量，所以它顯著地增加了熱傳導。FC-PGA2封裝用於奔騰III和英特爾賽揚處理器（370針）和奔騰4處理器（478針）。

OOI封裝

OOI是OLGA的簡寫。OLGA代表了基板柵格陣列。OLGA芯片也使用反轉芯片設計，其中處理器朝下附在基體上
，實現更好的信號完整性
、更有效的散熱和更低的自感應。OOI有一個集成式導熱器(IHS)，能幫助散熱器將熱量傳給正確安裝的風扇散熱器。OOI用於奔騰4處理器，這些處理器有423針。

PPGA封裝

“PPGA”的英文全稱為“PlasticPinGridArray”，是塑針柵格陣列的縮寫，這些處理器具有插入插座的針腳。為了提高熱傳導性
，PPGAzaichuliqidedingbushiyongledunietongzhisanreqi。xinpiandibudezhenjiaoshijuchixingpailiede。ciwai，zhenjiaodeanpaifangshishidechuliqizhinengyiyizhongfangshicharuchazuo。

S.E.C.C.封裝

“S.E.C.C.”是“SingleEdgeContactCartridge”縮寫，是單邊接觸卡盒的縮寫。為了與主板連接

，處理器被插入一個插槽。它不使用針腳，而是使用“金手指”觸點
，處理器使用這些觸點來傳遞信號。S.E.C.C.被一個金屬殼覆蓋，這個殼覆蓋了整個卡盒組件的頂端。

卡盒的背麵是一個熱材料鍍層，充當了散熱器。S.E.C.C.內部，大多數處理器有一個被稱為基體的印刷電路板連接起處理器
、二級高速緩存和總線終止電路。S.E.C.C.封裝用於有242個觸點的英特爾奔騰II處理器和有330個觸點的奔騰II至強和奔騰III至強處理器。

S.E.C.C.2封裝

S.E.C.C.2封裝與S.E.C.C.封裝相似，除了S.E.C.C.2使用更少的保護性包裝並且不含有導熱鍍層。S.E.C.C.2封裝用於一些較晚版本的奔騰II處理器和奔騰III處理器（242觸點）。

S.E.P.封裝

“S.E.P.”是“SingleEdgeProcessor”的縮寫，是單邊處理器的縮寫。“S.E.P.”封裝類似於“S.E.C.C.”或者“S.E.C.C.2”封裝，也是采用單邊插入到Slot插槽中，以金手指與插槽接觸
，但是它沒有全包裝外殼，底板電路從處理器底部是可見的。“S.E.P.”封裝應用於早期的242根金手指的IntelCeleron處理器。

PLGA封裝

PLGA是PlasticLandGridArray的縮寫
，即塑料焊盤柵格陣列封裝。由於沒有使用針腳，而是使用了細小的點式接口
，所以PLGA封裝明顯比以前的FC-PGA2等封裝具有更小的體積、更少的信號傳輸損失和更低的生產成本，可以有效提升處理器的信號強度
、提升處理器頻率
，同時也可以提高處理器生產的良品率
、降低生產成本。目前Intel公司Socket775接口的CPU采用了此封裝。

CuPGA封裝

CuPGA是LiddedCeramicPackageGridArray的縮寫，即有蓋陶瓷柵格陣列封裝。其與普通陶瓷封裝最大的區別是增加了一個頂蓋，能提供更好的散熱性能以及能保護CPU核心免受損壞。目前AMD64係列CPU采用了此封裝。