问题描述

Cpu的封装技术（完整版）

总结

CPU的封装就相当于给CPU内核穿上一层保护外衣，让它与空气隔绝，防止氧化以及灰尘的侵蚀。采用90nm制造工艺的Prescott处理器和即将面世的采用65nm制造工艺的处理器，都得益于先进的制造工艺，而形形色色的封装外形，也见证了封装方式的发展历程。

   DIP
DIP（Dual In-line Package，双列直插封装）是一种最简单的封装方式，主要用在4004、8008、8086、8088这些最初的处理器上。采用这种封装方式的芯片有两排引脚，可以直接焊在有DIP结构的芯片插座上或焊在有相同焊孔数的焊位中。其特点是可以很方便地实现PCB板的穿孔焊接，和主板有很好的兼容性。但是由于其封装面积和厚度都比较大，而且引脚在插拔过程中很容易被损坏，可靠性较差。同时这种封装方式由于受工艺的影响，引脚一般都不超过100个。随着CPU内部的高度集成化，DIP封装很快退出了历史舞台。只有在老的VGA/SVGA显卡或BIOS芯片上可以看到它们的“足迹”。

   QFP/PFP 

QFP/PFP（Quad Flat Package/Plastic Flat Package，扁平小块式封装/塑料扁平组件式封装）和DIP唯一相似之处在于它也是采用引脚的方式，但是不同的是QFP/PFP的引脚是从芯片的外部引出，然后再与主板连接。由于引脚更细更小，就保证了在芯片面积不变的情况下可以容纳更多的引脚（一般数量在100个以上）。由于QFP/PFP的面积很小，这就控制了成本，加上采用了SMT（表面安装设备）技术，使它的信号稳定性好，而且安装好后不会与主板出现接触不良的问题。所以在286时期，QFP/PFP较为流行，现在某些BIOS和视频处理芯片仍然采用这种方式。
　　QFP和PFP的区别在于形状方面：前者一般为正方形，而后者可以是正方形也可以是长方形。
  

   LCCP 

采用LCCP（Leadless Chip Carrier Package，嵌入式集成芯片封装）的CPU核心四周排列着像被锡箔包裹着的针脚，通过专门的插座与之配合。这种封装方式很方便插入，但是拔出比较困难，所以只是被短时间地用在80286和早期的协处理器上。

   PGA
PGA（Pin Grid Array，针脚栅格阵列封装）是从286时期就开始使用一种封装方式。PGA采用了多个“回”字形的插针阵列（即栅格阵列），插针在芯片的四周以一定的间隔按“回”字形排列，适合更高频率环境。插针数目越多，阵列的规模就越大。随着针数增多，ZIF（Zero Insertion Force Socket，零插拔力插座）便应运而生，并使用至今。这使我们升级CPU成为可能，而且整个过程安装方便，无须借助工具。由于后来CPU速度的不断提高，对封装的电气性能和散热性能有不同的要求，所以在这一时期出现了许多PGA的衍生封装方式。

　BGA
BGA（Ball Grid Array，球状阵列封装）是采用触点式连接，就相当于把PGA封装的针脚全部剪掉，所以采用这种封装的CPU必须和主板焊接后才能使用。采用BGA封装的CPU体积较小，电气性能和信号抗干扰能力强，加上不需要插拔，因而主要是面向本本处理器的封装方式。但是由于是焊接在主板上，不便于更换，所以成本相对较高。因而Intel在后来又采用了PGA的封装方式。但是在显存封装上BGA迎来了“又一春”，在以后的显卡篇我们会谈到。

    LGA
LGA（Land Grid Array，岸面栅格阵列封装）和我们前面讲的PGA封装很相似，但是这种封装没有了针脚，而是用触点代替，所以接口也变成了Socket T。它不像以往的插槽那样需要将针脚固定，而是需要Socket底座露出来的具有弹性的触须。这一点和BGA封装有点像，只是不用焊接，可以自由插拔。由于LGA的封装接口支持底层和主板之间的直接连接，所以可以均衡分担信号，可以在不提高成本的前提下增加针脚的密度，所以在频率和性能提升上功不可没。另外由于采用无针脚设计，Socket T接口打破了Socket 478接口的频率瓶颈，使Intel的CPU能够达到更高的频率。  

     SPGA（Staggered Pin Grid Array，交错针脚栅格阵列）：我们可以见到早期的K5系列的CPU上用的封装。
    

    PPGA（Plastic Pin Grid Array，塑料针脚栅格阵列）：第一代的Celeron处理器用的就是这种封装方式。
  

    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AthlonXP系列CPU大多使用此类封装。
    

   CPGA（陶瓷封装） 

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。

　FC-PGA （Flip Clip Pin Grid Array，倒装芯片针脚栅格阵列）：所谓倒装即把基板上的核心翻转180度，缩短了连线，从而能更好地散热，大部分Pentium Ⅲ、Athlon采用的就是这种封装方式。

　FC-PGA2：和FC-PGA唯一不同的是加装了一个HIS顶盖，更好地保护了脆弱的CPU核心，同时增大了接触面积，增强了散热的效果。Northwood核心的P4采用的就是这种封装方式。

    OOI（基板栅格阵列封装 ）
OOI 是 OLGA 的简写。OLGA 代表了基板栅格阵列。OLGA 芯片也使用反转芯片设计，其中处理器朝下附在基体上，实现更好的信号完整性、更有效的散热和更低的自感应。OOI 有一个集成式导热器 （IHS），能帮助散热器将热量传给正确安装的风扇散热器。OOI 用于奔腾 4 处理器，这些处理器有 423 针。

     SECC
“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。

    S.E.C.C.2 封装   
 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）。

    S.E.P.封装   
“S.E.P.”是“Single Edge Processor”的缩写，是单边处理器的缩写。“S.E.P.”封装类似于“S.E.C.C.”或者“S.E.C.C .2” 封装，也是采用单边插入到Slot插槽中，以金手指与插槽接触，但是它没有全包装外壳，底板电路从处理器底部是可见的。“S.E.P.”封装应用于早期的242根金手指的Intel Celeron 处理器。

    PLGA封装
PLGA是Plastic Land Grid Array的缩写，即塑料焊盘栅格阵列封装。由于没有使用针脚，而是使用了细小的点式接口，所以PLGA封装明显比以前的FC-PGA2等封装具有更小的体积、更少的信号传输损失和更低的生产成本，可以有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率，同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。目前Intel公司Socket 775接口的CPU采用了此封装。

   CuPGA封装

CuPGA是Lidded Ceramic Package Grid Array的缩写，即有盖陶瓷栅格阵列封装。其与普通陶瓷封装最大的区别是增加了一个顶盖，能提供更好的散热性能以及能保护CPU核心免受损坏。目前AMD64系列CPU采用了此封装。