CPU封裝技術詳解

2022-12-16 11:06:03 字數 2288 閱讀 5385

發布時間:2010-6-27 23:19:18瀏覽次數:27

所謂「cpu封裝技術」是一種將積體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核心的大小和面貌,而是cpu核心等元件經過封裝後的產品。

cpu封裝對於晶元來說是必須的,也是至關重要的。因為晶元必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對晶元電路的腐蝕而造成電氣效能下降。另一方面,封裝後的晶元也更便於安裝和運輸。

由於封裝技術的好壞還直接影響到晶元自身效能的發揮和與之連線的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積體電路晶元用的外殼,它不僅起著安放、固定、密封、保護晶元和增強導熱性能的作用,而且還是溝通晶元內部世界與外部電路的橋梁——晶元上的接點用導線連線到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件建立連線。因此,對於很多積體電路產品而言,封裝技術都是非常關鍵的一環。

目前採用的cpu封裝多是用絕緣的塑料或陶瓷材料包裝起來,能起著密封和提高晶元電熱效能的作用。由於現在處理器晶元的內頻越來越高,功能越來越強,引腳數越來越多,封裝的外形也不斷在改變。封裝時主要考慮的因素:

晶元面積與封裝面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,以保證互不干擾,提高效能基於散熱的要求,封裝越薄越好

作為計算機的重要組成部分,cpu的效能直接影響計算機的整體效能。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,採用不同封裝技術的cpu,在效能上存在較大差距。只有高品質的封裝技術才能生產出完美的cpu產品。

cpu晶元的封裝技術:dip封裝

dip封裝(dualin-linepackage),也叫雙列直插式封裝技術,指採用雙列直插形式封裝的積體電路晶元,絕大多數中小規模積體電路均採用這種封裝形式,其引腳數一般不超過100。dip封裝的cpu晶元有兩排引腳,需要插入到具有dip結構的晶元插座上。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封裝的晶元在從晶元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.晶元面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。

最早的4004、8008、8086、8088等cpu都採用了dip封裝,通過其上的兩排引腳可插到主機板上的插槽或焊接在主機板上。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晶元引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規模或超大規模積體電路採用這種封裝形式,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,寄生引數減小,適合高頻應用;該技術主要適合用smt表面安裝技術在pcb上安裝佈線。pfp封裝

該技術的英文全稱為plasticflatpackage,中文含義為塑料扁平元件式封裝。用這種技術封裝的晶元同樣也必須採用smd技術將晶元與主機板焊接起來。採用smd安裝的晶元不必在主機板上打孔,一般在主機板表面上有設計好的相應管腳的焊盤。

將晶元各腳對準相應的焊盤,即可實現與主機板的焊接。用這種方法焊上去的晶元,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。該技術與上面的qfp技術基本相似,只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),由這種技術封裝的晶元內外有多個方陣形的插針,每個方陣形插針沿晶元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,將晶元插入專門的pga插座。為了使得cpu能夠更方便的安裝和拆卸,從486晶元開始,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。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、主機板南、北橋晶元等高密度、高效能、多引腳封裝的最佳選擇。但bga封裝占用基板的面積比較大。

雖然該技術的i/o引腳數增多,但引腳之間的距離遠大於qfp,從而提高了組裝成品率。而且該技術採用了可控塌陷晶元法焊接,從而可以改善它的電熱效能。另外該技術的組裝可用共面焊接,從而能大大提高封裝的可靠性;並且由該技術實現的封裝cpu訊號傳輸延遲小,適應頻率可以提高很大。

bga封裝具有以下特點:

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,但由於採用的是可控塌陷晶元法焊接,從而可以改善電熱效能

3.訊號傳輸延遲小,適應頻率大大提高4.組裝可用共面焊接,可靠性大大提高

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CPU封裝技術

cpu cpu封裝技術 所謂 cpu封裝技術 是一種將積體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核心的大小和面貌,而是cpu核心等元件經過封裝後的產品。cpu封裝對於晶元來說是必須的,也是至關重要的。因為晶元必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對...

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