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时间:2019-03-25
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1、CPU封装技术的分类与特点常常听到各处理器厂商在公开场合提到两个词:架构、封装技术,那么,这两个词都代表了什么东东,都对CPU产生了什么影响呢? CPU架构对于处理器品质的影响,大兵在此勿需多谈,Intel的Core微架构、AMD的直连架构,那都是凭实力打下的江山——如果对于稳定性、能耗比这些关注的焦点把握不住,也不会取得今天这么庞大的市场了。 那么,“封装技术”又是什么?它对处理器都有什么影响呢?我们一起来看看。CPU封装的定义 所谓的CPU,拆开外壳来看,其实也是一个渗入高技术含量的集成电路板。那么在业内就有按照CPU的实质给出其封装技术的定义: 封装技术是一种将集
2、成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术,而CPU则是使用外壳将CPU核心电路(也有人称为CPU内核或芯片内核)封装后的产品。封装技术,你了解几种?CPU封装的意义 CPU封装对于芯片来说是必须的,也是至关重要的。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。由于封装技术的好坏还直接影响到芯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。封装也可以说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、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部
3、电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他电子元器件建立连接。因此,对于很多集成电路产品而言,封装技术都是非常关键的一环。影响CPU封装技术的因素 目前采用的CPU封装多是用绝缘的塑料或陶瓷材料包装起来,能起着密封和提高芯片电热性能的作用。由于现在处理器芯片的内频越来越高,功能越来越强,引脚数越来越多,封装的外形也不断在改变,而封装时也对以下主要因素给予更多技术投入: 1)芯片与封装面积 芯片内核面积与封装面积之比对于整个CPU工作效率有很大的影响,每个处理器厂商总是想尽办法缩减封装面积的大小,尽量将芯片内核面积与封装面
4、积向接近于1:1的方向推进。 2)引脚的长短与数量 目前技术市场中CPU处理频率是飞速提升,按照传统的处理器技术惯例,需要大幅增加针脚数量以增加处理传输通道,从而提升处理效率。 另外,为了减少处理传输的延迟和因针脚数量的增加产生的干扰,还要尽量缩短阵脚的长度。 目前服务器市场上可见的Intel与AMD的触点式CPU设计,就是由此而来。因为触点技术的难度相对较大,Intel直到P4时代末期才出现这种设计,至强系列也是到2006年初才开始推出这种设计,而AMD的皓龙系列处理器则稍有避讳,甚至直到下半年SocketF时代才因市场需要推出采用此技术的产品。支持LGA封装的主板配
5、套CPU扣架 3)封装材料与规格的选择 封装材料不仅要实现绝缘,还要实现散热,目前市面上主流的硬塑和陶瓷材料,也是加入许多先进的坚固与导热理念——如材质与钠米技术等——以尽量实现坚固耐用。 对于封装材料的规格,从散热这一点考虑,当然也是尽量寻找散热、耐热之间厚度的平衡点,并不是外界一些朋友说的越薄越好。 经过许多代芯片封装技术的革新,从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,芯片面积与封装面积的比例越来越趋近于1:1,承受的频率越来越高,耐热越来越好,引脚越来增多,引脚间距越来越减小,重量越来越轻,可靠性越来越高,操作便宜性越来越体现出人性化……封装技术的分类
6、与特性 DIP封装 DIP封装也叫双列直插式封装技术(DualIn-linePackage),指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100。DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏管脚。DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式)等。 DIP封装的特点是:适
7、合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便,芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。 QFP封装 QFP封装也叫方型扁平式封装技术(PlasticQuadFlatPockage),该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。 QFP封装的特点是:封装CPU时操作方便,可靠性高;封装外形尺寸较小,寄生参数减小,适合高频应用;该技术主要适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线。 PFP封装 P
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