從DIP封到BGA封裝芯片的封裝技術(shù)種類實(shí)在是多種多樣，諸如DIP，PQFP,TSOP,TSSOP,PGA,BGA,QFP,TQFP,QSOP,SOIC,SOJ,PLCC,WAFERS......一系列名稱看上去都十分繁雜，其實(shí)，只要弄清芯片封裝發(fā)展的歷程也就不難理解了。芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)好幾代的變遷，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進(jìn)，包括芯片面積與封裝面積之比越來(lái)越接近，適用頻率越來(lái)越高，耐溫性能越來(lái)越好，以及引腳數(shù)增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方便等等，都是看得見(jiàn)的變化。20世紀(jì)70年代時(shí)，芯片封裝流行的還是雙列直插封裝，簡(jiǎn)稱DIP(Dual ln-line Package)。DIP封裝在當(dāng)時(shí)具有適合PCB(印刷電路板)的穿孔安裝，具有比TO型封裝易于對(duì)PCB布線以及操作較為方便等一些特點(diǎn)，其封裝的結(jié)構(gòu)形式也很多，包括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等等。但是衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比，這個(gè)比值越接近1越好。比如一顆采用40根I / O引腳塑料雙列直插式封裝(PDIP)的芯片為例，其芯片面積/封裝面積=(3 x3)/(15.24 x 50)=1：86，離l相差很遠(yuǎn)。不難看出，這種封裝尺寸遠(yuǎn)比芯片大不少，說(shuō)明封裝效率很低，占去了很多有效安裝面積。到了80年代出現(xiàn)的內(nèi)存第二代封裝技術(shù)以TSOP為代表，它很快為業(yè)界所普遍采用，到目前為止還保持著內(nèi)存封裝的主流地位。TSOP是英文Thin Small Outline Package的縮寫，意即薄型小尺寸封裝。TSOP內(nèi)存封裝技術(shù)的一個(gè)典型特征就是在封裝芯片的周圍做出引腳，如SDRAM內(nèi)存的集成電路兩側(cè)都有引腳，SGRAM內(nèi)存的集成電路四面都有引腳。TSOP適合用SMT技術(shù)(表面安裝技術(shù))在PCB(印制電路板)上安裝布線。TSOP封裝外形尺寸時(shí)，寄生參數(shù)(電流大幅度變化時(shí)，引起輸出電壓擾動(dòng)) 減小，適合高頻應(yīng)用，操作比較方便，可靠性也比較高。改進(jìn)的TSOP技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于SDRAM內(nèi)存的制造上，不少知名內(nèi)存制造商如三星、現(xiàn)代、Kingston等目前都在采用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行內(nèi)存封裝。20世紀(jì)90年代隨著集成技術(shù)的進(jìn)步、設(shè)備的改進(jìn)和深亞微米技術(shù)的使用，LSI、VLSI、ULSI相繼出現(xiàn)，芯片集成度不斷提高，I / O引腳數(shù)急劇增加，功耗也隨之增大，對(duì)集成電路封裝的要求也更加嚴(yán)格。為滿足發(fā)展的需要，在原有封裝方式的基礎(chǔ)上，又增添了新的方式一一球柵陣列封裝，簡(jiǎn)稱BGA(Ball Grid Array Package)。BGA封裝技術(shù)已經(jīng)在筆記本電腦的內(nèi)存、主板芯片組等大規(guī)模集成電路的封裝領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。比如我們所熟知的Intel BX、VIA MVP3芯片組以及SODIMM等都是采用這一封裝技術(shù)的產(chǎn)品。BGA 封裝技術(shù)有這樣一些特點(diǎn)：I / O引腳數(shù)雖然增多，但引腳間距并不小，從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少;寄生參數(shù)減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接，可靠性高。不過(guò)BGA封裝仍然存在著占用基板面積較大的問(wèn)題。隨著以CPU為主的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的總體大幅度提升趨勢(shì)，人們對(duì)于內(nèi)存的品質(zhì)和性能要求也日趨苛刻。為此，人們要求內(nèi)存封裝更加緊致，以適應(yīng)大容量的內(nèi)存芯片，同時(shí)也要求內(nèi)存封裝的散熱性能更好，以適應(yīng)越來(lái)越快的核心頻率。毫無(wú)疑問(wèn)的是，進(jìn)展不太大的TSOP等內(nèi)存封裝技術(shù)也越來(lái)越不適用于高頻、高速的新一代內(nèi)存的封裝需求，新的內(nèi)存封裝技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生了。采用BGA新技術(shù)封裝的內(nèi)存，可以使所有計(jì)算機(jī)中的DRAM內(nèi)存在體積不變的情況下內(nèi)存容量提高兩到三倍，BGA與TSOP相比，具有更小的體積，更好的散熱性能和電性能。BGA封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲(chǔ)量有了很大提升，采用BGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在相同容量下，體積只有TSOP封裝的三分之一;另外，與傳統(tǒng)TSOP封裝方式相比，BGA封裝方式有更加快速和有效的散熱途徑。
封裝形式
OPGA封裝OPGA(Organic pin grid Array，有機(jī)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(nèi)核的距離，可以更好地改善內(nèi)核供電和過(guò)濾電流雜波。AMD公司的AthlonXP系列CPU大多使用此類封裝。mPGA封裝mPGA，微型PGA封裝，目前只有AMD公司的Athlon 64和英特爾公司的Xeon(至強(qiáng))系列CPU等少數(shù)產(chǎn)品所采用，而且多是些高端產(chǎn)品，是種先進(jìn)的封裝形式。CPGA封裝CPGA也就是常說(shuō)的陶瓷封裝，全稱為Ceramic PGA。主要在Thunderbird(雷鳥(niǎo))核心和“Palomino”核心的Athlon處理器上采用。FC-PGA封裝FC-PGA封裝是反轉(zhuǎn)芯片針腳柵格陣列的縮寫，這種封裝中有針腳插入插座。這些芯片被反轉(zhuǎn)，以至片?；驑?gòu)成計(jì)算機(jī)芯片的處理器部分被暴露在處理器的上部。通過(guò)將片模暴露出來(lái)，使熱量解決方案可直接用到片模上，這樣就能實(shí)現(xiàn)更有效的芯片冷卻。為了通過(guò)隔絕電源信號(hào)和接地信號(hào)來(lái)提高封裝的性能，F(xiàn)C-PGA 處理器在處理器的底部的電容放置區(qū)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只能以一種方式插入插座。FC-PGA 封裝用于奔騰 III 和英特爾 賽揚(yáng) 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(chǎn)時(shí)直接安裝到處理器片上的。由于 IHS 與片模有很好的熱接觸并且提供了更大的表面積以更好地發(fā)散熱量，所以它顯著地增加了熱傳導(dǎo)。FC-PGA2 封裝用于奔騰 III 和英特爾賽揚(yáng)處理器(370 針)和奔騰 4 處理器(478 針)。OOI封裝OOI 是 OLGA 的簡(jiǎn)寫。OLGA 代表了基板柵格陣列。OLGA 芯片也使用反轉(zhuǎn)芯片設(shè)計(jì)，其中處理器朝下附在基體上，實(shí)現(xiàn)更好的信號(hào)完整性、更有效的散熱和更低的自感應(yīng)。OOI 有一個(gè)集成式導(dǎo)熱器 (IHS)，能幫助散熱器將熱量傳給正確安裝的風(fēng)扇散熱器。OOI 用于奔騰 4 處理器，這些處理器有 423 針。PPGA封裝“PPGA”的英文全稱為“Plastic Pin Grid Array”，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(dǎo)性，PPGA 在處理器的頂部使用了鍍鎳銅質(zhì)散熱器。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只能以一種方式插入插座。S.E.C.C.封裝“S.E.C.C.”是“Single Edge Contact Cartridge”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(gè)插槽。它不使用針腳，而是使用“金手指”觸點(diǎn)，處理器使用這些觸點(diǎn)來(lái)傳遞信號(hào)。S.E.C.C. 被一個(gè)金屬殼覆蓋，這個(gè)殼覆蓋了整個(gè)卡盒組件的頂端。卡盒的背面是一個(gè)熱材料鍍層，充當(dāng)了散熱器。S.E.C.C. 內(nèi)部，大多數(shù)處理器有一個(gè)被稱為基體的印刷電路板連接起處理器、二級(jí)高速緩存和總線終止電路。S.E.C.C. 封裝用于有 242 個(gè)觸點(diǎn)的英特爾奔騰II 處理器和有 330 個(gè)觸點(diǎn)的奔騰II 至強(qiáng)和奔騰 III 至強(qiáng)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(hù)性包裝并且不含有導(dǎo)熱鍍層。S.E.C.C.2 封裝用于一些較晚版本的奔騰II 處理器和奔騰 III 處理器(242 觸點(diǎn))。S.E.P.封裝“S.E.P.”是“Single Edge Processor”的縮寫，是單邊處理器的縮寫?！癝.E.P.”封裝類似于“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(méi)有全包裝外殼，底板電路從處理器底部是可見(jiàn)的?！癝.E.P.”封裝應(yīng)用于早期的242根金手指的Intel Celeron 處理器。PLGA封裝PLGA是Plastic Land Grid Array的縮寫，即塑料焊盤柵格陣列封裝。由于沒(méi)有使用針腳，而是使用了細(xì)小的點(diǎn)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(hào)傳輸損失和更低的生產(chǎn)成本，可以有效提升處理器的信號(hào)強(qiáng)度、提升處理器頻率，同時(shí)也可以提高處理器生產(chǎn)的良品率、降低生產(chǎn)成本。目前Intel公司Socket 775接口的CPU采用了此封裝。CuPGA封裝CuPGA是Lidded Ceramic Package Grid Array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(qū)別是增加了一個(gè)頂蓋，能提供更好的散熱性能以及能保護(hù)CPU核心免受損壞。AMD64系列CPU采用了此封裝。
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