Tartalomjegyzék
A CPU (Központi feldolgozó egység) a kiválasztás a legfontosabb döntés egy számítógépes rendszer kiépítése vagy korszerűsítése során. A CPU egy darab a sokféle rendszer között. alkatrészek. Socket típus, valamint a csatlakozási mechanizmusa a alaplap döntő szempont a kiválasztás során. Két széles körben használt CPU foglalattípus a következő PGA (Pin Rács Array) és LGA (Land Grid Array).
A PGA és az LGA közötti fő különbség az összekapcsolás módjában rejlik. PGA CPU-k saját csapokkal rendelkeznek, amelyeket a NYÁK aljzatokba (pl. AM4 bővítőhelyek) használat közben a csapok rugalmasságára támaszkodva hozzák létre a kapcsolatot az aljzatokkal. Ezzel szemben az LGA-k, előre gyártott érintkezőkkel rendelkeznek a NYÁK-lapokon, lapos fém párnák az alján a CPU, és a csatlakoztatás a csatlakozóaljzaton lévő rugós csapokon keresztül történő nyomásgyakorlással történik.
A cikk előrehaladtával a következő témákról lesz szó CPU aljzatok, előnyök és hátrányok, tervezés, és PGA vs. LGA.
Kövesse a ELEPCB további részletekért!
Mik azok a CPU foglalatok?
A kezdeti lépés az lenne, hogy az LGA vs. PGA tanulmányozása előtt előzetes áttekintést készítsünk a CPU foglalatokról, mivel a foglalat az alaplapon található fizikai alkatrész, amely a CPU elhelyezésére szolgál. Arra szolgál, hogy összekapcsolja a CPU bármely más egységgel amely az alaplapon van jelen, hogy megkönnyítse az adatok átvitelét, amelyeket a CPU a RAM memória és perifériák eszközök. A CPU foglalatok jellemzően a következőket tartalmazzák Aljzat PGA és Socket LGA.
A fő gyártók ebben az összefüggésben a következők AMD és Intel. Az AMD a Socket PGA termékeit kínálja majd egyes termékcsaládjainak részeként, míg az Intel a Socket LGA-t használja a standard és csúcskategóriás kínálatának többségéhez, mint például az Intel Core sorozatú processzorok némelyike. A foglalat típusa határozza meg az alaplap által támogatott CPU-kat. Például egy LGA foglalathoz tervezett Intel Core i7 processzor nem telepíthető egy PGA foglalat elrendezésben, és fordítva.
Mit jelent a PGA jelentése?
Mi a PCB PGA csomag?
A PGA-csomag a legnépszerűbb integrált áramköri csomagtípus, amellett, hogy CPGA (Kerámia pin rácshálós elrendezés), FPGA (Field Programmable Gate Array), PPGA (műanyag pin rácsos elrendezés) és SPGA (Staggered Pin Grid Array), két másik speciális típus a következő FC-PGA (Flip Chip Chip Pin Grid Array) és SPGA. A CPGA , FPGA, PPGA és SPGA mellett két speciális típus létezik, köztük az FC-PGA és a Micro PGA.
CPGA (kerámia tűrácsos elrendezés)
- CPGA a címet használja. kerámia mint a csomag anyag, amely jó hőelvezetés teljesítmény és nagy megbízhatóság, és használható a következőkben alkalmazás olyan területeken, ahol a hőelvezetés és a megbízhatóság magas követelményeket támaszt.
FPGA (Field Programmable Gate Array)
- FPGA nagy rekonfigurálhatóságú és rugalmas programozható logikai eszközre utal, amely különböző logikai funkciók megvalósítására programozható. PGA csomagtípusú, sok tűvel ellátott csomagolásban van, amelyet bonyolult digitális logikai tervezés és prototípusok készítése.
PPGA (műanyag tűrácsos elrendezés)
- PPGA csomagolva van a műanyag és a következő előnyökkel rendelkezik alacsony költség és könnyű súly, költségérzékeny alkalmazás esetén alkalmazható.
SPGA (Staggered Pin Grid Array)
- SPGA egy lépcsőzetes csapelrendezés, amely bizonyos fokig javíthatja a pin sűrűség és elektromágneses kompatibilitás a jelátvitel a szabványos PGA rendezett elrendezésével szemben.
| Összehasonlítás | CPGA | FPGA | PPGA | SPGA |
| Csomagolás anyaga | Kerámia | Kerámia/műanyag | Műanyag | Műanyag/Kerámia |
| Pin sűrűség | Magasabb | jobb | Általános | Magasabb (a lépcsőzés miatt) |
| Termikus | jó | Jobb | Átlagos | Megfelelőtől jóig (anyagtól függően) |
| Megbízhatóság | Magasabb | Magasabb | Magasabb | Magasabb |
| Költségek | Magasabb | Magasabb | Alacsony | Közepes (PPGA és CPGA között) |
| Alkalmazás | Intel Pentium MMX, AMD K6, AMD K6-2, AMD K6 III, VIA Cyrix III, Cyrix/IBM 6x86MX, IDT WinChip C6 és IDT WinChip 2 processzorok. | Intel Celeron processzor | Intel Celeron processzor | Speciális mikroprocesszorok és alkalmazásspecifikus integrált áramkörök (ASIC-k), ahol több funkcióra van szükség korlátozott csomagtérben. |
FC-PGA (Flip Chip Pin Grid Array)
- FC-PGA egy flip chip rögzítési módszer egy olyan csomag aljzatra, ahol a chip csapjai forrasztott a csomag aljzatának csapjaihoz forrasztási dudorok segítségével. A csomagnak van egy nagy tűsűrűség és kiváló elektromos teljesítmény és ezért hasznosnak bizonyul a nagysebességű és nagyfrekvenciás alkalmazások.
Micro PGA (Micro Pin Grid Array)
- Micro PGA egyfajta PGA csomag, amelynek szűkebb pin távolságtartás és jellemzően olyan chipeken használják, amelyek nagyobb tűsűrűséget igényelnek. A csomagolási forma biztosíthatja több pin csatlakozó kisebb csomagméret mellett.
| Összehasonlítás | FC-PGA | Micro PGA |
| Pin sűrűség | magas | jobb |
| Elektromos | jó | jobb |
| Csomag mérete | Nagyobb | Kisebb |
| Alkalmazás | Ahol nagy teljesítményre van szükség | Ahol magasabb fokú integrációra van szükség |
| Költségek | Magasabb | Magasabb |
PCB PGA tervezés
A PCB PGA tervezésnél az aljzatkészleteket a tűk behelyezésének tűrésére, a tűréshatárra, a tűréshatárra és a tűréshatárra kell fenntartani. ± 0,05 mm, csap hossza 2.5mm-3.5mm, ami hatással lesz az impedanciaillesztésre, ezért hivatkozzunk a IPC-7095 szabvány.
Ami az elsődleges jellemzőit illeti, először nézzük meg a mechanikus kapcsolat. A behelyezési és kihúzási erő általában 30N-80N. Például az AMD AM4 specifikáció szerinti behelyezési és kihúzási erő 50N, a beillesztések és kihúzások száma a következő után körülbelül 50 alkalommal, a érintkezési ellenállás emelkedni fog. Nézze meg a csapok számát, a kezdeti 370 csap az első Pentium III-on a legújabb Ryzen AM4 jelenlegi 1331 csapjáig, a csap-sűrűség nő, a szomszédos csapok közötti keresztbeszélgetés esélye.
A PGA design előnyös és hátrányos. Az első előnye a kiváló dugókompatibilitás, amely képes támogatni a felhasználókat az asztali számítógépekhez és más hardverekhez a CPU frissítés helyettesítésére; a második előnye az alacsony impedanciájú kapcsolat, közvetlenül a NYÁK-ra szerelt csapok, az impedancia az útvonalban kezelhető a következők szerint 20mΩ.
Vannak nyilvánvaló hátrányai is: Először is, a csap viszonylag gyenge, írja az ASM International jelentése a továbbiakban, a szállítási folyamat, 0.5% a PGA CPU a pin hajlítás és a selejtezés miatt; Másodszor, vannak bizonyos korlátozások a nagyfrekvenciás tartományban. A csap hossza parazita induktivitást képez (kb. 1nH/mm), ha a jel frekvenciája 5GHz és magasabb, a jel csillapítása rendkívül nagy.
Mi az a Land Grid Array?
Az LGA egy olyan modern foglalat kialakítás, amely a következő megoldásokat valósítja meg a PGA ellentétes koncepciója azáltal, hogy az érintkezőket az alaplapi csapok helyett a CPU-n helyezi el. Az LGA foglalattípus a csapok helyett rézbetéteket használ a CPU-n, és a csapokat az alaplapokra rögzíti.
Kapcsolat LGA
Ez az LGA-csomagolás legelterjedtebb formája, amely a chip hátoldalán egy sor fémérintkezővel rendelkezik, amelyekkel a chip a nyomtatott áramköri lapon lévő lapkákhoz csatlakozik. Az érintkező LGA kiváló elektromos és termikus teljesítménnyel rendelkezik, és széles körben használják a következő területeken asztali és szerver szintű processzorok.
Szerves LGA (OLGA)
Az OLGA szerves szubsztrátot tartalmaz a fokozott jelintegritás és alacsonyabb öninduktivitás. Az OLGA-chipek a legelterjedtebb flip-chip konfigurációt használják, ahol a processzor a hordozóval lefelé van felszerelve a hordozóra, a jelintegritás és a hőelvezetés javítása érdekében.
Műanyag LGA (PLGA)
A PLGA az LGA egy formája egy műanyag csomagolás alacsony költséggel és jó elektromos teljesítménnyel. Egyes költségérzékeny alkalmazásokban használják.
Kerámia LGA (CLGA)
A CLGA olyan kerámia hordozót használ, amelyet a következők jellemeznek magas termikus tulajdonságok és nagy megbízhatóság. A CLGA-t jellemzően a következőkben használják magas hő- és megbízhatósági alkalmazások.
| Összehasonlítás | Érintkező típusú LGA | OLGA | PLGA | CLGA |
| Elektromos | Jó | Jobb | Általános | jó |
| Termikus | Jobb | Átlagos | Átlagos | jó |
| Költségek | Magasabb | Magas | Alacsony | Magasabb |
| Csomag mérete | Nagyobb (a PLGA-hoz képest) | Közepes | Kicsi (a CLGA-hoz képest) | Nagyobb (a PLGA-hoz képest) |
| Alkalmazás | Asztali és szerver HPC | Mobil vagy vékony és könnyű eszközök magas jelintegritási követelményekkel | Alacsony és középkategóriás fogyasztói elektronika | Katonai, űrkutatási és egyéb igényes területek |
| Megbízhatóság | Magas | Magasabb | Közepes | Magas |
A
az LGA processzorcsomag az LGA tervezésben
Szerkezeti előny
Törékeny csapok helyett sűrű érintkezőbetéteket tart fenn a CPU szubsztráton, kiküszöbölve a hajlított csapok kockázatát a beszerelés/eltávolítás során.
A mechanikai integritás és az ismételhető elektromos csatlakozás érdekében karral működtetett terhelési lemezzel ellátott, aljzatoldali tűcsoport (pl. Intel LGA 1200/1700) alkalmazása.
Nagy sűrűségű összeköttetés
Jellemzők 0.1mm ultra-rövid érintkezők, ami 90%-vel csökkenti a parazita induktivitást a PGA-hoz képest, 112 Gbps SerDes a PCIe 6.0+ és a komplex többmagos architektúra számára.
Támogatja a 1,700 tű kompakt foglalatba, ami kritikus a felső kategóriás CPU-k számára, amelyekben a memória vezérlő csomópontok, PCIe csatornák, és energiagazdálkodás interfészek.
Termikus hatékonyság
Az IHS közvetlen forrasztása back-to-CPU-ra csökkenti a hőellenállás 15% nagyobb túlhajtás és tartósan magas TDP-felhasználás esetén, a legjobb hőeloszlást biztosítva.
Síkbeli érintkezés felülets maximális érintkezés biztosítása a hőelosztók és a hűtők között a pin-szakadásos PGA-technológiák ellenére.
Ipari elfogadás
Az Intel Core/AMD EPYC nagy teljesítményű számítástechnikai rendszereket a skálázhatóság révén uralja, a pin számok száma több mint 4,000 a szerver-minőségű LGA-kban, mint például az LGA-4677.
PGA vs. LGA
Gyártási folyamatok
| Paraméter | PGA | LGA |
| Alátét Anyag | FR-4/Kerámia szubsztrát (CTE 14ppm/°C) | Nagy sűrűségű ABF hordozó (CTE 10ppm/°C) |
| Pin öntési folyamat | Galvanizált kemény arany (vastagság ≥2,5μm) | Rugalmas réz oszlop + Ni-Pd-Au (magassága 0,3 mm) |
| Szerelési pontossági követelmények | ±50μm (a csapok koplanaritása által korlátozott) | ±15μm (Mounter vision alignment rendszerre van szükség) |
Reflow eljárás
- PGA: Csúcshőmérséklet 245°C±5°C (a csapok oxidációjának magas kockázata)
- LGA: csúcshőmérséklet 235 ℃ ± 3 ℃ (eutektikus forraszanyag SnAgCu megbízhatóság javítása)
Költségek (100 000 db alapján)
| Költségek | PGA | LGA | Különbség |
| Csomagolási költség | 8.2 | 11.5 | LGA aranyozott érintkezők költsége 40% tovább |
| PCB gyártási költség | 3.8 | 2.1 | A PGA magas költségei átmenő lyuk galvanizálás |
| Tesztkészülék költsége | 1.2k | 4.5k | Az LGA speciális pogo pin teszttartót igényel |
Életciklusköltségek
- Javítási költségek: PGA Rework sikerességi aránya 92% vs. LGA 78% (BGA Rework Station követelmények)
- Hiba veszteség: LGA vibrációs hibaarány 0.02% vs PGA 0.15% (hatalmas különbség az autóelektronikában)
Jelintegritás
| Tesztelési pont | PGA | LGA |
| Pin gyökér impedancia | 52Ω±8Ω (15% ingadozás) | 49Ω±2Ω (kontroll <4%) |
| Rezonáns frekvencia | 6,8 GHz (Q 32) | 12,4 GHz (Q 58) |
| mérőszámok | PGA | LGA | Követelmény |
| Szemmagasság | 68mV | 112mV | ≥60mV |
| Szemszélesség | 0.38UI | 0.52UI | ≥0.35UI |
| Jitter (RMS) | 1.7ps | 0,9ps | <2ps |
Kompatibilitás
| Csomag | 3D csomagolási támogatás | Optikai összeköttetés | Megjegyzések |
| PGA | Csak 2D egymásra helyezés (TSV igazítási hiba > 10μm) | Nem lehet integrálni a szilícium fénymotort | Pin maszkolás optikai útvonal |
| LGA | Támogatja HBM3 (1024 bites busz, 40μm osztásköz) | CPO megvalósult | Az Intel 2024 fehér könyv kapcsolódó tartalma alapján |
Következtetés
A két elsődleges CPU-aljzat típus az úgynevezett LGA és PGA alapvetően különböznek egymástól, és különböző előnyökkel és hátrányokkal rendelkeznek.
A PGA tartja monopólium az alacsony és olcsó kategóriában AMD feldolgozói piacok mert a megfizethetőség és a tartósság kiváló tulajdonságait kínálja, könnyű használhatósággal kombinálva. Az LGA bizonyos előnyöket kínál Intel processzorok kihasználása és nagy teljesítményű rendszerek a jobb teljesítmény és a fokozott hőszabályozás, valamint a csúcskategóriás CPU-feldolgozás támogatása alapján.
Az aljzattípusok közötti különbség segít a felhasználóknak abban, hogy tájékozottabb döntéseket hozzanak az igényeiknek megfelelő rendszerekről. Ha megbízható PGA-t keres PCB vagy LGA PCB beszállító, bátran forduljon kapcsolatfelvétel ELEPCB!
GYIK
A1: Igen. Az LGA érintkezők parazita induktivitása csak A PGA 1/10-e, és a szemdiagram megnyitása 40% szélesebb 112 Gbps PAM4 jelekben.
A2: A foglalat élettartama jellemzően 50 ciklus (JEDEC JESD22-B111 szabvány), és az érintkezési ellenállás a következő értékre emelkedik 50mΩ és ki kell cserélni.
A3: Használjon DeoxIT D-sorozatú érintkezőtisztítót, vagy cserélje ki a foglalatot aranyozás vastagsága ≥ 0,3μm (pl. TE Connectivity 2199230-1).
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian