集成電路的可靠性匯總十篇

時間:2023-11-06 09:58:00

序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇集成電路的可靠性范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。

篇(1)

中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)15-247-01

一、課程目標設計

《鐵路行車組織》是一門實踐性、技術性較強的課程,分三個學期完成。其中第一學期共包括 “鐵路行車工作認識”、“調車工作”、“行車閉塞法”三部分。主要能力是熟練記憶列車車次、掌握排風摘管、觀速觀距、中間站調車作業計劃編制的基本方法和技能、能夠正確填寫路票。

1、能力教學目標:(1)通過列車車次的學習,訓練學生根據列車車次,判斷列車種類、等級的能力;(2)通過中間站調車作業計劃編制,訓練學生的綜合分析和解決問題能力;(3)通過排風摘管、觀速觀距等基本技能的學習,訓練學生實踐動手能力;(4)通過課堂提問、課堂討論、課后作業、綜合模擬訓練等教學環節培養學生的語言表達、團結協作等能力,提高學生嚴謹務實、吃苦耐勞等綜合素質。

2、知識教學目標:(1)熟練掌握車站及列車的等級劃分、列車車次特點;(2)掌握牽出線調車及駝峰調車的作業方法;(3)熟練掌握排風摘管、觀速觀距等調車作業基本技能;(4)熟練掌握中間站調車作業計劃的編制方法。(5)掌握行車閉塞法的行車憑證。

3、素質教育目標:(1)具有熱愛所學專業、愛崗敬業的精神和較強的安全意識;(2)具有勝任調車工作的良好業務素質和健康的身心;(3)具有良好的溝通能力和團隊協作精神。

二、課程內容設計

課程教學的內容可以概括為車站、列車的定義及分類,列車車次的特點,牽出線調車及駝峰調車的作業方法,中間站調車作業計劃的編制方法,行車閉塞法,教學總學時為68學時。

三、教學方法設計

本課程在教學過程中,根據課程內容和學生特點,靈活運用模塊式教學、任務驅動、情境教學、小組討論、啟發引導等教學方法,引導學生積極思考、樂于實踐,提高教、學效果。

1、模塊式教學

我們將《鐵路行車組織》(第一學期)課程的知識點進行整合,將教材中使用的3個章節整合成為3個教學模塊,在教學中根據不同的教學模塊確定教學內容,根據不同教學內容靈活采用不同教學方法。

2、任務驅動教學

工學任務決定課程改革的成敗。任務驅動法主張課堂以學生小組為中心,以問題或任務驅動形成師生互動、生生合作的探究式學習氛圍。要按工作過程與職業能力設計切實可行的工作任務,任務選取突出可操作性,以分總式由簡單到復雜帶動課程學習。例如,課程要求學生會編制中間站調車作業計劃,為了使學生對中間站調車作業計劃有一個感性的認識,我們在教學時選取一個中間站的實際情況,讓學生自己去思考、探索怎么解決,解決的辦法當然就是要用到調車作業計劃。由具體任務引入知識點,學生學習目的明確,興趣較高。

3、注重實踐教學,培養學生實際應用能力

在教學中應運用案例教學、模擬演練、校內外實訓基地訓練等教學方式培養學生實踐能力,倡導和組織學生結合課程內容參加社會實踐活動和實習,提高學生的職業判斷能力和實踐動手能力。

四、第一節課設計概要

1、導入新課(20分鐘):(1)自我介紹:教師進行自我介紹,增進與學生的相互了解,拉近與學生的距離。(2)《鐵路行車組織》課程介紹,告知學生本門課程的整體結構、本學期需要完成哪些、考核方式及能力訓練項目,讓學生對本門課程形成整體印象。(3)學生進行分組(每組6-7人),假設每小組是一個車站,選組長(小組成員輪任制),為每個車站指定站名。(4)展示上屆學生的成果(如:實訓成果和期末考試情況等),使學生對本門課程有較全面和深入的認識。(5)交代該門課程所要達到的能力目標、知識目標和素質目標。

2、講授新課(60分鐘):(1)交通(鐵路)運輸業產品

提出問題:知道什么是產品嗎?說說服裝廠的產品是什么?鋼鐵廠的產品是什么?那么想想交通(鐵路)運輸業產品的是什么。從學生的回答引出問題:交通(鐵路)運輸業產品

(2)鐵路運輸的特點

用具體實例,提出問題,讓學生思考,引入知識目標:鐵路運輸與其他四種運輸方式相比,有哪些特點?用自己的話說說。通過具體的數據、案例進行講解,多與學生溝通,及時了解他們的理解情況。

(3)鐵路運輸生產過程鐵路是怎樣生產產品的?是通過什么方式來實現的。分客運和貨運兩個方面進行講授。

(4)鐵路運輸生產管理辦法這部分內容的講解,應注意與實際情況結合,簡要介紹即可。

3、總結(5分鐘):通過課堂提問和內容提要的形式小結本次課的主要內容。強調教學重點和難點。

篇(2)

Abstract: the reliability of the semiconductor integrated circuit design is in the whole process of product development, prevention, strengthen the system of management thoughts as the instruction, from line design, layout design, process design, package structure design, evaluation test design, material selection, software design, and adopts various effective measures, and strive to eliminate or control semiconductor integrated circuit under specified conditions and within the time required, all kinds of possible failure mode, thus in the performance, cost, time (research, production cycle) factors on the basis of comprehensive balance, and realize the semiconductor integrated circuit products the reliability indexes provisions.

Keywords: semiconductor design reliability

中圖分類號: O471 文獻標識碼:A文章編號:

1. 可靠性設計應遵循的基本原則

(1)必須將產品的可靠性要求轉化成明確的、定量化的可靠性指標。

(2)必須將可靠性設計貫穿于產品設計的各個方面和全過程。

(3)從國情出發盡可能地采用當今國內外成熟的新技術、新結構、新工藝。

(4)設計所選用的線路、版圖、封裝結構,應在滿足預定可靠性指標的情況下盡量簡化,避免復雜結構帶來的可靠性問題。

(5)可靠性設計實施過程必須與可靠性管理緊密結合。

2. 可靠性設計的基本依據

(1)合同書、研制任務書或技術協議書。

(2)產品考核所遵從的技術標準。

(3)產品在全壽命周期內將遇到的應力條件(環境應力和工作應力)。

(4)產品的失效模式分布,其中主要的和關鍵的失效模式及其機理分析。

(5)定量化的可靠性設計指標。

(6)生產(研制)線的生產條件、工藝能力、質量保證能力。

3. 設計前的準備工作

(1)將用戶對產品的可靠性要求,在綜合平衡可靠性、性能、費用和研制(生產)周期等因素的基礎上,轉化為明確的、定量化的可靠性設計指標。

(2)對國內外相似的產品進行調研,了解其生產研制水平、可靠性水平(包括產品的主要失效模式、失效機理、已采取的技術措施、已達到的質量等級和失效率等)以及該產品的技術發展方向。

(3) 對現有生產(研制)線的生產水平、工藝能力、質量保證能力進行調研,可通過通用和特定的評價電路,所遵從的認證標準或統計工藝控制(SPC)技術,獲得在線的定量化數據。

4. 可靠性設計程序

(1)分析、確定可靠性設計指標,并對該指標的必要性和科學性等進行論證。

(2)制定可靠性設計方案。設計方案應包括對國內外同類產品(相似產品)的可靠性分析、可靠性目標與要求、基礎材料選擇、關鍵部件與關鍵技術分析、應控制的主要失效模式以及應采取的可靠性設計措施、可靠性設計結果的預計和可靠性評價試驗設計等。

(3)可靠性設計方案論證(可與產品總體方案論證同時進行)。

(4)設計方案的實施與評估,主要包括線路、版圖、工藝、封裝結構、評價電路等的可靠性設計以及對設計結果的評估。

(5)樣品試制及可靠性評價試驗。

(6)樣品制造階段的可靠性設計評審。

(7)通過試驗與失效分析來改進設計,并進行“設計-試驗-分析-改進”循環,實現產品的可靠性增長,直到達到預期的可靠性指標。

(8)最終可靠性設計評審。

(9)設計定型。設計定型時,不僅產品性能應滿足合同要求,可靠性指標是否滿足合同要求也應作為設計定型的必要條件。

5. 集成電路可靠性設計的基本內容

(1)線路可靠性設計。

線路可靠性設計是在完成功能設計的同時,著重考慮所設計的集成電路對環境的適應性和功能的穩定性。半導體集成電路的線路可靠性設計是根據電路可能存在的主要失效模式,盡可能在線路設計階段對原功能設計的集成電路網絡進行修改、補充、完善,以提高其可靠性。如半導體芯片本身對溫度有一定的敏感性,而晶體管在線路達到不同位置所受的應力也各不相同,對應力的敏感程度也有所不同。因此,在進行可靠性設計時,必須對線路中的元器件進行應力強度分析和靈敏度分析(一般可通過SPICE和有關模擬軟件來完成),有針對性地調整其中心值,并對其性能參數值的容差范圍進行優化設計,以保證在規定的工作環境條件下,半導體集成電路整體的輸出功能參數穩定在規定的數值范圍,處于正常的工作狀態。

線路可靠性設計的一般原則是:1)線路設計應在滿足性能要求的前提下盡量簡化;2)盡量運用標準元器件,選用元器件的種類盡可能減少,使用的元器件應留有一定的余量,避免滿負荷工作;3)在同樣的參數指標下,盡量降低電流密度和功耗,減少電熱效應的影響;4)對于可能出現的瞬態過電應力,應采取必要的保護措施。如在有關端口采用箝位二極管進行瞬態電壓保護,采用串聯限流電阻限制瞬態脈沖過電流值。

(2)版圖可靠性設計。

版圖可靠性設計是按照設計好的版圖結構由平面圖轉化成全部芯片工藝完成后的三維圖像,根據工藝流程按照不同結構的晶體管(雙極型或MOS型等)可能出現的主要失效模式來審查版圖結構的合理性。如電遷移失效與各部位的電流密度有關,一般規定有極限值,應根據版圖考察金屬連線的總長度,要經過多少爬坡,預計工藝的誤差范圍,計算出金屬涂層最薄位置的電流密度值以及出現電遷移的概率。此外,根據工作頻率在超高頻情況下平行線之間的影響以及對性能參數的保證程度,考慮有無出現縱向或橫向寄生晶體管構成潛在通路的可能性。對于功率集成電路中發熱量較大的晶體管和單元,應盡量分散安排,并盡可能遠離對溫度敏感的電路單元。

(3)工藝可靠性設計。

為了使版圖能準確無誤地轉移到半導體芯片上并實現其規定的功能,工藝設計非常關鍵。一般可通過工藝模擬軟件(如SUPREM等)來預測出工藝流程完成后實現功能的情況,在工藝生產過程中的可靠性設計主要應考慮:1)原工藝設計對工藝誤差、工藝控制能力是否給予足夠的考慮(裕度設計),有無監測、監控措施(利用PCM測試圖形);2)各類原材料純度的保證程度;3)工藝環境潔凈度的保證程度;4)特定的保證工藝,如鈍化工藝、鈍化層的保證,從材料、工藝到介質層質量(結構致密度、表面介面性質、與襯底的介面應力等)的保證。

(4)封裝結構可靠性設計。

封裝質量直接影響到半導體集成電路的可靠性。封裝結構可靠性設計應著重考慮:1)鍵合的可靠性,包括鍵合連接線、鍵合焊點的牢固程度,特別是經過高溫老化后性能變脆對鍵合拉力的影響;2)芯片在管殼底座上的粘合強度,特別是工作溫度升高后,對芯片的剪切力有無影響。3)管殼密封后氣密性的保證;4)封裝氣體質量與管殼內水汽含量,有無有害氣體存在腔內;5)功率半導體集成電路管殼的散熱情況;6)管殼外管腳的銹蝕及易焊性問題。

(5)可靠性評價電路設計。

為了驗證可靠性設計的效果或能盡快提取對工藝生產線、工藝能力有效的工藝參數,必須通過相應的微電子測試結構和測試技術來采集。所以,評價電路的設計也應是半導體集成電路可靠性設計的主要內容。一般有以下三種評價電路:1) 工藝評價用電路設計。主要針對工藝過程中誤差范圍的測定,一般采用方塊電阻、接觸電阻構成的微電子測試結構來測試線寬、膜厚、工藝誤差等。2) 可靠性參數提取用評估電路設計。針對雙極性和CMOS電路的主要失效模式與機理,借助一些單管、電阻、電容,盡可能全面地研究出一些能評價其主要失效機理的評估電路。3) 宏單元評估電路設計。針對雙極型和CMOS型電路主要失效模式與機理的特點,設計一些能代表復雜電路中基本宏單元和關鍵單元電路的微電子測試結構,以便通過工藝流程研究其失效的規律性。

6. 可靠性設計技術

篇(3)

計算機硬件的發展如下:

計算機的邏輯元件采用電子管,主存儲器采用汞延遲線、磁鼓、磁芯,外存儲器采用磁帶,軟主要采用機器語言、匯編語言,應用以科學計算為主,其特點是體積大、耗電大、可靠性差,奠定了以后計算機技術的基礎。晶體管的發明推動了計算機的發展,邏輯元件采用了晶體管,計算機的體積縮小,耗電減少,可靠性提高,性能比第一代計算機有很大的提高。計算機的邏輯元件采用小、中規模集成電路計算機的體積更小型化、耗電量更少、可靠性更高,性能比第十代計算機又有了很大的提高。計算機的邏輯元件和主存儲器都采用了大規模集成電路,大規模集成電路是在單片硅片上集成一千晶體管的集成電路,其集成度比中、小規模的集成電路提高了一至兩個數量級。計算機發展到了微型化、耗電極少、可靠性很高的階段,大規模集成電路使軍事工業、空間技術得到發展。

(來源:文章屋網 )

篇(4)

在現代化的軍用雷達與電子設備之中軍用微電子技術屬于非常重要的技術之一,是現代軍事信息作戰的基礎。在軍用微電子工業當中,集成電路屬于最具活躍的產品。在美國非常重視開發與應用軍用集成電路。美國相關的國防部門早在十幾年前曾提出^超高速集成電路與微波單片集成電路的發展規劃。只要真正的實現這兩者的發展計劃對于軍用雷達與武器裝備未來的發展有著巨大的影響,對打贏未來信息戰爭發揮舉足輕重作用。

一、超高速集成電路與微波單片集成電路的特點

1、超高速集成電路的特點。在未來的信息作戰當中,電磁信號的環境十分匯集而且復雜,軍用雷達與電子情報系統需要面對一百至二百萬脈沖美妙的信號方面的強度,處理信號的系統極有可能需要執行幾十億條指令。面對極其復雜的信息作戰環境,然而目前一般的集成電路處理信號系統的效率很難滿足相關的需求。要想真正的處理好這方面的問題,美軍便加大力度促進超高速集成電路發展。

2、微波單片集成電路的特點。微波單片集成電路將超大規模集成電路、超高速集成電路以及超高性能集成電路使用至數字電路中的微波電路,它屬于集成電路處于微波電路中主要的發展。微波單片集成電路將諸多晶體管、電阻、電容等管線集中至一個芯片上,制成許多功率放大器、低噪聲放大器、移相器等。僅有很少的微波單片集成電路芯片組合起來就能組成一個收發構件,用來代替很多元件。

二、超高速集成電路與微波單片集成電路的發展現狀

1、超高速集成電路的發展現狀。美國國防部門早在很多年前年對超高速集成電路的發展就已經開展實施以硅為主要材料發展計劃,之后又轉化成將硅和砷化稼作為主要材料并舉的超高速集成電路發展計劃,為了促使軍用電子系統發展的快速進程。此計劃主要是為了促進民用半導體商家的發展所難以解決的軍用信號需要的元器件工藝,就是為了滿足軍用信號處理、抗輻射、故障容限等能力的有關需求所提出的。這個計劃的的總提目標就是為了研制出功能先進、價格合理、高質量的超高速集成電路芯片,確保處理信號速率、功耗減少、可靠性、維護性合理提高的終點目標,并且使目前具備處理數據的速度必須提升一級。其實際的目標是為了使芯片的微加工線寬達到標準的規格,各項功能要比同樣種類民用的產品高出百倍,將其的可靠性提升十倍。按照制定的范圍超高速集成電路應當于1990年完成計劃,共投資量達到十億美元,通過集中開發了來實現亞微米特有的尺寸要求的技術。

2、60年代中期才得到逐漸的發展,70年代,砷化鎵材料制造工藝的逐步成熟,對于微波單片集成電路的發展形成了很大影響。因為砷化鎵材料的電子遷移率比硅高出7倍,且半絕緣砷化鎵的電阻率的高度達到108,因此砷化鎵屬于最合理的微波傳輸介質材料,非常適合用在單片微波單片集成電路的襯底。正是因為砷化鎵技術的普遍推廣,促進了工業界集團朝向微波單片集成電路的方向發展。

三、超高速集成電路與微波單片集成電路在信息作戰領域的應用

1、超高速集成電路在雷達和軍用電子設備中的應用。超高速集成電路應用至軍事雷達與電子裝備系統中有效的提高了的在戰場上獲取情報、偵查情報、分析目標、處理數據等方面的能力;在很大幅度上,有效的提高了雷達、電子設備、武器系統在復雜的環境當中,以最快的速率反應能力與應變能力,實現了信息作戰武器系統的高速、高效和精準性。

2、微波單片集成電路在軍用雷達中的應用。與普通使用的陸基雷達相比較之下,微波單片集成電路器件與之同樣的雷達在相同條件下所耗費的性能提高十倍。相控陣雷達的真正優勢在于產生的微波功率的與傳輸效率較高,發射機的功能消耗等于使用功率管的三分之一,同時接收機的靈活度也提高了2倍。另一方面的優勢在于可靠性較強,在此過程中,就算其中有百分之五的構件失靈。雷達系統依然能保證供應更好更多功能工作性能。微波單片集成電路 T/R組件極具緊湊、可靠性高、重量輕、成本低等結構方面的優勢。

結束語:綜上所述,超高速集成電路能夠有效的提高處理信號與處理數據的能力,還能增強信號方面的接收、傳輸、發射能力的微波單片集成電路電路能實現構建出新一代全新的軍用微電子系統,這種系統在軍事信息作戰領域特別是雷達和電子設備中擁有良好的應用前景。在下一代中的軍用雷達關鍵特征在于它器件方面的模塊化與集成化,而超高速集成電路與微波單片集成電路屬于提高軍用雷達器件集成化、模塊化過程中最重要手段之一。

參 考 文 獻

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以集成電路為核心的微電子技術,在軍事通信、軍事指揮、軍事偵察、電子干擾和反干擾、無人機、軍用飛機、導彈,雷達、自動化武器系統等方面得到廣泛應用,覆蓋了軍事信息領域的方方面面。因此,現代信息化戰爭又被稱為“芯片之戰”。出于國防裝備的需要,世界軍事強國不僅重視通用微電子技術發展,也十分重視專用微電子技術的發展。這是因為專用微電子產品不僅在國防裝備中應用廣泛,而且對國防裝備的作戰效能起著關鍵作用。美國提出,在其防務的技術優勢中,集成電路是最重要的因素。20世紀80年代美國就將集成電路列為戰略性產業。決定航空電子系統成本和技術的關鍵和核心,是以航空關鍵集成電路和元器件為核心的航空微電子技術和產品。

當前微電子科學技術一個重要的發展方向,就是由集成電路(IC)向集成系統(IS)轉變,并由此產生了微系統。微系統有兩重含義:一是將電子信息系統集成到硅芯片上,即信息系統的芯片集成——片上系統或System on-a-Chip(SoC)。另一含義就是微電子機械系統(MEMS)和微光機電系統。

SoC將一個基于PCB上實現的系統功能盡可能的轉化為基于功能、性能高度集成的基于硅的系統級芯片實現。因此,SoC盡可能多的集成系統的功能,可以減小系統體積重量,提高系統的性能,提高系統的可靠性,并能降低系統的制造成本。

MCM(Multi-Chip Module)是利用先進的微組裝技術將多個(2個或以上)集成電路管芯及其他微型元器件組裝在單一封裝外殼內,形成具有一定部件或系統功能的高密度微電子組件。基于MCM基礎上發展起來的系統級封裝SIP(System in Package),是將整個應用系統中所有的電路管芯和其他微型元器件組裝在單一封裝外殼內的技術。MCM/SIP技術的開發應用將是突破傳統封裝固有瓶頸的一種有效途徑,實現信息技術的發展對集成電路的封裝密度、處理速度、體積、重量及可靠性等方面提出新的應用要求。

上世紀90年代,美國NASA為實現太空飛船小型和微型化提出先進飛行計算機計劃(AFC),將MCM 作為在微電子領域保持領先地位的重要技術加以發展,并確定其為2010年前重點發展的十大軍民兩用高新技術之一。 日本一直以來都是MCM 技術的推崇者,他們建立的MCM技術協會進一步促進多芯片組件的發展與應用。

雖然SoC可以集成多種功能IP,但多工藝混合的IP難以采用SoC在單一硅片上實現, 因此雖然SoC發展迅速,但并不能取代MCM/SIP技術,一定程度上來講,MCM/SIP技術是對SoC實現小型化的重要補充。因此,SoC/MCM(SIP)技術固有的技術優點,是航空電子系統低功耗、高性能、高可靠、超小型化的發展的永恒追求,也是航空電子系統發展迫切需要的核心技術之一。

航空微電子產業的國內外現狀

航空電子系統所用關鍵集成電路與元器件的基本上可以分為四大類別:通用高端芯片、航空專用集成電路、機載任務子系統專用處理芯片、航空核心元器件。

1、通用高端芯片,主要是指處理類、存儲類、電源類、A/D、D/A、OP等類別的集成電路。高端通用芯片決定航空電子系統的整體性能,是航空系統中不可缺少的一類重要器件。由于武器裝備發展的需求超前于我國集成電路的研制和國產化,各項主戰裝備進入設計定型時,國內出現無“芯”可用的狀況,導致定型裝備的高端通用芯片基本依賴于進口,在重點型號中幾款用量大的CPU芯片大都要依靠進口,只有少數是國產化的CPU芯片,而且性能都比較低。

2、航空專用集成電路,主要包是指總線網絡及相關標準協議,以及使用MCM、SIP設計的模塊。航空專用集成電路一般分為兩種:第一種是滿足航空標準、協議和規范的專用電路,如支持ARINC429協議、1553B協議、光纖通道FC-AE協議等的電路,它決定了航空電子系統的體系結構。這類芯片主要是總線協議處理類芯片,是航空電子系統的“中樞神經”,遍布飛機的各個部件和角落。第二種是滿足飛機應用環境要求的專用集成電路。這類芯片是面向航空電子系統的應用需求特點開發的芯片。歐美新一代飛機研制中,廣泛使用了SoC/MCM(SIP)技術手段,實現低功耗、高性能、高可靠性、超小型化的最終目標。為了達到F-22等新一代飛機綜合核心處理機(ICP)對“性能/體積”方面的要求,美國“寶石臺”計劃中定義了多達12種MCM。

篇(6)

現在,集成電路產業中的微電子封裝測試已與集成電路設計和集成電路制造一起成為密不可分又相對獨立的三大產業。而往往設計制造出的同一塊集成電路芯片卻采用各種不同的封裝形式和結構。今后的微電子封裝又將如何發展呢?根據集成電路的發展及電子整機和系統所要求的高性能、多功能、高頻、高速化、小型化、薄型化、輕型化、便攜化及低成本等,必然要求微電子封裝提出如下要求:

(1)具有的I/O數更多;(2)具有更好的電性能和熱性能;(3)更小、更輕、更薄,封裝密度更高;(4)更便于安裝、使用、返修;(5)可靠性更高;(6)性能價格比更高;

2未來微電子技術發展趨勢

具體來說,在已有先進封裝如QFP、BGA、CSP和MCM等基礎上,微電子封裝將會出現如下幾種趨勢:

DCA(芯片直接安裝技術)將成為未來微電子封裝的主流形式

DCA是基板上芯片直接安裝技術,其互聯方法有WB、TAB和FCB技術三種,DCA與互聯方法結合,就構成板上芯片技術(COB)。

當前,在DCA技術中,WB仍是主流,但其比重正逐漸下降,而FCB技術正迅速上升。因為它具有以下優越性:

(1)DCA特別是FC(倒裝芯片)是“封裝”家族中最小的封裝,實際上是近于無封裝的芯片。

(2)統的WB只能利用芯片周圍的焊區,隨著I/O數的增加,WB引腳節距必然縮小,從而給工藝實施帶來困難,不但影響產量,也影響WB質量及電性能。因此,高I/O數的器件不得不采用面陣凸點排列的FC。

(3)通常的封裝(如SOP、QFP)從芯片、WB、引線框架到基板,共有三個界面和一個互聯層。而FC只有芯片一個基板一個界面和一個互聯層,從而引起失效的焊點大為減少,所以FCB的組件可靠性更高。

(4)FC的“引腳”實際上就是凸點的高度,要比WB短得多,因此FC的電感非常低,尤其適合在射頻移動電話,特別是頻率高達2GHz以上的無線通信產品中應用。

(5)由于FC可直接在圓片上加工完成“封裝”,并直接FCB到基板上,這就省去了粘片材料、焊絲、引線框架及包封材料,從而降低成本,所以FC最終將是成本最低的封裝。

(6)FC及FCB后可以在芯片背面直接加裝散熱片,因此可以提高芯片的散熱性能,從而FC很適合功率IC芯片應用。

通過以上對DCA及FCB優越性的分析,可以看出DCA特別是FCB技術將成為未來微電子封裝的主流形式應是順理成章的事。

2.2三維(3D)封裝技術將成為實現電子整機系統功能的有效途徑

三維封裝技術是國際上近幾年正在發展著的電子封裝技術,它又稱為立體微電子封裝技術。3D已成為實現電子整機系統功能的有效途徑。

各類SMD的日益微型化,引線的細線寬和窄間距化,實質上是為實現xy平面(2D)上微電子組裝的高密度化;而3D則是在2D的基礎上,進一步向z方向,即向空間發展的微電子組裝高密度化。實現3D,不但使電子產品的組裝密度更高,也使其功能更多,傳輸速度更高、相對功耗更低、性能更好,而可靠性也更高等。

與常規的微電子封裝技術相比,3D可使電子產品的尺寸和重量縮小十倍。實現3D,可以大大提高IC芯片安裝在基板上的Si效率(即芯片面積與所占基板面積之比)。對于2D多芯片組件情況,Si效率在20%—90%之間,而3D的多芯片組件的Si效率可達100%以上。由于3D的體密度很高,上、下各層間往往采取垂直互聯,故總的引線長度要比2D大為縮短,因而使信號的傳輸延遲線也大為減小。況且,由于總的引線長度的縮短,與此相關的寄生電容和寄生電感也大為減小,能量損耗也相應減少,這都有利于信號的高速傳輸,并改善其高頻性能。此外,實現3D,還有利于降低噪聲,改善電子系統性能。還由于3D緊密堅固的連接,有利于可靠性的提高。

3D也有熱密度較大、設計及工藝實施較復雜的不利因素,但隨著3D技術日益成熟,這些不利因素是可以克服的。

總之,微電子封裝技術的發展方向就是小型化、高密度、多功能和低成本。

參考文獻

[1]微電子封裝技術[M].中國電子學會生產技術學分會叢書編委會.中國科學技術大學出版社.

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IC芯片是將大量的微電子元器件(晶體管、電阻、電容等)形成的集成電路放在一塊塑基上,做成一塊芯片。而今幾乎所有看到的芯片,都可以叫做IC芯片。當今半導體工業大多數應用的是基于硅的集成電路。

集成電路(integrated circuit)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然后封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發明者為 杰克·基爾比(基于硅的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基于鍺的集成電路)。

(來源:文章屋網 )

篇(8)

中國分類號:TP302.7 文獻標識碼:A 文章編號:1002-2422(2010)02-0057-04

1 電子元器件的正確選擇

(1)對電子元器件的選擇的原則之一,電子元器件的技術性能、質量、使用條件等在滿足產品要求情況下;要優先選用經實踐證明質量穩定、可靠性高的標準元器件,應最大限度的壓縮元器件的品種、規格,生產廠。

(2)對電子元器件的選擇的原則之二,根據電子元器件質量等級與質量系數選用,國軍標GJB/Z299B《電子設備可靠性預計手冊》列出了各類電子元器件。根據不同級別的標準和質量認證所對應的可靠性質量等級及質量系數,質量系數越大表示器件的失效率越高,可靠性水平越低。美國的各類電子元器件的質量等級和質量系數可以查閱美國軍用手冊MIL-HDBK-217F《電子設備可靠性預計》。

(3)對電子元器件的選擇的原則之三,采用元器件計數法預計裝置的平均故障間隔時間,通過對使用不同質量等級的元器件的裝置的MTBF進行比較,分析對可靠性影響的大小,最后,正確選擇電子元器件。

2 元器件的正確使用

(1)簡化設計。

①多個通道共用一個電路或器件。

②在邏輯電路的設計中,簡化設計的重點應該放在減少邏輯器件的數目,其次是減少門電路或輸入端的數目。

③多采用標準化、系列化的元器件,少采用特殊的或未經定型元器件。

④能用軟件完成的功能,不要用硬件實現。

⑤能用數字電路實現的功能,不要用模擬電路完成。

⑥在保證實現規定功能指標的前提下,多采用集成電路,少采用分立器件,多采用較大規模的集成電路,少采用較小規模的集成電路。提高集成度可以減少元器件之間的連線、接點以及封裝的數目,而這些連接點的可靠性常常是造成電路失效的主要原因。

(2)低功耗設計。可以從兩方面著手,一盡量采用低功耗器件,如在滿足工作速度的情況下,盡量采用CMOS電路。而不用TTL電路:二在完成規定功能的前提下,盡量簡化邏輯電路,并更多的讓軟件來完成硬件的功能,以減少整機硬件的數量。

(3)保護電路設計。在電路設計中,根據具體情況設計必要的保護電路。如在電路的信號輸入端設計靜電保護電路,在電源輸入端設計浪涌干擾抑制電路,在高頻高速電路中加入噪聲抑制或吸收網絡。具體保護電路的形式根據具體情況考慮。

(4)電路的重點設計。常常有這樣的情況,某個元器件的參數退化嚴重,但對電路性能的影響甚微;而另一個元器件稍有變化,就對電路性能產生顯著影響。這是因為一個元器件對于電路可靠性的影響不僅取決于該元器件自身的質量,而且取決于該元器件在電路中關鍵作用。因此,在電路設計中應對電路性能影響顯著的關鍵元器件或子電路。進行重點設計。

(5)基于元器件的穩定參數和典型特性進行設計。對于那些由于工藝離散性以及隨時間、溫度和其它環境應力而變化的不太穩定的性能參數,設計時應給予更為寬容的限制。對于那些不確定的無法控制的性能參數,設計時不宜采納,有典型應用電路時,應盡可能使用。

(6)塊設計。在系統分割時,應注意電路功能和結構的均衡性,這樣對提高裝置可靠性有利。這主要體現在兩個方面:一是每塊電路的功能應相對完整,盡量減少各個電路之間的聯接,以削弱互連對電路可靠性的影響;二是各個電路所含元器件的數量不要過于集中帶來的不可靠因素,同時也方便了裝配工藝設計。

(7)冗余設計和降額設計。冗余設計也稱余度設計,是在系統或設備中的關鍵電路部位,設計一種以上的功能通道,當一個功能通道發生故障時,可用另一個通道代替,從而可使局部故障不影響整個裝置的正常工作。對采用那種冗余方式(主動冗余,備用冗余,功能冗余)也要考慮。

(8)常用集成電路的應用設計規則。在電路設計時,除了以上所述的通用設計原則之外,還要根據所用器件的具體情況,采用不同的設計規則。下面給出用幾種常用集成電路進行電路設計時應該遵循的一些規則。

TIL電路應用設計規則:

①電源,穩定性應保持在±5%之內;紋波系數應小于5%:電源初級應有射頻旁路。

②去耦,每使用8塊TTL電路就應當用一個0.01-0.1uF的射頻電容器對電源電壓進行去耦。去耦電容的位置應盡可能地靠近集成電路,二者之間的距離應在15cm之內。每塊印制電路板也應用一只容量更大些的低電感電容器對電源進行去耦。

③輸入信號。輸入信號的脈沖寬度應長于傳播延遲時間,以免出現反射噪聲。

④要求邏輯“0”輸出的器件,其不使用的輸入端應將其接地或與同一門電路的在用輸端相連。

⑤要求邏輯“1”輸出的器件,其不使用的輸入端應連接到一個大于2.7V的電壓上。為不增加傳輸延遲時間和噪聲敏感度,所接電壓不要超過該電路的電壓最大額定值5.5V。

⑥不使用的器件,其所有的輸入端都應按照使功耗最低的方法連接。

⑦在使用低功耗肖特基TTL電路時,應保證其輸入端不出現負電壓,以免電流流入輸入箝位二極管。

⑧時鐘脈沖的上升時間和下降時間應盡可能的短,以便提高電路的抗干擾能力。

⑨通常時鐘脈沖處于高態時,觸發器的數據不應改變。

⑩擴展器應盡可能地靠近被擴展的門,擴展器的節點上不能有容性負載。

(11)在長信號線的接收端應接一個500-1k的上拉電阻,以便增加噪聲容限和縮短上升時間。

(12)集電極開路器件的輸出負載應連接到小于等于最大額定值的電壓上,所有其它器件的輸出負載應連接到VCC上。

(13)長信號線應該由專門為其設計的電路驅動,如線驅動器、緩沖器等。

(14)從線驅動器到接收電路的信號回路線應是連續的,應采用特性阻抗約為100的同軸線或雙扭線。

(15)某些TTL電路具有集電極開路輸出端,允許將幾個電路的開集電極輸出端連接在一起,以實現“線與”功能。但應在該輸出端加一個上拉電阻,以便提供足夠的驅動信號和提高抗干擾能力,上拉電阻的阻值應根據該電路的出力來確定。

CMOS電路應用設計規則:

①電源,穩定性應保持在5%之內:紋波系數應小于5%;電源初級應有射頻旁路。

②如果CMOS電路自身和其輸入信號源使用不同的電源,則開機時應首先接通CMOS電源,然后接通信號源,關機時應該首先關閉信號源,然后關閉CMOS電源。

③輸入信號,輸入信號電壓的幅度應限制在CMOS電路電源電壓范圍之內,以免引發閂鎖;多余的輸入端在任何情況下都不得懸空,應適當的連接到CMOS電路的電壓正端或負端上。

④當CMOS電路由TTL電路驅動時,應該在CMOS電 路的輸入端與VCC之間連一個上拉電阻。

⑤在非穩態和單穩態多諧振蕩器等應用中,允許CMOS電路有一定的輸入電流(通過保護二極管),但應在其輸入加接一只串聯電阻,將輸入電流限制在微安級的水平上。

⑥輸出信號和輸出電壓幅度應限制在CMOS電路電源電壓范圍之內,以免引發閂鎖。

⑦長信號線應該由專門為其設計的電路驅動,如線驅動器、緩沖器等。

⑧應避免在CMOS電流的輸出端接大于500pF的電容負載。

⑨CMOS電路的扇出應根據其輸出容性負載量來確定。

⑩并聯應用,除三態輸出門外,有源上拉門不得并聯連接。只有一種情況例外,即并聯門的所有輸入端均并聯在一起,而且這些門電路封裝在同一外殼內。

3 可靠性預計

為了驗證可靠性設計的效果,根據系統可靠性的要求,電路設計完成后,可對關鍵電路的失效率進行預計,預計所依據的模型和方法見國軍標GJB299《電子設備可靠性預計手冊》。

4 正確布線

4,1正確布線之一電磁兼容性設計

(1)采用正確的布線之策略。具體做法是印制板的一面橫向布線,另一面縱向布線,然后在交叉孔處用金屬化孔相連。為了抑制印制板導線之間的串擾,在設計布線時應盡量避免長距離的平等走線,盡可能拉開線與線之間的距離,信號線與地線及電源線盡可能不交叉。在一些對干擾十分敏感的信號線之間設置一根接地的印制線,可以有效地抑制串擾。

(2)選擇合理的導線寬度。印制導線的電感量與其長度成正比,與其寬度成反比,因而短而精的導線對抑制干擾是有利的。時鐘引線、行驅動器或總線驅動器的信號線常常載有大的瞬變電流,印制導線要盡可能地短。對于分立元件電路,印制導線寬度在1.5mm左右時,即可完全滿足要求:對于集成電路,印制導線寬度可在0.2-1.0mm之間選擇。

(3)為了抑制高頻信號通過印制導線時產生的電磁輻射,在印制電路板布線時,還應注意以下幾點:

①盡量減少印制導線的不連續性,禁止環狀走線等。

②時鐘信號引線最容易產生電磁輻射干擾,走線時應與地線回路相靠近,不要在長距離內與信號線并行。

⑧總線驅動器應緊挨其欲驅動的總線。對于那些離開印制電路板的引線,驅動器應緊挨著連接器。

④數據總線的布線應每兩根信號線之間夾一根信號地線。最好是緊挨著最不重要的地址引線放置地回路,因為后者常載有高頻電流。

⑤在印制板布置高速、中速和低速邏輯電路時,應注意器件排列方式。

(4)抑制反射干擾

為了抑制出現在印制線條終端的反射干擾,除了特殊需要之外,應盡可能縮短印制線的長度和采用慢速電路。必要時可加終端匹配,即在傳輸線的末端對地和電源端各加接一個相同阻值的匹配電阻。

4,2正確布線之二去耦電容配置

(1)電源輸入端跨接一個10-100uF的電解電容器,如果印制電路板的位置允許,采用100uF以上的電解電容器的抗干擾效果會更好。

(2)為每個集成電路芯片配置一個0.01uF的陶瓷電容器。如遇到印制電路板空間小而裝不下時,可每4-10個芯片配置一個1-10uF鉭電解電容器,這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz-20MHz范圍內阻抗小于1,而且漏電流很小。

(3)對于噪聲能力弱、關斷時電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲型器件,應在芯片的電源線和地線間直接接入去耦電容。

(4)去耦電容的引線不能過長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。

4,3正確布線之三接地設計

(1)正確選擇單點接地與多點接地。在低頻電路中,信號的工作頻率小于1MHz,布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環流對干擾影響較大,因而應采用一點接地。當信號工作頻率大于10MHz時,地線阻抗變得很大,此時應盡量降低地線阻抗,應采用就近多點接地。當工作頻率在1-10MHz時,如果采用一點接地,其地線長度不應超過波長的1/20,否則應采用多點接地法。

(2)將數字電路與模擬電路分開。電路板上既有高速邏輯電路,又有線性電路,應盡量分開,而兩者的地線不要相混,分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。

(3)盡量加粗接地線。若接地線很細,接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子設備的定時信號電平不穩,抗噪聲性能變壞。因此應將接地線盡量加粗,應能通過三倍于印制電路板的允許電流。

(4)將接地線構成閉環路。印制電路板上有很多集成電路元件,尤其遇有耗電多的元件時,因受接地線粗細的限制,會在地結上產生較大的電位差,引起抗噪聲能力下降,若將接地構成環路,則會縮小電位差值,提高電子設備的抗噪聲能力。

4,4正確布線之四熱設計

(1)對于采用自由對流空氣冷卻方式的設備,最好是將集成電路按縱長方式排列,對于采用強制空氣冷卻的設備,則應按橫長方式配置。

(2)同一塊印制板上的元器件應盡可能按其發熱量大小及耐熱程度分區排列,發熱量小或耐熱性差的元器件放在冷卻氣流的最上游,發熱量大或耐熱性好的元器件放在冷卻氣流的最下游。

(3)在水平方向上,大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置,以便縮短傳熱途徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印制板上方布置,以便減少這些器件工作時對其它元器件溫度的影響。

(4)溫度敏感器件最好安置在溫度最低的區域,千萬不要將它放在發熱元器件的正上方,多個器件最好是在水平面上交錯布局。

5 機體的設計

(1)對于用于電磁屏蔽的機箱材料的電導率、磁通率越高,屏蔽效果越好。

(2)材料的選用還受到強度、重量、散熱性、工藝性等因素的制約。當屏蔽效果不太好時,可考慮對其進行表面處理。在屏蔽機體設計時,應使機體有足夠的厚度以增大磁路橫切面積,增加屏蔽效果;同時在垂直于磁通方向不能開口,以免增大磁阻。

(3)機體要良好接地。機體接地有二個重要作用:一是接地能使屏蔽具有較好效果,二是消除靜電影響。

6 環境條件強制

篇(9)

靜電。集成電路是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然后封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發明者為杰克·基爾比(基于鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特-諾伊思(基于硅(Si)的集成電路)。當今半導體工業大多數應用的是基于硅的集成電路。

集成電路是20世紀50年代后期到60年展起來的一種新型半導體器件。它是經過氧化、光刻、擴散、外延、蒸鋁等半導體制造工藝,把構成具有一定功能的電路所需的半導體、電阻、電容等元件及它們之間的連接導線全部集成在一小塊硅片上,然后焊接封裝在一個管殼內的電子器件。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。集成電路技術包括芯片制造技術與設計技術,主要體現在加工設備,加工工藝,封裝測試,批量生產及設計創新的能力上。

(來源:文章屋網 )

篇(10)

1.引言

封裝技術是一種將集成電路用塑料、陶瓷或玻璃等材料包裝的技術。以CPU為例,我們實際看到的體積和外觀并不是真正的內存的大小和面貌,而是內存芯片經過封裝后的產品。因為芯片必須與外界隔離,以防止空氣中的雜質對芯片電路進行腐蝕造成電氣性能下降。此外,封裝后的芯片更便于安裝和運輸。封裝技術的好壞還直接影響到芯片性能的好壞和與之連接的PCB(印制電路板)的設計和制造,所以說它是至關重要的。

由于現在處理器芯片的內頻越來越高,功能越來越強,引腳數越來越多,封裝的外形也不斷在改變。電子產品向便攜式、小型化、網絡化和多媒體化方向發展的市場需求對封裝技術提出了更加嚴格的需求,集成電路封裝技術正在不斷的發展。

2.IC封裝的現狀

2.1 現階段較廣泛應用的集成電路封裝

2.1.1 DIP雙列直插式封裝

DIP封裝是最普及的插裝型封裝,適用于中小規模集成電路(IC),其引腳數一般不超過100個。采用DIP封裝的芯片有兩排引腳,需要插入到具有DIP結構的芯片插座上,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封裝具有以下特點:

①適合在PCB上穿孔安裝,操作方便;②比TO型封裝易于對PCB布線;③芯片面積與封裝面積之間的比值比較大,故體積也比較大。

Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式,緩存(Cache)和早期的內存芯片也是這種封裝形式。

2.1.2 PLCC塑料有引腳片式載體封裝

PLCC封裝屬于表面貼裝型封裝。PLCC是一種塑料有引腳的片式載體封裝,引腳從封裝的四個側面引出,呈丁字形,采用片式載體是有時在系統中需要更換集成電路,因而先將芯片封裝在一種載體(carrier)內,然后將載體插入插座內,載體和插座通過硬接觸而導通的。這樣在需要時,只要在插座上取下載體就可方便地更換另一載體。PLCC封裝主要用于高速,高頻集成電路封裝。

2.1.3 QFP/PFP方形扁平式/扁組件式封裝

QFP封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規模或超大型集成電路都采用這種封裝形式,其引腳數常在100個以上。此形式封裝的芯片必須采用SMT(表面安裝設備技術)將芯片與主板焊接起來。采用SMT安裝的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。引腳端子從封裝的兩個側面引出,呈L字形,引腳可達300腳以上。

PFP方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長方形。

QFP/PFP封裝具有以下特點:

①適于SMT表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線,操作方便,可靠性高;②芯片面積與封裝面積之間的比值較小;③封裝外形尺寸小,寄生參數小,適合高頻應用;④引腳從直插式改為了歐翼型,引腳間距可更密,引腳寬度可更細。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。

2.2 現階段較先進的集成電路封裝

2.2.1 BGA球柵陣列式封裝

BGA一出現便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。BGA是表面貼裝型封裝的一種,在PCB的背面布置二維陣列的球形端子,而不采用針腳引腳。引腳可超過200,是多引腳大規模集成電路(LSI)常用的一種封裝。BGA封裝具有以下特點:

①I/O引腳數雖然增多,但引腳間距遠大于QFP,故提高了組裝成品率;②功耗雖增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,故可改善它的電熱性能;③厚度比QFP減少約1/2,重量減輕約3/4;④信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;⑤組裝可用共面焊接,可靠性高;⑥占用基板面積過大。

2.2.2 CSP芯片尺寸封裝

隨著全球電子產品個性化、小型化和便攜化的需求,出現了CSP芯片尺寸封裝。它減小了芯片封裝外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒大不超過1.4倍。CSP封裝具有以下特點:

①近似芯片尺寸的超小型封裝;②保護裸芯片;③滿足了LSI芯片引出腳不斷增加的需要;④電、熱性能優良;⑤解決了IC裸芯片不能進行交流參數測試和老化篩選的問題;⑥便于焊接、安裝和修整更換。

目前日本有多家公司生產CSP,而且正越來越多地應用于移動電話、數碼錄像機、筆記本電腦等產品上。從CSP近幾年的發展趨勢來看,CSP將取代QFP成為高I/O端子IC封裝的主流。

2.2.3 MCM多芯片模塊系統封裝

為了解決單一芯片集成度低和功能不夠完善的問題,把多個高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多層互聯基板上用SMT技術組成多種多樣的電子模塊系統,從而出現MCM多芯片模塊系統。MCM的特點有:

①封裝延遲時間縮小,易于實現組件高速化;②縮小整機或組件封裝尺寸和重量,通常體積減小約1/4,重量減輕約1/3;③可靠性大大提高。

目前MCM已經成功地用于大型通用計算機和超級巨型機中,今后將用于工作站、個人計算機、醫用電子設備和汽車電子設備等領域。

3.國內外封裝技術比較

我國的封裝技術比較落后,目前仍然停留在PDIP、PSOP、PQFP、PLCC、PGA等較為低檔產品的封裝上。國外的封裝早就已經規模化生產,在國內封裝企業主要集中在長三角的合資或國外獨資企業,沒有一家企業位能獨立進行批量生產,其根本原因是政府的政策不夠完善,我們的觀念、技術和管理與國外還存在很大差距。其具體原因有:

①封裝技術研發環境欠佳,可操作性不夠強;

②封裝設備相對落后,材料性能的落后,而且質量不穩定;

③封裝設備維護保養能力不足,缺少有經驗的維修工程師,而且可靠性實驗設備不齊全,測試手段不足;

④國內封裝企業普遍規模較小,從事低端產品生產的居多,可持續發展能力不強,缺乏向高端產品封裝技術發展的技術和資金;

⑤掌握封裝技術專業人才相對短缺、缺少正規的培訓人才的途徑和手段;

⑥缺少團隊精神,缺乏現代企業管理的機制和理念;

⑦政府的政策導向不夠明確,現有機制不夠靈活,產業結構沒得到很好調整。

4.IC封裝的發展趨勢

在過去幾十年里,為適應集成電路向小型化、高速化、高頻化、大功率發展的需要,集成電路封裝技術得到了不斷的提高和改進,朝著小尺寸、多I/O、高密度、高可靠性、高散熱能力、自動化組裝的方向發展。

就芯片水平來看,二十一世紀的封裝技術發展將呈現以下趨勢:

①單芯片向多芯片發展。為了適應多功能化需要,多芯片封裝成為發展潮流,采用兩芯片重疊,三芯片重疊或多芯片疊裝構成存儲器模塊等方式,以滿足系統功能的需要。

②平面封裝(MCM)向立體封裝(3D)發展。伴隨著芯片體積的增加導致封裝出來的產品面積也會明顯增加,在現有技術條件和有限的空間內,如何進一步提高晶體管的密度,必然在二維平面封裝(MCM)的基礎上向Z方向發展,即實現3D封裝。3D封裝可實現超大容量存儲,不但使電子產品密度更高,也使其功能更多,傳輸速度更快,性能更好,可靠性更好,還有可能降低價格。

③為適應市場快速增長的以手機、筆記本電腦、平板顯示等為代表的便攜式電子產品的需求,IC封裝正在向著微型化、薄型化、不對稱化、低成本化方向發展。

④為了適應綠色環保的需要,IC封裝正向無鉛化、無溴阻燃化、無毒低毒化方向快速發展。

電子產品高性能、多功能、小型化、便攜式的趨勢,不但對集成電路的性能要求在不斷提升,而且對電子封裝密度有了更高的要求。隨著時間的推移,封裝會有越來越多的改進,性價比將得到進一步的提高,由于其靈活性和優異的性能,封裝有著廣泛的前景。我們應該加強封裝技術的研究,把我國的封裝技術水平進一步提高,為我國電子工業作出更大的貢獻。

參考文獻

[1]李枚.微電子封裝技術的發展與展望[J].半導體雜志,2000,25(2):32-36.

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