浅析未来微电子封装技术发展趋势论文(精选15篇)

浅析未来微电子封装技术发展趋势论文

       在电子封装技术中,微电子封装更是举足轻重,所以IC封装在国际上早已成为独立的封装测试产业,并与IC设计和IC制造共同构成IC产业的三大支柱。本文介绍了对微电子封装的要求,以及未来微电子封装的发展趋势,其中着重介绍了芯片直接安装(DCA)优越性。

       1 概述

       如今,全球正迎来电子信息时代,这一时代的重要特征是以电脑为核心,以各类集成电路,特别是大规模、超大规模集成电路的飞速发展为物质基础,并由此推动、变革着整个人类社会,极大地改变着人们的生活和工作方式,成为体现一个国家国力强弱的重要标志之一。因为无论是电子计算机、现代信息产业、汽车电子及消费类电子产业,还是要求更高的航空、航天及军工产业等领域,都越来越要求电子产品具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、轻型化、便携化以及将大众化普及所要求的低成本等特点。满足这些要求的正式各类集成电路,特别是大规模、超大规模集成电路芯片。要将这些不同引脚数的集成电路芯片,特别是引脚数高达数百乃至数千个I/O的集成电路芯片封装成各种用途的电子产品,并使其发挥应有的功能,就要采用各种不同的封装形式,如DIP、SOP、QFP、BGA、CSP、MCM等。可以看出,微电子封装技术一直在不断地发展着。

       现在,集成电路产业中的微电子封装测试已与集成电路设计和集成电路制造一起成为密不可分又相对独立的三大产业。而往往设计制造出的同一块集成电路芯片却采用各种不同的封装形式和结构。今后的微电子封装又将如何发展呢?根据集成电路的发展及电子整机和系统所要求的高性能、多功能、高频、高速化、小型化、薄型化、轻型化、便携化及低成本等,必然要求微电子封装提出如下要求:

       (1)具有的I/O数更多;(2)具有更好的电性能和热性能;(3)更小、更轻、更薄,封装密度更高;(4)更便于安装、使用、返修;(5)可靠性更高;(6)性能价格比更高;

篇2:浅析未来微电子封装技术发展趋势论文

       具体来说,在已有先进封装如QFP、BGA、CSP和MCM等基础上,微电子封装将会出现如下几种趋势:

       DCA(芯片直接安装技术)将成为未来微电子封装的主流形式

       DCA是基板上芯片直接安装技术,其互联方法有WB、TAB和FCB技术三种,DCA与互联方法结合,就构成板上芯片技术(COB)。

       当前,在DCA技术中,WB仍是主流,但其比重正逐渐下降,而FCB技术正迅速上升。因为它具有以下优越性:

       (1)DCA特别是FC(倒装芯片)是“封装”家族中最小的封装,实际上是近于无封装的芯片。

       (2)传统的WB只能利用芯片周围的焊区,随着I/O数的增加,WB引脚节距必然缩小,从而给工艺实施带来困难,不但影响产量,也影响WB质量及电性能。因此,高I/O数的器件不得不采用面阵凸点排列的FC。

       (3)通常的封装(如SOP、QFP)从芯片、WB、引线框架到基板,共有三个界面和一个互联层。而FC只有芯片一个基板一个界面和一个互联层,从而引起失效的焊点大为减少,所以FCB的组件可靠性更高。

       (4)FC的“引脚”实际上就是凸点的高度,要比WB短得多,因此FC的电感非常低,尤其适合在射频移动电话,特别是频率高达2GHz以上的无线通信产品中应用。

       (5)由于FC可直接在圆片上加工完成“封装”,并直接FCB到基板上,这就省去了粘片材料、焊丝、引线框架及包封材料,从而降低成本,所以FC最终将是成本最低的封装。

       (6)FC及FCB后可以在芯片背面直接加装散热片,因此可以提高芯片的散热性能,从而FC很适合功率IC芯片应用。

       通过以上对DCA及FCB优越性的分析,可以看出DCA特别是FCB技术将成为未来微电子封装的主流形式应是顺理成章的事。

       2.2 三维(3D)封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径

       三维封装技术是国际上近几年正在发展着的电子封装技术,它又称为立体微电子封装技术。3D已成为实现电子整机系统功能的有效途径。

       各类SMD的日益微型化,引线的细线宽和窄间距化,实质上是为实现xy平面(2D)上微电子组装的高密度化;而3D则是在2D的基础上,进一步向z方向,即向空间发展的微电子组装高密度化。实现3D,不但使电子产品的'组装密度更高,也使其功能更多,传输速度更高、相对功耗更低、性能更好,而可靠性也更高等。

       与常规的微电子封装技术相比,3D可使电子产品的尺寸和重量缩小十倍。实现3D,可以大大提高IC芯片安装在基板上的Si效率(即芯片面积与所占基板面积之比)。对于2D多芯片组件情况,Si效率在20%—90%之间,而3D的多芯片组件的Si效率可达100%以上。由于3D的体密度很高,上、下各层间往往采取垂直互联,故总的引线长度要比2D大为缩短,因而使信号的传输延迟线也大为减小。况且,由于总的引线长度的缩短,与此相关的寄生电容和寄生电感也大为减小,能量损耗也相应减少,这都有利于信号的高速传输,并改善其高频性能。此外,实现3D,还有利于降低噪声,改善电子系统性能。还由于3D紧密坚固的连接,有利于可靠性的提高。

       3D也有热密度较大、设计及工艺实施较复杂的不利因素,但随着3D技术日益成熟,这些不利因素是可以克服的。

       总之,微电子封装技术的发展方向就是小型化、高密度、多功能和低成本。

篇3:浅谈未来微电子封装技术发展趋势论文

       1概述

       如今,全球正迎来电子信息时代,这一时代的重要特征是以电脑为核心,以各类集成电路,特别是大规模、超大规模集成电路的飞速发展为物质基础,并由此推动、变革着整个人类社会,极大地改变着人们的生活和工作方式,成为体现一个国家国力强弱的重要标志之一。因为无论是电子计算机、现代信息产业、汽车电子及消费类电子产业,还是要求更高的航空、航天及军工产业等领域,都越来越要求电子产品具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、轻型化、便携化以及将大众化普及所要求的低成本等特点。满足这些要求的正式各类集成电路,特别是大规模、超大规模集成电路芯片。要将这些不同引脚数的集成电路芯片,特别是引脚数高达数百乃至数千个I/O的集成电路芯片封装成各种用途的电子产品,并使其发挥应有的功能,就要采用各种不同的封装形式,如DIP、SOP、QFP、BGA、CSP、MCM等。可以看出,微电子封装技术一直在不断地发展着。

       现在,集成电路产业中的微电子封装测试已与集成电路设计和集成电路制造一起成为密不可分又相对独立的三大产业。而往往设计制造出的同一块集成电路芯片却采用各种不同的封装形式和结构。今后的微电子封装又将如何发展呢?根据集成电路的发展及电子整机和系统所要求的高性能、多功能、高频、高速化、小型化、薄型化、轻型化、便携化及低成本等,必然要求微电子封装提出如下要求:

       (1)具有的I/O数更多;(2)具有更好的电性能和热性能;(3)更小、更轻、更薄,封装密度更高;(4)更便于安装、使用、返修;(5)可靠性更高;(6)性能价格比更高;

篇4:微电子封装技术的发展趋势

       一、微电子封装的发展历程

       IC封装的引线和安装类型有很多种,按封装安装到电路板上的方式可分为通孔插入式(TH)和表面安装式(SM),或按引线在封装上的具体排列分为成列、四边引出或面阵排列。

       微电子封装的发展历程可分为三个阶段:5:微电子封装技术的发展趋势

       摘 要:随着科技的发展,微电子封装点胶技术由传统的接触式点胶方式向无接触式点胶技术转变。

       本文就微电子封装点胶技术中的'接触式点胶和无接触式点胶技术进行了详尽的介绍。

       关键词:微电子封装;接触式点胶;无接触式点胶

       随着现代科技的发展,基于微电子技术的流体点胶技术在芯片固定、封装倒扣以及芯片涂敷中得以广泛应用。

       流体点胶技术以受控的方式对流体精确分配,可将理想大小的流体,如焊剂、导电胶、环氧树脂和粘合剂等,转移到工件诸如芯片、电子元件等合适位置。

       从而实现各种元器件机械或者电气的连接。

       基于微电子封装点胶技术的优势特点是操作系统性能好,点胶速度快和点胶一致性优良、精度高等特点[2]。

       1 点胶技术综述

       基于点胶原理的不同,可将点胶技术分为接触式点胶和无接触式点胶[3,4],如图1所示。

       接触式点胶的工作原理是通过点胶针头引导液同基板接触,经过一段时间后待基板完全浸润后,点胶针头开始向上运动,胶液依靠同基板间的黏性力同点胶针头分离在基板上形成胶点。

       接触式点胶技术的特点是需要配置高精度的传感器来控制针头抬起和下降高度。

       无接触式点胶是采用相关方式使胶液受到高压作用,胶液在获得足够大的动能后按照规定的速度喷射到基本之上。

       胶液在喷射时,针头没有Z轴方向位移[3]。

       近几年来,点胶技术得以快速发展,已经从接触式点胶技术向无接触式点胶技术转变。

       当前国外已经开始研究和开发无接触式点胶技术,并取得了一定的成绩。

       不过,就我国而言,目前还有超过一般以上的点胶系统仍旧采用接触式针头点胶,且以时间/压力型为主[2];无接触式点胶系统市场份额占有率低下,所以,针对我国点胶技术发展实际,加强对精度高、可靠性强的流体点胶技术研究和开发势在必行[5]。

       2 接触式点胶

       2.1大量式点胶

       大量式点胶可细分为针转式点胶和丝网印刷式点胶两种。

       大量式点胶的突出特点是点胶速度快。

       可适用于印刷电路板的大规模生产线,其缺点是柔性差,点胶的精度不是很高,一致性差,且胶液是直接暴露在空气中,胶液容易吸水和挥发,影响胶液质量。

       针转移式点胶的适应性比较差,对于不同的点胶样式需要更换针板,在点胶时需不停加热,重复适用性差。

       丝网印刷式点胶仅仅适用表面比较平整的元器件,而对于表面凸凹不平的集成电路则不适用。

       [2,4,6]。

       2.2 针头式点胶

       2.2.1 计量管式点胶和活塞式点胶

       计量式点胶和活塞式点胶是继大量式点胶后的一种新型点胶方式。

       这两种点胶方式都是通过压力驱动胶液流出完成点胶。

       计量式点胶是由螺旋杆旋转提供压力,在压力作用下胶液流出,针头按照一定的轨迹移动可画出线或者圆等图案。

       活塞式点胶是通过活塞作用推动胶液流出完成点胶。

       该点胶方式的一致性好,不过胶液的量不好控制,活塞清洗困难,对活塞的密封性要求极高[2,4,6]。

       2.2.2 时间/压力型点胶

       时间/压力型点胶是当前应用最为广泛的点胶方式之一,该种点胶方式最早的应用在表面贴装中。

       其工作原理是通过脉动气压挤压针筒内的活塞,将流体通过底部针头挤出到基板上。

       该种点胶技术适用于黏度不是很高的流体;其胶点大小同气体压力和时间有关。

       该种点胶设备的造价比较低,容易操作,维护和清洗方便。

       不过该种点胶方式对流体的黏度很敏感,气压反复压缩使流体温度逐渐升高,对流体的流变特性造成了一定影响,比如胶液流出的直径大小不一,点胶一致性效果差。

       3 无接触式点胶

       无接触式点胶是当前一种基于微电子技术的新型点胶技术,该点胶技术可细分为喷墨点胶和喷射点胶。

       其中喷射点胶又分为机械式喷射点胶和压电式喷射点胶两种方式。

       3.1 喷墨技术

       喷墨技术指的是将墨水喷涂到基底上面的技术。

       喷墨方式有热气泡式和压电式。

       该种技术主要应用在印刷、压电式喷墨和药剂生产方面。

       热气泡式喷墨是对热敏电阻通电,产生热能加热墨水产生气泡,气泡爆破后墨水喷出形成墨滴;压电式喷墨是利用压电材料压电效应产生机械力,通过机械力将墨水“挤”或“推”出去。

       不过需要提出的是,微电子封装中所使用的流体黏度一般都比较高,而喷墨技术只适用于低黏度流体的喷墨。

       在流体材料适用性方面表现的能力比较欠缺。

       3.2 喷射点胶技术

       喷射点胶技术当前还处于研发阶段,技术还不够成熟。

       该技术主要是通过瞬间高压作用驱动胶液喷出,每次喷射只能形成一个胶点。

       经过多次喷射后胶点叠加在一起形成图案。

       喷射点胶基本上对各种黏度的流体适用。

       并且喷射的速度快、适应性和一致性好。

       当前,喷射点胶技术有机械式和压电式两种。

       其中,压电式点胶适用于低、中黏度流体;机械式点胶适用于黏度高的流体。

       3.2.1 机械式喷射点胶

       机械式喷射点胶主要用于喷射高黏度流体,目前在电子生产领域得以广泛应用。

       采用机械师喷射点胶,流体在比较低的压力作用下就能进入到料腔内。

       一般而言,芯片下填充料粘结剂的压力控制在0.1MPa左右;液晶类黏度比较低的材料压力控制在0.01MPa左右。

       该技术的特点是液体在喷嘴位置可获得极强瞬时压力,可对黏度高的流体进行喷射;其缺点是喷射出的胶点要比压电式、热气泡式所喷射的胶点尺寸大很多[3,7],并且其结构比较复杂,喷射频率要低于压电式。

       3.2.2压电式喷射点胶

       压电式喷射点胶装置主要有两大类型。

       一类是压电式点胶作为热喷墨印刷技术应用于LED中有机颜料的注入;另一类是压电式喷射点胶是应用于电子器件紫外固化粘结剂包封。

       4 结语

       综上,随着现代科学技术的发展,微电子封装点胶技术必将会向新台阶迈进。

       本文针对微电子封装的接触式点胶技术和无接触式点胶技术的应用及优缺点进行了简要的介绍和分析。

       仅供业内人士参考。

       参考文献

       [1]李晓琴,王红美.流体点胶技术分类及发展趋势[J].科学技术,(17):26-28.

       [2] 赵翼翔,陈新度,陈新.微电子封装中的流体点胶技术综述[J].液压与气动,(2):52-54.

       [3] 房加强,于治水,苌文龙,王波,姜鹤明. 微电子封装中焊点的电迁移现象分析与研究[J]. 上海工程技术大学学报. (01)

       [4] 罗艳碧. 6:微电子封装技术论文

       关于微电子封装技术论文

       摘 要:微电子组装技术迅速发展起来,大大提高了器件级IC封装和板级电路组装的密度,出现了IC器件封装和板级电路组装这两个电路组装阶层之间技术上的融合,推动了微组装技术和微电子封装技术高速发展,使微电子组(封)装技术呈现出日新月异、百花盛开、争奇斗艳的良好局面。传统的封装技术推向更高的发展阶段――微电子封装,其主要特点表现在高密度(体积小、重量轻),高性能(性能优,功能多,成本低,高可靠)方面,已成为目前电子封装的潮流。

       关键词:微电子论文

       1.微电子封装的发展历程

       IC 封装的引线和安装类型有很多种,按封装安装到电路板上的方式可分为通孔插入式(TH)和表面安装式(SM),或按引线在封装上的具体排列分为成列、四边引出或面阵排列。微电子封装的发展历程可分为三个阶段:

       7:迈向新世纪的微电子封装技术论文

       中图分类号: TN6;TG454 文献标识码: A 文章编号: 1673-106905-171-2

       0 引言

       随着计算机技术的普及,到1975年世界上8:石油勘探技术的未来发展趋势论文

       摘要:全面提高石油勘探水平,提高石油采收率是当前石油资源短缺形势下的必然选择,而这有赖于石油勘探开发技术的不断进步和发展。本文在阐述油气勘探、油藏工程方法、油田开采方案的制定和选择等技术内容的基础上,提出了石油勘探开发技术的未来发展趋势。

       关键词:石油勘探开发;油藏工程方法;技术发展趋势

       石油资源供需矛盾激发了国家对勘探开发技术的要求,而先进的勘探开发技术是提高资源开采率,实现深层资源开采的保证。近几年,随着综合技术的发展,石油勘探开发技术迎来了良好的发展时期,也取得一些成绩。

       1油气勘探主要步骤

       油气勘探过程中使用的综合评价系统主要由以下六大层级构成:地层构造、盆地、含油气层、成藏组合、成藏带与远景圈闭。各勘探阶段有着不同的任务和程序,在实际的勘探工作中,大致可分为以下几个阶段:定位勘探、预勘探、评价性勘探。其中,定位勘探的标准程序为:确立勘探项目→物探技术普查→钻设参数井→综合评价;预勘探的标准程序为:确立须进行预勘探的具体项目→地震详查→钻设预探井→综合评价;评价性勘探的标准程序为:确立评价性勘探项目→地震详查→钻设评价井→综合评价[1]。

       2油藏工程方法

       2.1油藏概念

       近年来,在信息技术不断发展的促进下,出现了以油藏信息优化为核心的油气藏表征与综合评价技术,即RDS。它综合应用测井、地质和物探等信息,借助数学工具,对油藏具有的不同特征施以定量化处理,同时对其进行可视化表征,从而实现预测等目标。

       2.2油藏工程方法

       2.2.1油藏工程

       基于石油地质,将油藏作为核心研究对象,分析储集层和其中的流体,明确其物理化学性质,并推测出油藏驱油机理和流体渗流特点。这项工作贯穿整个开发和开采过程,但在不同阶段却有不同内容。

       2.2.2储量计算

       储量可以反映出一次石油勘探工作所取得成果,也是对油田进行开发的重要前提。储量高低是衡量某一油田实际情况的关键指标,在很大程度上决定了发展计划。常用的储量计算方法有物质平衡法与容积法两种。此外,在得到储量的基础上,还要采用类比法、数模法等方法计算该油田的可采储量。

       2.2.3油藏数值模拟

       它将流体渗流特征作为出发点,构建可对流体渗流具体过程进行描述的物理现象,同时可以描述油藏的原始状态及边界条件的模型,再利用计算机得出流体渗流模型,最后与油藏工程学和地质学充分结合,实现对油田开发的重现,为各类现实问题的解决提供参考[2]。

       3制定油田开发方案

       3.1方案内容与制定和选择原则

       3.1.1内容

       油田开发方案的'制定需将其地质研究作为基础,此外还包含油藏工程及其设计、钻井与开采等工程的设计。

       3.1.2方案制定和选择原则

       (1)充分利用自然资源,提高原油实际采收率;(2)尽可能延长油田的生产时间,并且在尽量提高产量的同时实现稳产;(3)经济效益显著,以最低投入采出石油。

       3.2开采方式选择

       油田开发方式以消耗自然能量为主,上世纪初才出现和使用了注水采油工艺。现阶段,除传统的注水开发外,还包括以下几种新方式:(1)以自然能量为主的开采方式;(2)使压力保持稳定的开采方式,如人工注水(气)开发等;(3)以热力为主的开采方式,如蒸汽驱和蒸汽吞吐等。

篇9:石油勘探技术的未来发展趋势论文

       (1)在钻井方面,正向更加有效和便捷的井眼设计转变,相较于行业整体技术的实际进步速度,可膨胀管技术更加快速就是典型例子。(2)在生产方面,正向不断开发多种可适应实际问题的生产技术方向发展,以此达到开发部分特殊油气藏的条件。多年以来的技术改进在开采沥青与稠油等方面取得明显进展,也积累了丰富技术经验。比如以蒸汽为辅助的重力泄油等。(3)在深水生产方面,其技术必定得到快速发展,包括驳船张力腿平台等在内的很多技术都处在持续发展的过程中。相信依靠这些技术的发展,人们将实现在极深的水下进行采油。(4)在流体运输方面,因安全要求不断提高,所以催生出很多安全保障措施,使开发者能通过对管线的合理加长实现开采深层油储的目标。(5)在监控方面,由于井下监控对开采作业有重要意义,所以在监控方面取得的进展能为开采提供可靠性支撑,并降低开采的成本。(6)其它方面:①边际井。通过对提高实际采收率、高效泵送系统以及修井方法的合理应用,在增大产量上,边际井有极大的潜力。此外,基于互联网的井下监测新技术,以其较低的成本在边际井中得到广泛应用,成为生态动态远程监测重要手段。②致密气层。致密储层当中往往含有大量油气资源,要想对这一部分资源进行合理开发,就要从前期设计工作入手,积极研发新技术。③边远气田。现阶段有很多资源是由于距市场太远而没有得到开发的,在这种情况下,气转液等技术的出现和应用为此类资源的开发提供了技术支撑,解决了距离上的难题[3]。

       5结语

       综上所述,石油勘探开发是一个系统而复杂的过程,想要实现创新和发展,就要从勘探开发的各个阶段入手,因为它们彼此制约、相互联系,相信石油勘探开发的不断发展能为石油资源开发和利用创造广阔前景。

       参考文献:

       [1]舒维,曾晓武.石油勘探开发技术的未来发展趋势分析[J].石化技术,(05):177.

       [2]杨敬龙.石油勘探开发技术的未来发展趋势分析[J].化工管理,(21):113.

       [3]邵彤.石油勘探开发技术的未来发展趋势分析[J].中国石油和化工标准与质量,(04):176.

0:芯片封装技术分析论文

       封装技术就是将内存芯片包裹起来,以避免芯片与外界接触,防止外界对芯片的损害的一种工艺技术。空气中的杂质和不良气体,乃至水蒸气都会腐蚀芯片上的精密电路,进而造成电学性能下降。不同的封装技术在制造工序和工艺方面差异很大,封装后对内存芯片自身性能的发挥也起到至关重要的作用。

       [关键词]芯片封装技术技术特点

       我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?在本文中,将为你介绍几个芯片封装形式的特点和优点。

       一、DIP双列直插式封装

       DIP是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(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用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,以免损坏引脚。

       DIP封装具有以下特点:(1)适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。(2)芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存和早期的内存芯片也是这种封装形式。

       二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

       QFP封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。PFP方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。

       QFP/PFP封装具有以下特点:(1)适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。(2)适合高频使用。(3)操作方便,可靠性高。(4)芯片面积与封装面积之间的比值较小。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。

       三、PGA插针网格阵列封装

       PGA芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少,可以围成2~5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。

       ZIF是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的.引脚与插座牢牢地接触,绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。PGA封装具有以下特点:(1)插拔操作更方便,可靠性高。(2)可适应更高的频率。Intel系列CPU中,80486和Pentium、PentiumPro均采用这种封装形式。

       四、BGA球栅阵列封装

       随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。

       BGA封装技术又可详分为五大类:(1)PBGA基板:一般为2~4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,PentiumII、III、IV处理器均采用这种封装形式。(2)CBGA基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片的安装方式。Intel系列CPU中,PentiumI、II、PentiumPro处理器均采用过这种封装形式。(3)FCBGA基板:硬质多层基板。(4)TBGA基板:基板为带状软质的1~2层PCB电路板。(5)CDPBGA基板:指封装中央有方型低陷的芯片区。

       BGA封装具有以下特点:(1)I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。(2)虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。(3)信号传输延迟小,适应频率大大提高。(4)组装可用共面焊接,可靠性大大提高。

       BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在为12亿块,预计市场需求将比20有70%以上幅度的增长。

       五、CSP芯片尺寸封装

       随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒大不超过1.4倍。

       CSP封装又可分为四类:(1)传统导线架形式,代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达等等。(2)硬质内插板型,代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。(3)软质内插板型,其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。(4)晶圆尺寸封装:有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

       CSP封装具有以下特点:(1)满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。(2)芯片面积与封装面积之间的比值很小。(3)极大地缩短延迟时间。CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电、数字电视、电子书、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽等新兴产品中。

       六、MCM多芯片模块

       为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM多芯片模块系统。MCM具有以下特点:(1)封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。(2)缩小整机/模块的封装尺寸和重量。(3)系统可靠性大大提高。

       总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断做出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。

1:浅析微电子制造技术及其发展论文

       浅析微电子制造技术及其发展论文

       摘 要:电子信息技术的使用加快了世界发展的脚步,并且在各个行业中的应用范围也变得越来广泛。这直接导致这项技术的使用在集成电路中占据的地位也变得很高。信息技术的快速发展催生出了一个新型的电子技术,就是微电子制造技术,这项技术的使用提升了电子制造行业的生产效率。文章针对微电子制作技术的使用进行了内上的分析,分析的过程中也对这项技术的未来发展趋势进行了展望。希望得到的结论可以给相关人员的工作进展带来帮助。

       关键词:微电子;制造技术;集成电路;发展

       集成电路是一种应用在电子信息科技领域的新型技术,这项技术的研发让电子生产行业的发展发生了翻天覆地的变化,促进了行业的变革速度。以往的半导体使用材料一般是单质硅,这种材料在使用过程中效率不是很高,对于工作上的细节处理也差强人意。随着技术的发展与运用,第二代半导体材料逐渐被人们所熟识并广泛应用。如今,半导体的使用材料已经变为氧化镓或是硅化碳,也就是第三代电子处理技术,这项技术的不断更新使得技术的使用材料体积也变得越来越小。

       1 微电子技术的发展历程

       自20世纪中期第一个集成电路研发成功之后,我们就进入了微电子技术时代,在半个多世纪的发展中,微电子技术被广泛应用在工业生产和国防军事领域,目前更是在商业领域中获得极大的应用和发展。并且在长期的发展进程中,微电子技术一直是以集成电路为主要的核心代表,也逐渐形成了一定的发展规律,最典型的莫过于摩尔定律。当然,集成电路的应用领域不断扩展也进一步刺激了微电子技术的快速发展。

       在新事物的发展进程中,其发展规律和发展趋势势必要与需求相结合,并受需求的影响。微电子技术也不例外。在其发展进程中,微电子制造技术无疑是微电子技术最大的“客户”,正是因为微电子制造技术提出了各种应用需要,才使得微电子技术得到了快速发展。也可以说,微电子制造技术正是微电子设计技术与产品应用技术的“中介”,是将微电子技术设计猜想转化为实物的“桥梁”。但值得一提的是,这个实物转化的过程也会对微电子设计技术的发展产生影响,并直接决定着微电子器件的造价与功能作用。

       2 微电子制造技术的发展与制造工艺

       在半个多世纪的发展中,微电子制造技术的`应用主要体现在集成电路与分立器件的生产工艺上。集成电路和分立器件在制造工艺上并无太大区别,仅仅只是两者的功能与结构不一样。但是受电子工业发展趋势的影响,目前集成电路的应用范围相对更广,所以分立器件在微电子制造技术应用中所占的比重逐渐减少,集成电路逐渐成为其核心技术。

       在集成电路的制造过程中,微电子制造技术主要被应用在材料、工艺设备以及工艺技术三方面上,并且随着产业化的发展,这三方面逐渐出现了产业分工现象。发展到今天,集成电路的制造产业分为了材料制备、前端工艺和后端工艺三大产业,这些产业相互独立运作,各自根据市场需求不断发展。

       集成电路的种类有多种,相关的工艺也有差异,但各类集成电路制造的基本路径大致相同。材料制造包括各种圆片的制备,涉及从单晶拉制到外延的多个工艺,材料制造的主要工艺有单晶拉制、单晶切片、研磨和抛光、外延生长等几个环节,但并不是所有的材料流程都从单晶拉制走到外延,比如砷化稼的全离子注入工艺所需要的是抛光好的单晶片(衬底片),不需要外延。

       前端工艺总体上可以概括为图形制备、图形转移和注入(扩散)形成特征区等三大步,其中各步之间互有交替。图形制备以光刻工艺为主,目前最具代表性的光刻工艺是45nm工艺,借助于浸液式扫描光刻技术。图形转移的王要内容是将光刻形成的图形转入到其他的功能材料中,如各种介质、体硅和金属膜中,以实现集成元器件的功能结构。注入或扩散的主要目的是通过外在杂质的进入,在硅片特定区域形成不同载流子类型或不同浓度分布的区域和结构。

       3 微电子制造技术的发展趋势和主要表现形式

       总体上,推动微电子制造技术发展的动力来自于应用需求和其自身的发展需要。作为微电子器件服务的主要对象,信息技术的发展需求是微电子制造技术发展的主要动力源泉。信息的生成、存储、传输和处理等在超高速、大容量等技术要求和成本降低要求下,一代接一代地发展,从而也推动微电子制造技术在加工精度、加工能力等方面相应发展。

       从历史上看,第一代的硅材料到第二代的砷化稼材料以及第二代的砷化稼到以氮化稼榇表的第三代半导体材料的发展,大都是因为后一代的材料在某些方面具备更为优越的性能。如砷化稼在高频和超高频方面超越硅材料,氮化稼在高频大功率方面超越砷化稼。从长远看,以材料的优越特性带动微电子器件及其制造技术的提升和跃进仍然是微电子技术发展的主要表现形式。较为典型的例子是氮化稼材料的突破直接带来蓝光和白光高亮LED的诞生,以及超高频超大功率微电子器件的发展。

       微电子制造技术在发展的历史进程中融合了其他制造技术上的应用,所以这项技术近年来的突出表现是集成电路的开发与使用,在使用过程中可以兼容其他的格式进行工作。电子制造技术以及集成电路信息技术在融合的过程中,让电子生产企业的效率得到了稳步的提升,由此我们可以从中了解到这种多种技术相融合的,集成方式,可以将应用领域的生产效率进行实际性的整合。所以,研究人员应该对这项技术的使用进行重点开发,在研发与技术处理过程中将生产上的效率提升到最大。

       结束语

       通过以上的论述,我们可以从技术的发展与变革的过程中了解到,科学技术是第一生产力,科学的进步与发展让电子信息技术的发展市场份额变的越来越大。微电子信息技术的应用使得集成电路的为主要核心动力的电子制造行业发展进步的速度越来越快。现如今,微电子制造技术已经在纳米级的集成电路产品制造中得以实现,电子产品的更新换代速度变得更快。同时,这种材料在使用过程中也可以将这些电子产品的质量与稳定性进行良好的保证。以当前的科技发展趋势来看,微电子制造技术在未来的行业发展过程中将会有更大的发展与提升的空间。所以为了让技术产业可以推动我国国民经济的发展与运行,相关研究人员必须加强对电子信息技术方面的技术研究,让这些高微电子制造技术水平可以与西方国家相媲美,并在发展研究的过程中,建立我国自主生产品牌,让我国的电子信息技术可以走向世界。

       参考文献

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       [2]李宗强.浅谈微电子技术的发展与应用[J].科教文汇(中旬刊),(01).

       [3]我国微电子技术及产业发展战略研究[J].许正中,李欢.中国科学基金,(03).

       [4]微电子技术与新技术革命[J].余修武,余员琴,黄海军,杜秋来.制造业自动化,2023(13).

       [5]浅谈微电子技术的发展与应用[J].李宗强.科教文汇(中旬刊),2023(01).

2:微电子封装的关键技术及应用前景探析论文