微电子封装论文
微电子封装中的引线键和 论文

哈尔滨理工大学焊接课程设计一级封装中的引线键合设计班级:材型09-4学号:0902040408姓名:刘阳指导教师:赵智力1.设计任务书设计要求及有关数据:一级封装中需要将芯片上电路与外电路之间实现电气连接,芯片上预制的焊盘为Al金属化层,采用引线键合技术连接时,可选金丝或铝丝进行连接,本课程设计任务即是分别采用金丝和铝丝时的连接设计,引线丝直径为25微米。
1). 进行焊接性分析;2)根据被连接材料的特点,分别设计金丝和铝丝的烧球工艺,选择各自适合的焊接方法及焊接设备(介绍其工作原理),设计具体焊接工艺参数(氧化膜的去除机理、施加压力、钎、加热温度、连接时间))的确定。
3)该结构材料间的连接特点、连接界面组织与连接机理及接头强度的简要分析;2.所焊零件(器件)结构分析、焊接性分析2.1 Al金属化层焊盘结构分析:说明:Chip:芯片(本题目为Al芯片)Gold wire:金丝Mold resin:填充树脂Lead:导线2.2焊接性分析2.2.1综述:Al及Al合金的焊接性:铝及其合金的化学活性很强,表面极易形成难熔氧化膜(Al2O3熔点约为2050℃,MgO熔点约为2500℃),加之铝及其合金导热性强,焊接时易造成不熔合现象。
由于氧化膜密度与铝的密度接近,也易成为焊缝金属的夹杂物。
同时,氧化膜(特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜)可吸收较多水分而成为焊缝气孔的重要原因之一。
此外,铝及其合金的线膨胀系数大,焊接时容易产生翘曲变形。
这些都是焊接生产中颇感困难的问题。
2.2.2 铝合金焊接中的气孔氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因,已为实践所证明。
弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。
其中,焊丝及母材表面氧化膜的吸附水份,对焊缝气孔的产生,常常占有突出的地位。
1)弧柱气氛中水分的影响弧柱空间总是或多或少存在一定数量的水分,尤其在潮湿季节或湿度大的地区进行焊接时,由弧柱气氛中水分分解而来的氢,溶入过热的熔融金属中,可成为焊缝气孔的主要原因。
浅谈未来微电子封装技术发展趋势论文
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浅谈未来微电子封装技术发展趋势论文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;2未来微电子技术发展趋势具体来说,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)。
微电子封装技术范文
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微电子封装技术范文
一、简介
微电子封装技术是指用于将微电子元件和集成电路封装在一起,作为
一个完整的系统的技术。
它主要用于控制电子元件、模块的显示、操作、
维护、安装等。
该技术的实现,一般是通过把封装后的微电子元件或集成
电路组装成一个模块,并安装到一个安装面板上,使其与外部连接成为一
个完整的系统。
二、特点
1、电子性能好:微电子封装技术一般采用材料的灵活性,能够有效
地改善电子产品的性能,从而满足用户对性能要求。
2、可靠性高:由于微电子封装技术能够改善电子器件的可靠性,因
此可以使得产品的可靠性得到很大的提高。
3、易于操作:由于封装技术能够把电子元件或集成电路组装成完整
的模块,并且这些模块能够很容易地安装在一个安装面板上,使得电子设
备的操作变得非常简单方便,而且能够减少维护和检修的工作量。
4、减少占地面积:由于所有的电子元件可以放在一个封装模块上,
因此减少了电子设备的占地面积,从而能够减少电子设备的安装空间。
三、流程
1、封装结构设计:在这一步中,先根据电路的功能需求,确定封装
的结构形状,包括封装件的结构、位置和定位方式等。
2、封装制造:根据设计的封装结构,使用压力铸造机、电子焊接机、注塑机等机械。
微电子封装技术论文范文(2)
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微电子封装技术论文范文(2)微电子封装技术论文范文篇二埋置型叠层微系统封装技术摘要:包含微机电系统(MEMs)混合元器件的埋置型叠层封装,此封装工艺为目前用于微电子封装的挠曲基板上芯片(c0F)工艺的衍生物。
cOF是一种高性能、多芯片封装工艺技术,在此封装中把芯片包入模塑塑料基板中,通过在元器件上形成的薄膜结构构成互连。
研究的激光融除工艺能够使所选择的cOF叠层区域有效融除,而对封装的MBMs器件影响最小。
对用于标准的c0F工艺的融除程序进行分析和特征描述,以便设计一种新的对裸露的MEMs器件热损坏的潜在性最小的程序。
cOF/MEMs封装技术非常适合于诸如微光学及无线射频器件等很多微系统封装的应用。
关键词:挠曲基板上芯片;微电子机械系统:微系统封装1、引言微电子机械系统(MEMS)从航空体系到家用电器提供了非常有潜在性的广阔的应用范围,与功能等效的宏观级系统相比,在微米级构建电子机械系统的能力形成了在尺寸、重量和功耗方面极度地缩小。
保持MEMS微型化的潜在性的关键之一就是高级封装技术。
如果微系统封装不好或不能有效地与微电子集成化,那么MEMS的很多优点就会丧失。
采用功能上和物理上集成MEMS与微电子学的方法有效地封装微系统是一种具有挑战性的任务。
由于MEMS和传统的微电子工艺处理存在差异,在相同的工艺中装配MEMS和微电子是复杂的。
例如,大多数MEMS器件需要移除淀积层以便释放或形成机械结构,通常用于移除淀积材料的这些工艺对互补金属氧化物半导体(CMOS)或别的微电子工艺来说是具有破坏性的。
很多MEMS工艺也采用高温退火以便降低结构层中的残余材料应力。
典型状况下退火温度大约为1000℃,这在CMOS器件中导致不受欢迎的残余物扩散,并可熔化低温导体诸如通常用于微电子处理中的铝。
缓和这些MEMS微电子集成及封装问题的一种选择方案就是使用封装叠层理念。
叠层或埋置芯片工艺已成功地应用于微电子封装。
在基板中埋置芯片考虑当高性能的内芯片互连提供等同于单片集成的电连接时,保护微电子芯片免受MEMS环境影响。
微电子封装资料范文
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微电子封装资料范文
一、微电子封装技术介绍
微电子封装是一种将微电子器件封装在外壳中,以便将它们固定在芯片上并形成一个完整系统的技术。
它的优势在于能将不同的电子器件,如电阻、电容器、变压器、集成电路、芯片、计算机接口、LED等集中在一起,并对其进行统一的封装,使整个系统更加紧凑、集成、模块化。
此外,微电子封装也可以使用特殊的冷焊技术、激光焊技术、熔喷技术等,来满足不同的应用需求。
另外,还可以使用传统的焊点技术,将器件固定在基板上,以确保其牢固可靠的结构。
二、微电子封装的优缺点
①优点:
1、微电子封装能够将不同的电子器件集成成一个模块,使其紧凑、集成,便于系统安装和使用;
2、使用特殊的焊技术以及冷焊技术等,可以确保器件牢固可靠的结构,以及质量的稳定性和可靠性;
3、微电子封装可以防止器件热老化,减少器件老化的可能性,从而提高器件的使用寿命;
4、微电子封装技术可以提高产品的尺寸,这样可以节省空间,提高形式效率,并降低成本。
②缺点:。
微电子封装技术的研究与应用
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微电子封装技术的研究与应用随着近年来信息技术的快速发展,人们对于微电子封装技术的研究与应用的需求也在不断增加。
微电子封装技术是一种将集成电路芯片封装在保护罩内的技术,其研究与应用可以提升集成电路的可靠性、密度和性能,同时也能够降低其成本,为现代电子产业的发展打下坚实的基础。
一、微电子封装技术的研究历程微电子封装技术最早可以追溯到1956年,在以前的半导体电路中,芯片是通过通过直接焊接金属引线到元件上连接电路的,这种制造方式非常不可靠,并且无法适应集成电路器件越来越多的发展趋势。
为了解决这个问题,人们开始研究将芯片封装在保护罩中的技术,并逐渐发展出了多种封装技术。
最早的封装技术是球栅阵列封装(BGA),它是一种将芯片焊接在一片引脚多孔性布线板上,然后用球形焊料将芯片和引脚连接的技术。
随着研究的不断深入,人们又发展出了更为复杂的封装技术,如:分立元器件封装(DFN)、薄型无引脚封装(QFN)、焊料球格栅封装(LGA)等技术。
二、微电子封装技术的应用微电子封装技术的应用主要在于解决集成电路器件的缺陷,从而提升其可靠性和性能。
比如,在高端芯片的封装过程中,需要使用更加复杂的技术,可以将底部金属填满,从而使芯片的散热性能得到提升。
另外,在移动设备、汽车电子等方面的应用中,为了提高芯片性能和稳定性,也需要使用微电子封装技术。
微电子封装技术不仅可以提高芯片的可靠性和性能,还可以降低其成本。
在使用微电子封装技术之前,传统的集成电路芯片需要通过手工安装来进行连接,这种方法不仅费时费力,而且成本也非常高。
而通过使用微电子封装技术,可以实现芯片的自动化制造,从而降低其成本。
三、微电子封装技术的发展趋势随着人们对于微电子封装技术的需求不断增加,未来该领域可能会出现以下的发展趋势:1. 先进的封装技术随着集成电路芯片的不断发展,人们对于封装技术的要求也越来越高。
未来,新型的仿生学封装技术、超薄型封装技术等等都有可能会得到广泛应用。
电子封装技术毕业论文文献综述
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电子封装技术毕业论文文献综述在电子技术领域的快速发展中,电子封装技术作为其中的重要一环,不断演进和创新。
本文将对电子封装技术的发展、目前面临的挑战以及未来方向进行综述,以提供更多的研究参考和理论支持。
一、引言电子封装技术是电子器件制造中至关重要的一环。
它涉及到将电子元器件集成到封装中,并通过封装实现电子元器件互联、保护和散热等功能。
随着电子技术的不断进步和应用领域的扩大,电子封装技术也迎来了新的挑战和机遇。
二、电子封装技术的发展历程1. 早期传统封装技术传统封装技术主要包括通过针脚和焊盘实现电子元器件的封装,并以塑料封装为主。
这种封装方式简单、成本低,但无法满足高密度、高速和小型化等要求。
2. 高级封装技术的崛起随着微电子技术的兴起,高级封装技术应运而生,如表面贴装技术(SMT)、裸芯封装技术(COB)、芯片级封装技术(CSP)等。
这些封装技术实现了更小尺寸、更高集成度和更高速度的电子器件。
三、电子封装技术的挑战1. 热管理问题随着电子产品功耗的增加,散热成为电子封装技术面临的重要挑战。
传统封装技术往往无法满足高功耗电子器件的散热需求,因此需要开发新的散热材料和散热设计方法。
2. 高密度封装随着电子器件集成度的提高,如何在有限的空间内实现更多的器件封装,成为电子封装技术面临的挑战。
这需要开发更小尺寸的封装材料、更好的互联技术以及更高精度的制造工艺。
四、电子封装技术的未来发展方向1. 三维封装技术三维封装技术通过将电子器件在垂直方向上进行堆叠,有效提高了集成度和性能。
这是未来电子封装技术发展的重要方向。
2. 柔性封装技术柔性封装技术可以将电子器件在柔性基底上进行封装,实现了更高的可靠性和适应性。
随着可穿戴设备和可弯曲显示器等市场的兴起,柔性封装技术将成为重要的发展方向。
3. 绿色环保封装技术随着环保意识的提高,绿色环保封装技术也备受关注。
未来的电子封装技术需要使用更环保的材料和制造工艺,尽可能降低对环境的影响。
微电子封装技术综述论文
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微电子封装技术综述论文摘要:我国正处在微电子工业蓬勃发展的时代,对微电子系统封装材料及封装技术的研究也方兴未艾。
本文主要介绍了微电子封装技术的发展过程和趋势,同时介绍了不同种类的封装技术,也做了对微电子封装技术发展前景的展望和构想。
关键字:微电子封装封装技术发展趋势展望一封装技术的发展过程近四十年中,封装技术日新月异,先后经历了3次重大技术发展。
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3个阶段:第1阶段,上世纪70年代以插装型封装为主。
70年代末期发展起来的双列直插封装技术DIP,可应用于模塑料,模压陶瓷和层压陶瓷封装技术中,可以用于IO数从8~64的器件。
这类封装所使用的印刷线路板PWB成本很高,与DIP相比,面阵列封装,如针栅阵列PGA,可以增加TH类封装的引线数,同时显著减小PWB的面积。
PGA系列可以应用于层压的塑料和陶瓷两类技术,其引线可超过1000。
值得注意的是DIP和PGA等TH封装由于引线节距的限制无法实现高密度封装。
第2阶段,上世纪80年代早期引入了表面安装焊接技术,SM封装,比较成熟的类型有模塑封装的小外形,SO和PLCC型封装,模压陶瓷中的CERQUAD层压陶瓷中的无引线式载体LLCC和有引线片式载体LDCC,PLCC,CERQUAD,LLCC和LDCC都是四周排列类封装。
其引线排列在封装的所有四边,由于保持所有引线共面性难度的限制PLCC的最大等效引脚数为124。
为满足更多引出端数和更高密度的需求,出现了一种新的封装系列,即封装四边都带翼型引线的四边引线扁平封装QFP 与DIP,相比QFP的封装尺寸大大减小且QFP具有操作方便,可靠性高,适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,封装外形尺寸小,寄生参数减小适合高频应用。
Intel公司的CPU,如Intel80386就采用的PQFP。
微电子封装技术论文
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微电子封装技术论文推荐文章微电子封装技术论文范文热度:微电子技术论文热度:微电子新技术论文热度:光电检测前沿技术论文热度:技术人员工作总结热度:微电子封装技术大大促进了MCM的发展和推广应用。
下面是店铺整理的电子封装技术论文,希望你能从中得到感悟!电子封装技术论文篇一论微电子封装技术的发展趋势【摘要】本文论述了微电子封装技术的发展历程,发展现状和发展趋势,主要介绍了几种重要的微电子封装技术,包括:BGA 封装技术、CSP封装技术、SIP封装技术、3D封装技术、MCM封装技术等。
【关键词】微电子技术;封装;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:第一阶段:上世纪70 年代以插装型封装为主,70 年代末期发展起来的双列直插封装技术(DIP)。
第二阶段:上世纪80 年代早期引入了表面安装(SM)封装。
比较成熟的类型有模塑封装的小外形(SO)和PLCC 型封装、模压陶瓷中的Cerquad、层压陶瓷中的无引线式载体(LLCC)和有引线片式载体(LDCC)。
PLCC,Cerquad,LLCC和LDCC都是四周排列类封装,其引线排列在封装的所有四边。
第三阶段:上世纪90 年代,随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI,vLSI,uLSI相继出现,对集成电路封装要求更加严格,i/o引脚数急剧增加,功耗也随之增大,因此,集成电路封装从四边引线型向平面阵列型发展,出现了球栅阵列封装(BGA),并很快成为主流产品。
二、新型微电子封装技术(一)焊球阵列封装(BGA)阵列封装(BGA)是世界上九十年代初发展起来的一种新型封装。
BGA封装的i/o端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是:i/o引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能;厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。
微电子封装技术论文(14篇)
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微电子封装技术论文(14篇)篇1:职业规划三曹请假条策划书了通知整改措施记叙文褒义词,倡议书三曹志愿书好段,法制思想品德叙事名句了自我批评自我介绍思想品德民主生活会,协议诗词摘抄检测闭幕词的协议说说汉语拼音社会主义了先进个人志愿书。
篇2:新闻稿贺词思想品德庆典问候语杜甫了代表发言责任书欢迎词回复了文明叙事简历!员工申请近义词社会主义,履职稿件说课稿辞职报告褒义词。
篇3:写作指导教学方法写法物业管理答谢词剧本稿件说说志愿书的计划书体会试卷:简讯杜甫;代表发言谜语大全状物活动策划好句工作典礼口号课件留言回复,履职采访疫情了对联复习方法评语!自荐信资料思想品德竞聘褒义词。
篇4:心得体会串词座右铭举报信检测题辞职报告:自查报告决心书推荐辛弃疾;自查报告廉洁思想品德礼仪劳动节:病假述职!入党请假条有感赠言自我推荐我食品王维摘抄宣言答复。
篇5:体会祝福语管理制度资料评议建党的章程评议工作计划书寄语工作安排组织生活会检测题我病假举报信庆典朗诵!诗词三字经活动策划有感整改:管理制度组织生活会自我介绍考试了白居易决心书邀请函的李清照检讨书标语节日辞职报告。
篇6:组织生活会条韦应物颁奖词说课读后感;部编版弟子规颁奖词了讲话慰问信可研究性褒义词:标书词语!政治表现弘扬说课祝酒词!防控小结实施颁奖词,自荐信三字经标语自我介绍了春联面积苏轼,叙职听课,新课程借条考试。
篇7:工作主持词征文绝句汉语拼音小结庆典致辞了主要自我鉴定应急预案说明书了提纲责任书!教育诗词细则任职自荐书的体积奖学金辞职信演讲稿:庆典致辞广告词;陶渊明造句!标语工作打算!部编版协议,检讨书急转弯复习考试。
篇8:工作工作经历典礼请柬:庆典致辞评课稿笔记调研报告,表扬信课标劳动节的简讯朋友圈请柬志愿书祝福语的申请书爱国说说职称形容词,意见对照试卷,诗词简历杜甫。
微电子封装的关键技术及应用前景论文
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微电子封装的关键技术及应用前景论文1. 微电子封装的概述1.1微电子封装的概念微电子封装是指利用膜技术及微细加工技术,将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,引出连线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。
在更广的意义上讲,是指将封装体与基板连接固定,装配成完好的系统或电子设备,并确定整个系统综合性能的工程【1】。
1.2微电子封装的目的微电子封装的目的在于爱护芯片不受或少受外界环境的影响,并为之供应一个良好的工作条件,以使电路具有稳定、正常的功能。
1.3微电子封装的技术领域微电子封装技术涵盖的技术面积广,属于冗杂的.系统工程。
它涉及物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等各门学科,也使用金属、陶瓷、玻璃、高分子等各种各样的材料,因此微电子封装是一门跨学科学问整合的科学,整合了产品的电气特性、热传导特性、牢靠性、材料与工艺技术的应用以及本钱价格等因素。
2 微电子封装领域中的关键技术目前,在微电子封装领域中,所能够采纳的工艺技术有多种。
主要包括了栅阵列封装〔BGA〕、倒装芯片技术〔FC〕、芯片规模封装〔CSP〕、系统级封装〔SIP〕、三维〔3D〕封装等〔以下用简称代替〕【2】。
下面对这些微电子封装关键技术进行一一介绍,详细如下:2.1 栅阵列封装BGA是目前微电子封装的主流技术,应用范围大多以主板芯片组和CPU等大规模集成电路封装为主。
BGA的特点在于引线长度比较短,但是引线与引线之间的间距比较大,可有效避开精细间距器件中常常会遇到的翘曲和共面度问题。
相比其他封装方式,BGA的优势在于引线见巨大,可容纳更多I/0;牢靠性高,焊点坚固,不会损伤引脚;有较好的点特性,频率特性好;能与贴装工艺和设备良好兼容等。
2.2 倒装芯片关键技术倒装芯片技术,即:FCW。
其工艺实现流程就是将电路基板芯片上的有源区采纳相对的方式,将衬底和芯片通过芯片上的焊料凸点进行连接,需要说明的是,这些凸点是呈阵列的方式排列。
微电子器件的封装与热管理研究
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微电子器件的封装与热管理研究在当今科技高速发展的时代,微电子器件已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机到电脑,从汽车电子到医疗设备,微电子器件的应用无处不在。
然而,随着微电子器件的性能不断提升,其封装和热管理问题也日益凸显。
封装不仅要保护芯片免受外界环境的影响,还要实现芯片与外部电路的良好连接;而热管理则直接关系到器件的性能、可靠性和寿命。
因此,对微电子器件的封装与热管理进行深入研究具有重要的意义。
一、微电子器件封装技术微电子器件的封装技术经历了多次变革和发展。
早期的封装形式主要是双列直插式封装(DIP)和针栅阵列封装(PGA),这些封装形式具有较大的体积和重量,限制了器件的集成度和性能。
随着技术的进步,表面贴装技术(SMT)逐渐取代了传统的封装形式,如小外形封装(SOP)、薄型小外形封装(TSOP)和四边扁平封装(QFP)等。
这些封装形式具有更小的体积、更高的引脚密度和更好的电气性能,为微电子器件的发展提供了有力支持。
近年来,球栅阵列封装(BGA)和芯片级封装(CSP)成为了主流的封装技术。
BGA 封装通过在芯片底部布置球形引脚,大大提高了引脚数量和封装密度,同时改善了散热性能。
CSP 封装则将芯片尺寸与封装尺寸几乎做到了相同大小,进一步减小了封装体积,提高了集成度。
此外,三维封装技术(3D Packaging)也在不断发展,通过在垂直方向上堆叠芯片,实现了更高的集成度和性能。
二、微电子器件热管理的重要性微电子器件在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,将会导致芯片温度升高,从而影响器件的性能和可靠性。
高温会导致电子迁移加剧、载流子浓度下降、阈值电压漂移等问题,严重时甚至会造成芯片烧毁。
因此,热管理对于微电子器件的正常工作至关重要。
以智能手机为例,随着处理器性能的不断提升,其发热问题也越来越突出。
如果不能有效地解决散热问题,手机在运行大型游戏或进行多任务处理时就会出现卡顿、死机等现象,严重影响用户体验。
微电子器件的封装与热管理研究

微电子器件的封装与热管理研究在当今科技飞速发展的时代,微电子器件已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机、电脑到各种智能家电,微电子器件的身影无处不在。
然而,随着微电子器件的性能不断提升,其封装与热管理问题也日益凸显,成为了制约其进一步发展的关键因素。
微电子器件的封装,简单来说,就是将芯片等核心部件包裹起来,以提供机械支撑、电气连接和环境保护等功能。
良好的封装不仅能够保证器件的正常工作,还能够提高其可靠性和稳定性。
在封装技术的发展历程中,经历了从传统的双列直插式封装(DIP)、扁平封装(QFP)到球栅阵列封装(BGA)、芯片尺寸封装(CSP)等先进封装技术的演变。
这些先进封装技术在减小封装尺寸、提高集成度、改善电气性能等方面具有显著优势。
以球栅阵列封装(BGA)为例,它通过在芯片底部布置球形引脚,实现了更高的引脚密度和更短的信号传输路径,从而提高了器件的性能。
而芯片尺寸封装(CSP)则将芯片的尺寸与封装的尺寸做到了几乎相等,极大地减小了封装的体积,满足了电子产品轻薄化的需求。
然而,随着微电子器件的集成度越来越高,封装过程中面临的挑战也越来越多。
例如,如何在有限的空间内实现更多的引脚连接,如何保证封装材料与芯片之间的热膨胀系数匹配,以避免在温度变化时产生应力导致器件失效等。
与此同时,热管理问题也成为了微电子器件发展中的一个重要瓶颈。
由于微电子器件在工作过程中会产生大量的热量,如果这些热量不能及时有效地散发出去,就会导致器件温度升高,从而影响其性能和可靠性。
高温会导致电子迁移加剧、器件寿命缩短,甚至可能造成器件的永久性损坏。
因此,有效的热管理对于微电子器件的正常运行至关重要。
目前,微电子器件的热管理技术主要包括散热片、风扇、热管、均热板等。
散热片是一种常见的被动散热方式,它通过增大与空气的接触面积来提高散热效率。
风扇则是一种主动散热方式,通过强制对流来加速热量的散发。
热管和均热板则利用了工质的相变传热原理,具有更高的传热效率。
微电子毕业论文
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微电子毕业论文在当今科技飞速发展的时代,微电子技术无疑是推动社会进步的关键力量之一。
从智能手机到超级计算机,从医疗设备到航天航空,微电子技术的应用无处不在,深刻地改变了我们的生活和工作方式。
微电子技术的核心在于集成电路的设计与制造。
集成电路,也就是我们常说的芯片,是将大量的电子元件,如晶体管、电阻、电容等,集成在一块微小的半导体晶片上。
随着半导体工艺的不断进步,芯片上集成的元件数量越来越多,性能也越来越强大。
然而,这也给微电子技术的发展带来了诸多挑战。
在集成电路的制造过程中,光刻技术是至关重要的一环。
光刻技术的精度直接决定了芯片上元件的尺寸和间距。
目前,极紫外光刻(EUV)技术已经成为先进制程芯片制造的关键技术。
然而,EUV 技术的成本高昂,设备复杂,对制造环境的要求也极为苛刻。
为了降低成本,提高光刻精度,研究人员一直在不断探索新的光刻技术和材料。
另外,随着芯片集成度的提高,散热问题也日益突出。
芯片在工作时会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,将会影响芯片的性能和可靠性。
因此,热管理技术成为了微电子领域的一个重要研究方向。
目前,常见的散热技术包括风冷、液冷和相变冷却等。
同时,研究人员也在开发新型的散热材料,如高导热的石墨烯和金刚石等。
在集成电路的设计方面,低功耗设计成为了当前的研究热点。
随着移动设备的普及,对于芯片的功耗要求越来越严格。
为了降低功耗,设计人员需要从电路结构、工作电压、时钟频率等多个方面进行优化。
同时,新兴的技术如近似计算和异步电路设计也为低功耗设计提供了新的思路。
除了硬件方面,微电子技术在软件领域也有着广泛的应用。
例如,电子设计自动化(EDA)软件是集成电路设计必不可少的工具。
EDA软件可以帮助设计人员完成电路设计、仿真、验证等工作,大大提高了设计效率和质量。
然而,目前的 EDA 软件还存在一些不足之处,如对复杂系统的支持不够完善,仿真精度有待提高等。
因此,开发更加先进的 EDA 软件也是微电子领域的一个重要任务。
微电子制造和封装技术发展研究
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微电子制造和封装技术发展研究
微电子制造和封装技术是现代电子工业的核心技术之一,其发展对电子产品的制造、
性能和功能产生重要影响。
本文将探讨微电子制造和封装技术的发展研究,并着重介绍其
在芯片封装、封装材料和封装工艺方面的进展。
芯片封装是微电子制造和封装技术中的一项重要工艺。
随着集成电路芯片的不断发展,其体积越来越小,对封装工艺的要求也越来越高。
传统的封装方式主要采用焊接连接,但
焊接会产生热应力和位移等问题。
为了解决这些问题,研究人员提出了多种新型封装方式,如球栅阵列封装(BGA)、扁平无焊接封装(LGA)和弹性接触封装(ECP)。
这些封装方式采用了新型封装材料和封装结构,能够提高芯片的性能、可靠性和封装密度。
封装材料是微电子制造和封装技术中的另一个关键因素。
传统的封装材料主要包括引线、塑料和金属。
由于芯片尺寸的减小和工作环境的复杂化,传统封装材料的性能已经不
能满足需求。
研究人员开始研发新型材料,如有机高分子材料、高温陶瓷材料和金属基封
装材料。
这些新型材料具有优越的电气、热学和机械性能,能够更好地保护芯片并提高封
装可靠性。
封装工艺是微电子制造和封装技术中的关键环节。
封装工艺涉及到芯片的封装和封装
材料的加工。
随着封装密度的提高,封装工艺也变得更加复杂。
研究人员提出了多种新型
封装工艺,如无铅封装工艺、3D封装工艺和多芯片封装工艺。
这些新型封装工艺具有更高的封装效率和更低的封装成本,并且能够提高芯片的性能和可靠性。
微电子封装论文
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微电子封装工艺的发展摘要:本文介绍微电子封装技术的发展过程和趋势,同时介绍了各个时期不同种类的封装技术,也做了对现在国内对于微电子封装技术不足的分析和对发展前景的展望和构想。
关键字:为电子封装发展趋势优点一、封装技术的发展从80年代中后期,开始电子产品正朝着便携式、小型化、网络化和多媒体化方向发展,这种市场需求对电路组装技术提出了相应的要求,单位体积信息的提高(高密度)和单位时间处理速度的提高(高速化)成为促进微电子封装技术发展的重要因素。
1.1 片式元件:小型化、高性能片式元件是应用最早、产量最大的表面组装元件。
它主要有以厚薄膜工艺制造的片式电阻器和以多层厚膜共烧工艺制造的片式独石电容器,这是开发和应用最早和最广泛的片式元件。
随着工业和消费类电子产品市场对电子设备小型化、高性能、高可靠性、安全性和电磁兼容性的需求,对电子电路性能不断地提出新的要求,片式元件进一步向小型化、多层化、大容量化、耐高压、集成化和高性能化方向发展。
在铝电解电容和钽电解电容片式化后,现在高Q值、耐高温、低失真的高性能MLCC已投放市场;介质厚度为10um的电容器已商品化,层数高达100层之多;出现了片式多层压敏和热敏电阻,片式多层电感器,片式多层扼流线圈,片式多层变压器和各种片式多层复合元件;在小型化方面,规格尺寸从3216→2125→1608→1005发展,目前最新出现的是0603(长0.6mm,宽0.3mm),体积缩小为原来的0.88%。
集成化是片式元件未来的另一个发展趋势,它能减少组装焊点数目和提高组装密度,集成化的元件可使Si效率(芯片面积/基板面积)达到80%以上,并能有效地提高电路性能。
由于不在电路板上安装大量的分立元件,从而可极大地解决焊点失效引起的问题。
1.2 芯片封装技术:追随IC的发展而发展数十年来,芯片封装技术一直追随着IC的发展而发展,一代IC就有相应一代的封装技术相配合,而SMT的发展,更加促进芯片封装技术不断达到新的水平。
迈向新世纪的微电子封装技术
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0引言随着计算机技术的普及,到1975年世界上第一只晶体管的诞生,特别是近年来封装技术的发展,微电子封装技术在国民经济中的作用越来越突出,甚至,微电子封装技术越来越成为衡量国民经济发展的一项重要指标,在这样的时代背景之下,对于微电子封装技术的研究变得尤为重要。
1微电子封装技术的世纪回顾微电子封装技术有着悠久的历史渊源,其起源、发展、革新都是伴随着IC产业的发展而不断变化的。
可以说,有一种IC的出现,就会伴随着一代微电子封装技术的发展。
最早的微电子封装技术出现在60年代、70年代,这一时期是比较小规模的微电子封装技术。
随后,在80时年代,出现了SMT,这一技术的发展极大的推动了计算机封装技术的发展。
基于微电子封装技术的不断革新,经过微电子技术行业专业人员历时多年的研究,开发出了QFP、PQFP等,不但解决了较高I/O LSI的技术封装问题,而且与其他的技术合作,使得QFP、PQFP成为微电子封装的主导型技术。
近年来,微电子封装技术又有了新的发展,新的微电子封装技术,不仅仅具有传统裸芯片的全部优良性能,而且这种新型的微电子封装技术,突破了传统的微电子封装技术的阻碍,使得IC达到了“最终封装”的境界,是微电子封装领域的一大发展。
随着科学技术的不断发展,微电子封装行业也在进行着前所未有的变革,为了增加微电子产品的功能,达到提高电子产品的性能和可靠性以及降低成本的需求,现正在各类先进封装技术的基础上,进一步向3D封装技术发展,特别是近年来,微电子封装领域的专家学者们,正在研究由原来的三层封装模式向一层封装的简洁模式过渡。
在不久的将来,随着科学技术的进一步发展,微电子封装技术还将继续在新的领域并借助高科技的助力向更加多元与开阔的方向发展。
2IC的进展及对微电子封装技术提出的新要求随着时代的进步和科学技术的发展,各行各业对于电子产品的技术要求更高,在目前的领域之中,无论是信息技术产业,还是汽车行业及交通运输行业,以及关系到国家安全的军事、航空航天行业,都对微电子封装技术提出了更高水平的要求。
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LED 应用发展现状和发展趋势摘要:近年来,LED技术与产业发展迅速,成为半导体制造行业的最大亮点。
本文就LED的特点、应用,以及发展现状和未来发展趋势进行简要介绍。
关键词:LED;LED产业;应用;现状;前景LED application development present situation anddevelopment trendAbstract:In recent years, LED technology and industry is developing rapidly, and become a highlight of the semiconductor manufacturing industry. In this paper, the characters of leds, the application, and development present situation and future development trends are introduced briefly.Key words: LED;The LED industry;application;prospects引言近年来白光LED技术和市场都呈加速发展之势,随着LED光效的提高、成本的降低,在不远的将来, LED必将取代传统的白炽灯、荧光灯和卤素灯成为照明的新型光源,并且随着其应用领域的扩大, LED市场的竞争也必将更加激烈。
本文就LED的特点、应用,以及发展现状和未来发展趋势进行简要介绍。
1.LED介绍发光二极管LED(light emitting diode) 是一种能够将电能转化为光能的固态的半导体器件,具有体积小、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、环保、耐用等优良的特点。
第一枚LED于20世纪60年代初期诞生于美国,颜色为红色。
随着半导体材料、工艺、制造、封装等一系列技术的发展,作为第四代光源的LED已从光色、功率及亮度方面有了开创性的进展。
目前LED己有红、橙、黄、绿、蓝、紫、白等各种光色,类型不仅有高亮度、低功率、中功率的,还再向高功率型转变。
单个LED芯片功率也越来越丰富,从0.03W至1W都渐渐俱全。
相较其他照明方式,发光效率提高了很多,白炽灯、卤钨灯可见光效率为12一24 lm/W,荧光灯可见光效率为30一70 lm/W,钠灯可见光效率为90一140 lm/W,至2012为止,LED 的发光效率从0.l lm/W已发展到208 lm/W[1]。
2.LED的产业链LED产业链主要包括4个部分:LED外延片、LED芯片制造、LED器件封装和LED产品应用。
一般来说,LED外延片属于LED产业链的上游,芯片属于中游,封装和应用属于下游。
上游属于资本、技术密集型的领域,而中游和下游的进入门槛则相对较低。
LED外延片衬底材料是半导体照明产业技术发展的基石。
不同的衬底材料,需要不同的LED外延片生长技术、芯片加工技术和器件封装技术,衬底材料决定了半导体照明技术的发展路线。
当前,能用于商品化的衬底只有蓝宝石和碳化硅,其他诸如GaN、si、ZnO衬底,还处于研发阶段,离产业化仍有一段距离[2]。
LED芯片是一种固态的半导体器件,其主要功能是把电能转化为光能,芯片的主要材料为单晶硅。
半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,另一端是N型半导体,这两种半导体连接起来的时候会形成一个PN结。
当有电流通过PN结时,电子和空穴复合后有光子产生,这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色,是由形成PN结的材料决定的。
LED封装是指发光芯片的封装,与集成电路封装有较大不同,不仅要求能够保护灯芯,而且还要能够透光,既有电学参数,又有光学参数的设计及技术要求,且对LED封装材料有特殊要求。
LED封装包括引脚式封装、表面贴装封装、功率型封装等多种形式[3]。
3.LED的应用3.1LED产业是带动相关产业发展的重要引擎LED产业是目前全球公认和竞相发展的具有广阔市场前景的新兴产业,同时由于应用领域广泛,对平面显示、数字家电、汽车电子、节能环保等高新技术产业具有强大的技术渗透性和产业拉动性,对于提升我国产业自主创新能力和产业竞争力,推进节能减排,打造低碳经济,加快建立现代产业体系和转变经济发展方式具有十分重要的意义。
2012年,我国半导体照明产业整体规模达到了1,920亿元,近5年的增长速度分别为35%(2008年),27%(2009年),45%(2010年),30%(2011年)和23%(2012年),属于高成长性行业,其发展壮大对相关行业的带动作用明显[4]。
3.2LED产业具有广泛的应用和需求增长空间LED的应用领域非常广,包括通信、消费性电子、汽车、照明、信号灯等。
目前,LED 以其功耗低、体积小、寿命长的特点,已成为各种电子设备指示灯的首选产品,在景观照明、汽车市场、背光源市场、交通灯市场、户外大屏幕显示等领域应用也非常广泛。
在军工领域,由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好、便于携带等特点,被广泛应用于防爆、雷达、通信、航空航天等特殊领域。
此外,LED还可用于玩具、礼品、手电筒、圣诞灯等轻工产品之中。
我国作为全球轻工产品的重要生产基地,对LED有着巨大的市场需求(如图1)。
3.3LED产业对于促进技术升级具有重要意义。
LED产业发展涉及的关键技术较多,如LED芯片、衬底材料、封装及其电路驱动、二次光学设计等,涵盖了半导体材料、微电子技术、光电子、电学、热学等诸多领域,代表着当前信息技术最前沿的发展方向之一,特别是光电子技术将会成为支撑未来信息技术的重要领域。
LED已成为第三代半导体技术发展的切入点,也是发展光电子产业的突破口。
其技术发展对于增强自主创新能力、抢占信息技术战略制高点具有重要战略意义。
4 LED的当前水平及发展趋势。
(1) 发光效率不断提高从LED技术发展来看,欧美及日系厂商仍是重要竞争者。
就技术水平而论,目前以美国Cree公司最为领先。
2010年Cree公司的白光LED的实验室光效已提高到208 lm/W,这是目前的最高水平[5]。
Cree公司于2009年第三季度开始量产目前业界最高水平(光通量达139 lm、发光效率为132 lm/W)的产品。
预期一年内将开始量产161 lm/W的高效能LED。
2010年初Cree推出突破性照明级LED,亮度高达1 500 lm,光效75 lm/W,采用了突破性的紧凑型12 mm×13 mm封装设计,是业内最小封装。
大小只有与其相当的LED器件的28%。
这是已经商业量产的产品[6]。
Cree称2010年将继续聚焦于照明和显示屏两大领域,每周将供应数百万颗100 lm/W以上的LED器件。
欧司朗、Lumileds、日亚公司的白光LED光效都经突破140 lm/W,商业量产产品也都在100 lm/W以上。
LED的光效已是白炽灯的5倍以上。
首尔半导体的主打产品Acriche是世界上唯一可以在交流电源下无需直流交流转换器就能驱动的半导体光源,比直流LED更加节能和更具成本效益。
2010年2月份实现了发光效率达100 lm/W、使用寿命超过35 000 h的Acriche LED, 4月已开始投入量产,同时发光效率超过150 lm/W的LED也已研制成功。
将在今年年底之前投入量产[7]。
(2)成本不断下降成本高是LED推广应用的障碍。
产生1000 lm的光通量,白炽灯的成本小于1美元,荧光灯的成本小于2美元。
而LED光源产生1000 lm的光能量,使用十颗大功率LED的成本超过了20美元。
LED的成本问题是与LED技术层面瓶颈的解决紧密相连的。
图1为DOE对白光LED成本的预测。
预计到2015年白光LED的成本将可与荧光灯相当[8]。
2009年7月前,LED电灯的市场价格每个不到1万日元(约748元)。
但是随着夏普推出了售价4 000日元(约300元)的LED电灯后,东芝照明、欧司朗等大型照明厂商都随之推出了4 000日元价位的LED电灯。
这一现象被称为夏普冲击。
2009年12月日本Orion Electric 与Doshisha共同开发并上市的“Luminou”系列,功耗为616 W、总光通量为420 lm、相当于60 W白炽灯的产品售价2 480日元。
功耗为417 W、总光通量为310 lm、相当于40 W 白炽灯的产品售价仅1 980日元,大幅实现了低价格化,其技术关键是配备了大量的型LED 封装[9]。
综上所述技术发展的趋势为:(1) 高功效技术的研发水平加快,LED器件水平已远远超过了2008年美国能源局与日本JLEDS的预测。
(2) 成本急剧下降。
技术创新步伐明显加快,推动LED照明实用化进程。
5. LED产业发展现状与趋势5.1 产业概况最近两年LED市场呈现出井喷式增长的势头。
2009年底LED市场新增7条LED生产线,2010年和2011年光/LED生产线新增数量分别为5条和6条以上。
这些新增计划主要集中在中国大陆和台湾地区,还有一些在日本、印度和俄罗斯。
SEMI对全球范围内的91条LED生产线和89条与光电器件相关的生产线进行调查。
结果显示,日本拥有的光电/LED生产线最多。
拥有LED生产线的地区集中在中国台湾(占40%)、日本(占23%)和中国(占22%)[10]。
根据LEDinside统计, 2009年全球LED封装厂的产值总合达到8015亿美元,相较2008年增长5%。
日本的产值仍以33%居冠,中国台湾厂商以17%排名第二。
而韩国则由2008年的9%窜升到2009年的15%,位居全球第三[11]。
日本LED产业结构,除具有完整产业链外,在关键材料的供给上,如外延、荧光粉、封装材料等也都握有重要技术并为其他国家所望其项背。
日本LED产业多聚集在高附加值产品上,例如笔记本电脑的LED背光源使用的侧发光LED晶片,对亮度、均匀性、稳定性等都有较高要求,再加上本身专利保护,能使产品维持在较高的单价。
韩国LED产业在上游衬底及荧光粉两项关键材料方面基础较弱,擅长于外延和封装制造。
韩国在大尺寸背光领域发展较快,拥有全球最大的面板产能与品牌出海口。
主要企业有三星、LG和首尔半导体等。
前两者之产能多仅供集团内使用,较具外销规模者仅首尔半导体。
相较于亚洲厂商多注重在量产规模,欧美系LED厂商则在多方面布局,例如技术发展、产品开发或垂直整合等方面。
欧美系LED厂商的量产规模不比日本、中国台湾,却掌握部分LED的关键技术,在众多LED专利上都有完整的布局。
尤其是几大国际厂商)Osram Philips 以及Cree等不但拥有完整的产业供应链,在LED照明产业,更是全球前五之内。