电子封装与组装技术新发展

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电子封装与组装技术新发展
系统级封装SiP
INTEL开发的逻辑电路和存储器的折叠型堆叠芯片级封 装(CSP)SiP
电子封装与组装技术新发展
系统级封装SiP
Valtronic SA使用折叠理念,将逻辑电路、存储器和无源组件结合到单独的 SiP中,应用于助听器和心脏起博器
电子封装与组装技术新发展
电子封装与组装技术新发展
芯片尺寸封装
•ATI显卡上CSP封装的供电芯片 •VT1165S内置可通过25A电流的MOSFET •VT233内置可通过18A电流的MOSFET
•VT1165S-CSP封装电源芯片
•VT233CSP封装电源芯片
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芯片尺寸封装
•这种内存芯片使用了TCSP(Turbo Chip Scale Package)封装技术,这种封装 技术实际上是CSP封装技术的一个加强版本,通过加装金属顶盖改进早先CSP封 装芯片核心裸露脆弱的问题.
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素质教育
外国人的观点 当前,许多发达国家是从高科技发展 的视角认识素质教育问题的。这是因为 高科技发展引发知识经济的出现,为教 育发展提供了新的现实远景,对人才素 质的内涵提出新的强烈要求。
电子封装与组装技术新发展
素质教育
关于人才素质的内涵,他们侧重的,首先 是高度的社会责任感;其次是创新意识; 再次是人的可持续发展的能力(包括学习 的能力,对不断变化世界的及时反应能力, 新知识的及时吸收能力,知识的迅速更新 和创新能力等)。
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芯片尺寸封装CSP
CSP封装的优势: 体积小,同时也更薄
其金属基板到散热体的最有效散热路径仅有 0.2mm,大大提高了芯片在长时间运行后的可 靠性,其线路阻抗较小,芯片速度也随之得到 大幅提高,CSP封装的电气性能和可靠性也相 比BGA、TOSP有相当大的提高
电子封装与组装技术新发展
电子封装与组装技术新发展
3D封装
o 3D封装主要有三种类型:
n 埋置型3D封装 n 有源基板型3D封装 n 叠层型3D封装SOP & SIP Are Not the Same
Could Be Similar
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3D封装
埋置型3D封装
这是在各类基板内或多层布线介质层中“埋置” R、C或IC等元器 件,最上层再贴装SMC和SMD来实现立体封装的结构。
IBM在三维芯片技术上的新进展
IBM的新突破在于,他们不再需要使用长长的金属导线来连接 不同层次的电路,而是直接在硅板上制造出连接。这种名为 “硅穿越连接”的特殊技术直接在对硅晶圆进行蚀刻时就制造 出垂直连接的触点,并以金属填充,这样当多层芯片堆叠时可 以直接相连,高速传送数据。同传统导线连接相比,这一技术 可以将多层芯片间数据在导线中途经的距离缩短1000倍,并允 许不同层次间连接的数量提高100倍。
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晶圆级芯片封装WLCSP
WLCSP
其次,生产周期和成本大幅下降,WLCSP的生产周期已经缩短 到1天半。而且,新工艺带来优异的性能,采用WLCSP封装技 术使芯片所需针脚数减少,提高了集成度。 WLCSP带来的另一优点是电气性能的提升,引脚产生的电磁干 扰几乎被消除。采用WLCSP封装的内存可以支持到800MHz的频 率,最大容量可达1GB!
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AXI检测技术
在BGA、CSP等新型元件应用中,由于焊点隐藏在封装体下面, 传统的检测技术已无能为力。为应对新挑战,自动X射线检测 (AXI)技术开始兴起。组装好的线路板沿导轨进入机器内部后, 其上方有一个X射线发射管发射X射线,穿过线路板后被置于下 方的探测器(一般为摄像机)接收,由于焊点中含有可以大量吸 收X射线的铅,因此与穿过玻璃纤维、铜、硅等其它材料的X射 线相比照射在焊点上的X射线被大量吸收,而呈黑点产生良好 图像,使得对焊点的分析变得直观,用简单的图像分析算法便 可自动且可靠地检验焊点缺陷。
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焊膏喷印设备
o MY500是瑞典MYDATA公司开 发成功的首款无网板印刷 机。其借鉴喷墨打印机的 原理,采用独特的喷印技 术,根据程序以每秒500点 的最高速度在电路板上喷 射焊膏。
•MY500 焊膏喷印机
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焊膏喷印设备
o 小批量板卡组装需要采用SMT技术,但是不适合采用 传统的网板印刷焊膏,焊膏喷印无疑是最适合这种 生产方式的设备。
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IBM在三维芯片技术上的新进展
IBM公司宣布了他们在三 维芯片堆叠技术上的新 突破,可以让芯片中封 装的元件距离更近,让 系统速度更快,体积更 小,并且更加节能。公 司宣称这一技术可以让 摩尔定律的失效时间大 幅度推后。
•使用“硅穿越连接”进行多层堆叠的超薄晶圆
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芯片尺寸封装CSP
CSP封装的优势:引脚数多
在相同芯片面积下CSP所能达到的引脚数明显也要比后两者 多得多(TSOP最多304根,BGA以600根为限,CSP原则上可以 制造1000根),这样它可支持I/O端口的数目就增加了很多。 中心引脚形式: CSP封装芯片的中心引脚形式有效缩短了信号的传导距离衰 减随之减少,使芯片的抗干扰、抗噪性能得到大提升,这 也使CSP的存取时间比BGA改善15%~20%。
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芯片尺寸封装CSP
CSP封装的优势:导热性能好,功耗低
在CSP封装方式中,芯片通过一个个锡球焊接在PCB板上,由于 焊点和PCB板的接触面积较大,所以芯片在运行中所产生的热量 可以很容易地传导到PCB板上并散发出去。CSP封装可以从背面 散热,且热效率良好。 测试结果显示,运用CSP封装的芯片可使传导到PCB板上的热量 高达88.4%,而TSOP芯片中传导到PCB板上的热能为71.3%。 另外由于CSP芯片结构紧凑,电路冗余度低,因此它也省去了很 多不必要的电功率消耗,致使芯片耗电量和工作温度相对降低。
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3D封装
有源基板型3D封装
有源基板型3D封装是在硅圆片规模集成 (WSI)后的有源基板上再实行多层布线,最 上层再贴装SMC和SMD,从而构成立体封装 的结构
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3D封装
叠层型3D封装
这是在2D封装的基础上,把多个裸芯片、封装芯片、多 芯片组件甚至圆片进行叠层互连,构成立体封装的结构。 它可以通过三种方法实现:叠层裸芯片封装,封装内封 装(PiP)和封装上封装(PoP)。其中叠层裸芯片封装发展 得最快。
Genesis GC-120Q贴装01005元件
电子封装与组装技术新发展
0402(英制01005)元件
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无源元件的进步
0201无源元件技术
由于市场对小型线路板的需要,人们对0201元件十分关注,主 要原因是0201元件大约为相应0402尺寸元件的三分之一,但其 应用比以前的元件要面临更多挑战。自从1999年中期0201元件 推出,移动电话制造商就把它们与CSP一起组装到电话中,以减 少产品的重量与体积。据测算在相同面积印制板上0201元件安 装的数量将是0402的2.5倍,也就是说,增加200个0201电阻电 容省下的空间还可再安装300个元件,当然也可节省100mm2空间 用来安装一个或更多CSP。
•采用LGA封装方式的AMD Socket F处理 器
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LGA 平面网格阵列封装封
• 采用此种接口的有LGA775封装的单核心的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以及双核心的Pentium D、 Pentium EE、Core 2 等CPU。与以前的Socket 478接 口CPU不同,Socket 775接口CPU的底部没有传统的针 脚,而代之以775个触点,即并非针脚式而是触点式, 通过与对应的Socket 775插槽内的775根触针接触来传 输信号。
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目标的威力
哈佛大学一个非常著名的—“关于目标对人生影 响的跟踪调查”:智力、学历、环境条件相当的 年轻人的调查结果发现
27%的人没有目标 60%的人目标模糊 10%的人有清晰但比较短期的目标 3%的人有清晰且长远的目标
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目标的威力
25年的跟踪研究结果表明: 那些占3%者,他们都朝着同一个方向不懈努力,25年 后他们几乎都成了社会各界的顶尖成功人士; 10%有清晰短期目标者,大多成了社会的中上层; 60%的目标模糊者几乎都成了社会的中下层,生活安 定,但没有什么特别的成绩; 剩下27%的是那些25年来都没有目标的人群,他们几 乎都生活在社会的最底层,生活不如意,常常失业, 靠社会救济,并且常常抱怨他人抱怨社会,抱怨世界
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晶圆级芯片封装WLCSP
WLCSP
WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package晶圆级芯片封 装),这种技术不同于传统的先切割晶圆,再封装测试的 做法,而是先在整片晶圆上进行封装和测试,然后再切割。 WLCSP有着更明显的优势。 首先是工艺工序大大优化,晶圆直接进入封装工序,而传 统工艺在封装之前还要对晶圆进行切割、分类。所有集成 电路一次封装,刻印工作直接在晶圆上进行,测试一次完 成,这在传统工艺中都是不可想象的。
系统级封装SiP
o Fujitsu已生产出八芯片堆叠SiP,将现有多芯片封装结合在一个 堆叠中
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Biblioteka Baidu
MCM封装
•用于笔记本电脑的ATI显示芯片,采用MCM封装
•ATI Mobility Radeon9700 大概和一个普通的CPU大小, 核心部分呈菱形,采用MCM封 装,集成4颗现代32MB(或者 16MB)的显存,是世界上第一 款集成了128MB大容量显存 的移动图形芯片。
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LGA775处理器安装
• LGA775接口处理器安装需格外小心,一不留神就可能导致主板 Socket T插槽损坏报废。下面,结合图片来演示LGA775处理器的安装方 法。
•掀起侧面的金属杆
•打开上面的金属 框
•轻轻的放在上面即可
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系统级封装SiP
系统级封装是采用任何组合,将多个具有不同功能的 有源电子器件与可选择性的无源元件以及诸如MEMS 或者光学器件等其他器件首先组装成为可以提供多种 功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。
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晶圆级芯片封装WLCSP
晶圆级芯片封装
电子封装与组装技术新发展
晶圆级芯片封装WLCSP
几种封装类型大小的比较(144pin)
电子封装与组装技术新发展
晶圆级芯片封装WLCSP
采用WLCSP封装的内存
电子封装与组装技术新发展
LGA 平面网格阵列封装封
•LGA(LAND GRID ARRAY)是INTEL64位平台的封装方式,触点阵列封装, 用来取代老的Socket 478接口,也叫SocketT,通常叫LGA
电子封装与组装技术新 发展
2020/11/27
电子封装与组装技术新发展
• 微电子封装的演变与进展
电子封装与组装技术新发展
芯片尺寸封装CSP
CSP(Chip Scale Package)即芯片尺寸封装,作为新一代封装技术, 它在TSOP、BGA的基础上性能又有了革命性的提升。
•CSP封装可以让芯片面积与封装面 积之比超过1:1.14,已经相当接近 1:1的理想情况,绝对尺寸也仅有 32平方毫米,约为普通BGA的1/3, 仅仅相当于TSOP面积的1/6。这样 在相同封装尺寸内可有更多I/O, 使组装密度进一步提高,可以说 CSP是缩小了的BGA。
o 焊膏喷印技术完全突破了传统印刷技术模式的限制, 让工艺控制变得更为简单和灵活,是SMT的一项革命 性技术。
电子封装与组装技术新发展
新型高速贴装机
目前世界上速度最快 的贴装机——环球仪 器新型Genesis GC120Q,该机器的贴装 速度达每小时12万个 元件
•GC-120Q高速贴 装机
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电子封装与组装技术新发展
系统级封装SiP
SiP解决方案的形式各不相同:
n 面对小外形需求的堆叠芯片结构; n 针对I/O终端功能的并行解决方案; n 用于高频率和低功耗操作的芯片堆叠(CoC)形式; n 用于更高封装密度的多芯片模块(MCM); n 针对大型存储设备的板上芯片(CoB)结构。 n 在这些众多形式中,芯片和其他元件垂直集成,因此所
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