电子封装与组装技术新发展

第十章电子封装与组装技术新发展微电子封装的演变与进展芯片尺寸封装CSPCSP(ChipScalePackage)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。芯片尺寸封装CSPCSP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有相当大的提高芯片尺寸封装CSPCSP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%。芯片尺寸封装CSPCSP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。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MOSFETVT233内置可通过18A电流的MOSFETVT233CSP封装电源芯片VT1165S-CSP封装电源芯片芯片尺寸封装这种内存芯片使用了TCSP（TurboChipScalePackage）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.晶圆级芯片封装WLCSPWLCSPWLCSP（WaferLevelChipScalePackage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。晶圆级芯片封装WLCSPWLCSP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！晶圆级芯片封装WLCSP晶圆级芯片封装晶圆级芯片封装WLCSP几种封装类型大小的比较(144pin)晶圆级芯片封装WLCSP采用WLCSP封装的内存LGA平面网格阵列封装封LGA(LANDGRIDARRAY)是INTEL64位平台的封装方式，触点阵列封装，用来取代老的Socket478接口，也叫SocketT,通常叫LGA采用LGA封装方式的AMDSocketF处理器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Pentium4、Pentium4EE、CeleronD以及双核心的PentiumD、PentiumEE、Core2等CPU。与以前的Socket478接口CPU不同，Socket775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Socket775插槽内的775根触针接触来传输信号。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SocketT插槽损坏报废。下面，结合图片来演示LGA775处理器的安装方法。轻轻的放在上面即可打开上面的金属框掀起侧面的金属杆系统级封装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。系统级封装SiPSiP解决方案的形式各不相同：面对小外形需求的堆叠芯片结构；针对I/O终端功能的并行解决方案；用于高频率和低功耗操作的芯片堆叠(CoC)形式；用于更高封装密度的多芯片模块(MCM)；针对大型存储设备的板上芯片(CoB)结构。在这些众多形式中，芯片和其他元件垂直集成，因此所占空间很小。系统级封装SiPINTEL开发的逻辑电路和存储器的折叠型堆叠芯片级封装(CSP)SiP系统级封装SiPValtronicSA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系统级封装SiP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MCM封装ATIMobilityRadeon9700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。用于笔记本电脑的ATI显示芯片，采用MCM封装3D封装3D封装主要有三种类型：埋置型3D封装有源基板型3D封装叠层型3D封装SOP&SIPAreNottheSameCouldBeSimilar3D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。RF/ICCMOS/SOCFlashRAMPDFB/TEPD/TIARFCapacitorMEMSCompositeSubstrateLowCTEHighmodulusRF/ICRF/ICCMOS/SOCCMOS/SOCFlashRAMPFlashRAMPFlashRAMPDFB/TEDFB/TEDFB/TEPD/TIAPD/TIAPD/TIARFCapacitorMEMSMEMSMEMSCompositeSubstrateLowCTEHighmodulus3D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。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。焊膏喷印设备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焊膏喷印机焊膏喷印设备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。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。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GenesisGC-120Q，该机器的贴装速度达每小时12万个元件GC-120Q高速贴装机GenesisGC-120Q贴装01005元件0402(英制01005)元件无源元件的进步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。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。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。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）。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，抱怨世界目标的威力西方有一句谚语：“如果你不知道你要到哪里去，那通常你哪里也去不了”。如果你知道要去哪里，全世界都会为你让路！目标的威力人生规划的设计是要使你的精力集中起来，在一个特定的时间范围内充分地利用你的脑力和体力。人生规划可以合理地分配你的精力！创造自己美好的人生！规划好每一天从现在做起祝同学们