電子封裝與組裝技術(shù)新發(fā)展課件

第十章電子封裝與組裝技術(shù)新發(fā)展微電子封裝的演變與進(jìn)展芯片尺寸封裝CSP

CSP(ChipScalePackage)即芯片尺寸封裝，作為新一代封裝技術(shù)，它在TSOP、BGA的基礎(chǔ)上性能又有了革命性的提升。CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14，已經(jīng)相當(dāng)接近1:1的理想情況，絕對尺寸也僅有32平方毫米，約為普通BGA的1/3，僅僅相當(dāng)于TSOP面積的1/6。這樣在相同封裝尺寸內(nèi)可有更多I/O，使組裝密度進(jìn)一步提高，可以說CSP是縮小了的BGA。芯片尺寸封裝CSPCSP封裝的優(yōu)勢:引腳數(shù)多

在相同芯片面積下CSP所能達(dá)到的引腳數(shù)明顯也要比后兩者多得多(TSOP最多304根，BGA以600根為限，CSP原則上可以制造1000根)，這樣它可支持I/O端口的數(shù)目就增加了很多。中心引腳形式:

CSP封裝芯片的中心引腳形式有效縮短了信號的傳導(dǎo)距離衰減隨之減少，使芯片的抗干擾、抗噪性能得到大提升，這也使CSP的存取時間比BGA改善15%～20%。芯片尺寸封裝CSPCSP封裝的優(yōu)勢:導(dǎo)熱性能好，功耗低在CSP封裝方式中，芯片通過一個個錫球焊接在PCB板上，由于焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積較大，所以芯片在運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導(dǎo)到PCB板上并散發(fā)出去。CSP封裝可以從背面散熱，且熱效率良好。 測試結(jié)果顯示，運(yùn)用CSP封裝的芯片可使傳導(dǎo)到PCB板上的熱量高達(dá)88.4%，而TSOP芯片中傳導(dǎo)到PCB板上的熱能為71.3%。 另外由于CSP芯片結(jié)構(gòu)緊湊，電路冗余度低，因此它也省去了很多不必要的電功率消耗，致使芯片耗電量和工作溫度相對降低。芯片尺寸封裝ATI顯卡上CSP封裝的供電芯片VT1165S內(nèi)置可通過25A電流的MOSFETVT233內(nèi)置可通過18A電流的MOSFETVT233CSP封裝電源芯片VT1165S-CSP封裝電源芯片晶圓級芯片封裝WLCSPWLCSPWLCSP（WaferLevelChipScalePackage晶圓級芯片封裝），這種技術(shù)不同于傳統(tǒng)的先切割晶圓，再封裝測試的做法，而是先在整片晶圓上進(jìn)行封裝和測試，然后再切割。WLCSP有著更明顯的優(yōu)勢。首先是工藝工序大大優(yōu)化，晶圓直接進(jìn)入封裝工序，而傳統(tǒng)工藝在封裝之前還要對晶圓進(jìn)行切割、分類。所有集成電路一次封裝，刻印工作直接在晶圓上進(jìn)行，測試一次完成，這在傳統(tǒng)工藝中都是不可想象的。晶圓級芯片封裝WLCSPWLCSP其次，生產(chǎn)周期和成本大幅下降，WLCSP的生產(chǎn)周期已經(jīng)縮短到1天半。而且，新工藝帶來優(yōu)異的性能，采用WLCSP封裝技術(shù)使芯片所需針腳數(shù)減少，提高了集成度。WLCSP帶來的另一優(yōu)點(diǎn)是電氣性能的提升，引腳產(chǎn)生的電磁干擾幾乎被消除。采用WLCSP封裝的內(nèi)存可以支持到800MHz的頻率，最大容量可達(dá)1GB！

晶圓級芯片封裝WLCSP晶圓級芯片封裝晶圓級芯片封裝WLCSP采用WLCSP封裝的內(nèi)存LGA

平面網(wǎng)格陣列封裝封LGA(LANDGRIDARRAY)是INTEL64位平臺的封裝方式，觸點(diǎn)陣列封裝，用來取代老的Socket478接口，也叫SocketT,通常叫LGA采用LGA封裝方式的AMDSocketF處理器

LGA平面網(wǎng)格陣列封裝封

采用此種接口的有LGA775封裝的單核心的Pentium4、Pentium4EE、CeleronD以及雙核心的PentiumD、PentiumEE、Core2等CPU。與以前的Socket478接口CPU不同，Socket775接口CPU的底部沒有傳統(tǒng)的針腳，而代之以775個觸點(diǎn)，即并非針腳式而是觸點(diǎn)式，通過與對應(yīng)的Socket775插槽內(nèi)的775根觸針接觸來傳輸信號。系統(tǒng)級封裝SiP系統(tǒng)級封裝是采用任何組合，將多個具有不同功能的有源電子器件與可選擇性的無源元件以及諸如MEMS或者光學(xué)器件等其他器件首先組裝成為可以提供多種功能的單個標(biāo)準(zhǔn)封裝件，形成一個系統(tǒng)或者子系統(tǒng)。系統(tǒng)級封裝SiPSiP解決方案的形式各不相同：面對小外形需求的堆疊芯片結(jié)構(gòu)；針對I/O終端功能的并行解決方案；用于高頻率和低功耗操作的芯片堆疊(CoC)形式；用于更高封裝密度的多芯片模塊(MCM)；針對大型存儲設(shè)備的板上芯片(CoB)結(jié)構(gòu)。在這些眾多形式中，芯片和其他元件垂直集成，因此所占空間很小。系統(tǒng)級封裝SiPINTEL開發(fā)的邏輯電路和存儲器的折疊型堆疊芯片級封裝(CSP)SiP

系統(tǒng)級封裝SiPFujitsu已生產(chǎn)出八芯片堆疊SiP，將現(xiàn)有多芯片封裝結(jié)合在一個堆疊中MCM封裝ATIMobilityRadeon9700大概和一個普通的CPU大小,核心部分呈菱形,采用MCM封裝,集成4顆現(xiàn)代32MB(或者16MB)的顯存,是世界上第一款集成了128MB大容量顯存的移動圖形芯片。用于筆記本電腦的ATI顯示芯片，采用MCM封裝3D封裝3D封裝主要有三種類型：埋置型3D封裝有源基板型3D封裝疊層型3D封裝SOP&SIPAreNottheSame

CouldBeSimilar3D封裝有源基板型3D封裝有源基板型3D封裝是在硅圓片規(guī)模集成(WSI)后的有源基板上再實(shí)行多層布線，最上層再貼裝SMC和SMD，從而構(gòu)成立體封裝的結(jié)構(gòu)3D封裝疊層型3D封裝這是在2D封裝的基礎(chǔ)上，把多個裸芯片、封裝芯片、多芯片組件甚至圓片進(jìn)行疊層互連，構(gòu)成立體封裝的結(jié)構(gòu)。它可以通過三種方法實(shí)現(xiàn)：疊層裸芯片封裝，封裝內(nèi)封裝(PiP)和封裝上封裝(PoP)。其中疊層裸芯片封裝發(fā)展得最快。IBM在三維芯片技術(shù)上的新進(jìn)展IBM公司宣布了他們在三維芯片堆疊技術(shù)上的新突破，可以讓芯片中封裝的元件距離更近，讓系統(tǒng)速度更快，體積更小，并且更加節(jié)能。公司宣稱這一技術(shù)可以讓摩爾定律的失效時間大幅度推后。使用“硅穿越連接”進(jìn)行多層堆疊的超薄晶圓

焊膏噴印設(shè)備MY500是瑞典MYDATA公司開發(fā)成功的首款無網(wǎng)板印刷機(jī)。其借鑒噴墨打印機(jī)的原理，采用獨(dú)特的噴印技術(shù)，根據(jù)程序以每秒500點(diǎn)的最高速度在電路板上噴射焊膏。MY500焊膏噴印機(jī)焊膏噴印設(shè)備小批量板卡組裝需要采用SMT技術(shù)，但是不適合采用傳統(tǒng)的網(wǎng)板印刷焊膏，焊膏噴印無疑是最適合這種生產(chǎn)方式的設(shè)備。焊膏噴印技術(shù)完全突破了傳統(tǒng)印刷技術(shù)模式的限制，讓工藝控制變得更為簡單和靈活，是SMT的一項(xiàng)革命性技術(shù)。新型高速貼裝機(jī)目前世界上速度最快的貼裝機(jī)——環(huán)球儀器新型GenesisGC-120Q，該機(jī)器的貼裝速度達(dá)每小時12萬個元件

GC-120Q高速貼裝機(jī)GenesisGC-120Q貼裝01005元件0402(英制01005)元件無源元件的進(jìn)步0201無源元件技術(shù)由于市場對小型線路板的需要，人們對0201元件十分關(guān)注，主要原因是0201元件大約為相應(yīng)0402尺寸元件的三分之一，但其應(yīng)用比以前的元件要面臨更多挑戰(zhàn)。自從1999年中期0201元件推出，移動電話制造商就把它們與CSP一起組裝到電話中，以減少產(chǎn)品的重量與體積。據(jù)測算在相同面積印制板上0201元件安裝的數(shù)量將是0402的2.5倍，也就是說，增加200個0201電阻電容省下的空間還可再安裝300個元件，當(dāng)然也可節(jié)省100mm2空間用來安裝一個或更多CSP。AXI檢測技術(shù)在BGA、CSP等新型元件應(yīng)用中，由于焊點(diǎn)隱藏在封裝體下面，傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已無能為力。為應(yīng)對新挑戰(zhàn)，自動X射線檢測(AXI)技術(shù)開始興起。組裝好的線路板沿導(dǎo)軌進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部后，其上方有一個X射線發(fā)射管發(fā)射X射線，穿過線路板后被置于下方的探測器(一般為攝像機(jī))接收，由于焊點(diǎn)中含有可以大量吸收X射線的鉛，因此與穿過玻璃纖維、銅、硅等其它材料的X射線相比照射在焊點(diǎn)上的X射線被大量吸收，而呈黑點(diǎn)產(chǎn)生良好圖像，使得對焊點(diǎn)的分析變得直觀，用簡單的圖像分析算法便可自動且可靠地檢驗(yàn)焊點(diǎn)缺陷。素質(zhì)教育

外國人的觀點(diǎn)當(dāng)前，許多發(fā)達(dá)國家是從高科技發(fā)展的視角認(rèn)識素質(zhì)教育問題的。這是因?yàn)楦呖萍及l(fā)展引發(fā)知識經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn)，為教育發(fā)展提供了新的現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)景，對人才素質(zhì)的內(nèi)涵提出新的強(qiáng)烈要求。

素質(zhì)教育

關(guān)于人才素質(zhì)的內(nèi)涵，他們側(cè)重的，首先是高度的社會責(zé)任感；其次是創(chuàng)新意識；再次是人的可持續(xù)發(fā)展的能力（包括學(xué)習(xí)的能力，對不斷變化世界的及時反應(yīng)能力，新知識的及時吸收能力，知識的迅速更新和創(chuàng)新能力等）。目標(biāo)的威力哈佛大學(xué)一個非常著名的—“關(guān)于目標(biāo)對人生影響的跟蹤調(diào)查”：智力、學(xué)歷、環(huán)境條件相當(dāng)?shù)哪贻p人的調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)27%的人沒有目標(biāo)60%的人目標(biāo)模糊10%的人有清晰但比較短期的目標(biāo)3%的人有清晰且長遠(yuǎn)的目標(biāo)目標(biāo)的威力25年的跟蹤研究結(jié)果表明：那些占3%者，他們都朝著同一個方向不懈努力，25年后他們幾乎都成了社會各界的頂尖成功人士;10%有清晰短期目標(biāo)者，大多成了社會的中上層;60%的目標(biāo)模糊者幾乎都成了社會的中下層，生活安定，但沒有什么特別的成績；剩下27%的是那些25年來都沒有目標(biāo)的人群，他們幾乎都生活在社會的最底層，生活不如意，常常失業(yè)，靠社會救濟(jì)，并且常常抱怨他人抱怨社會，抱怨世界目標(biāo)的威力西方有一句諺語：“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