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  • 水基清洗剂环保清洗工艺方案合明科技分享:针对芯片设计过程你了解多少?

    水基清洗剂环保清洗工艺方案合明科技分享:针对芯片设计过程你了解多少?

    针对芯片设计过程你了解多少?环保清洗剂合明科技在线解答水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。前言人类对视觉信号天生的敏感决定了对图形处理硬件性能的渴求成了现阶段硬件产业最炙手可热的话题。 与满足听觉的音频设备相比,现在的图形处理技术水平给图形处理还留有很大的发展空间, 这就决定了这个产业的竞争充满了变数,在技术开发和市场推广策略上稍有不慎就会别别人赶超。 为了应付激烈的行业竞争, 设计出更高性能的图形处理芯片已经成为各个厂商保持自身竞争力水平最重要的手段。 今天我就来大家做一次特殊的旅行,了解图形芯片设计研发的全过程,事实上现在绝大多数的芯片设计厂商都是依照这个程序来进行新品研发的。确定研发方案和硬件语言描述与任何一个靠生产产品谋求发展的企业一样,设计推出一款新的 GPU 的第一步理所当然的是市场的调研和产品的开发规划。在这段时间内,未来产品的相关定位,主要占领的市场范围等话题都被提到桌面上讨论,这些问题讨论的结果最终将决定产品最终的研发方案的大体内容:研发成本,研发周期以及开发过程中需要的资源等等。接下来就要在研发方案确定的大方向的技术上研究从生产工艺,芯片代工等具体的细节问题进行商议。在成本的限制范围内决定诸如集成晶体管数量等物理参数;紧接着就要在符合生产工艺的芯片代工厂中做出选择了,决定这个的因素很多,当然第一点是能提供生产芯片要求的工艺水平,比如0.15微米,0.13微米,甚至90纳米,其次是代工厂的产品质量和价格因素。当然很多时候芯片在设计的时候就计划使用比较超前的工艺,保证选择的代工厂(即芯片生产的公司比如TSMC )在芯片设计完成开始投片的时候完成相关工艺改造是十分重要的,如果你在这一点上面做出错误的判断,那对公司造成的损失是巨大的,因为图形芯片行业是一个最求速度的产业,在生产工艺已经决定的情况下,如果要在回过头来修订工艺指标,那进行的工作又会持续几个月,其中的工作量不比重新一块芯片要少多少!当这一切前期环节确定以后,就开始我们这篇文章最主要的部分了,显示芯片构架的设计。一个设计团队被组织起来定义GPU 支持的技术特征并且制定整个设计工作的日程表(比如团队1在三周内完成反锯齿单元的设计)。在我们深入介绍芯片的设计过程之前,我们先来了解一下现在芯片制造公司一般的设计流程。 现在,芯片构架的设计一般是通过专门的硬件设计语言Hardware Description Languages (HDL)来完成,所谓硬件设计语言( HDL)顾名思义,是一种用来描述硬件工作过程的语言。现在被使用的比较多的有 Verilog 、 VHDL。 这些语言写成的代码能够用专门的合成器生成逻辑门电路的连线表和布局图,这些都是将来发给芯片代工厂的主要生产依据。对于硬件设计语言( HDL)一般的人都基本上不会接触到,我们在这里只给大家简略的介绍一下:在程序代码的形式上HDL和C也没有太大的不同,但他们的实际功能是完全的不同。比如下面这个Verilog语言中非常基本的一条语句:always@(posedge clock) Q <= D;这相当于C里面的一条条件判断语句,意思就是在时钟有上升沿信号的时候,输出信号 D 被储存在Q。 就是通过诸如此类的语句描述了触发器电路组成的缓存和显存之间数据交换的基本方式。综合软件就是依靠这些代码描述出来的门电路的工作方式关系生成电路的。在芯片的设计阶段基本上都是通过工程师们通过Verilog语言编制HDL代码来设计芯片中的所有工作单元,也决定该芯片所能支持的所有技术特征。这个阶段一般要持续3到4个月(这取决于芯片工程的规模),是整个设计过程的基础。在上述的工作完成后,就进入了产品设计的验证阶段,一般也有一两个月的时间。这个阶段的任务就是保证在芯片最后交付代工厂的设计方案没有缺陷的,就是我们平时所说的产品的“bug”。这一个阶段对于任何芯片设计公司来说都是举足轻重的一步,因为如果芯片设计在投片生产出来以后验证出并不能像设计的那样正常工作,那就不仅意味着继续投入更多的金钱修改设计,重新投片,还会在图形芯片产业最为重视的产品推出速度方面失去先机。整个验证工作分为好几个过程,基本功能测试验证芯片内的所有的门电路能正常工作,工作量模拟测试用来证实门电路组合能达到的性能。当然,这时候还没有真正物理意义上真正的芯片存在,这些所有的测试依旧是通过HDL 编成的程序模拟出来的。接下来的验证工作开始进行分支的并行运作,一个团队负责芯片电路的静态时序分析,保证成品芯片能够达到设计的主频 ;另外一个主要由模拟电路工程师组成的团队进行关于储存电路,供电电路的分析修改。 和数字电路的修正工作相比,模拟工程师们的工作要辛苦的多,他们要进行大量的复数,微分方程计算和信号分析,即便是借助计算机和专门的软件也是一件很头疼的事情。同样,这时候的多有测试和验证工作都是在模拟的状态下进行的,最终,当上述所有的工作完成后,一份由综合软件生成的用来投片生产门电路级别的连线表和电路图就完成了。但是,图形芯片设计者不会立即把这个方案交付厂家,因为它还要接受最后一个考验,那就是我们通常所说的FPGA (Field Programmable Gate Array)现场可编程门阵列来对设计进行的最终功能进行验证。 对于NV30那样集成一亿多个晶体管超级复杂芯片,在整个使用硬件设计语言( HDL)设计和模拟测试的过程中,要反复运行描述整个芯片的数十亿条的指令和进行真正“海量”的数据储存,因此对执行相关任务的的硬件有着近乎变态的考验。我们从下面NVIDIA实验室的配备可见一斑。可编程门阵列FPGA模拟验证现场可编程门阵列FPGA可以能完成任何数字器件的功能,上至高性能CPU下至简单的74电路,都可以用它来实现。FPGA其实是一个包含有大量门电路的逻辑元件,但是它的每一个门的定义可以有使用者来定义,如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。通过软件仿真,我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后,还可以利用FPGA的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。所以说使用FPGA来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,更为重要的是大大减少了再出现成品芯片以后反复修改,投片资金和时间的消耗,一块几千美元的FPGA(这里指目前最大容量的FPGA)和花费数百万美元得到一块成品芯片相比,消耗是微不足道的.(编者:呵呵,以上文字引用了本站新手入门中的文字,看来新手入门这篇文章已经流传很广咯)在这个方面,ATI 和 NVIDIA 公司都使用了名为IKOS的FPGA验证系统。 IKOS内部是由多块插卡构成,每块插卡都是一个FPGA阵列,由许多块大规模FPGA组成。 因为到了R300和NV30世代,图形芯片已经成了最复杂的ASIC芯片了,无法用一两块FPGA就能完成验证工作,必须使用这样的专业FPGA验证设备. 当然, FPGA也不是完美无缺的,它固有的缺点就是运行速度还没有ASIC芯片这么快. 和现在动不动运行频率都在200-300MHz 的GPU相比,IKOS 的运行主频大概只有可怜的几十兆Hz左右.当然这些缺点在应用在产品的设计过程中没什么大不了的.它负责的工作就是最终验证芯片设计功能的实现,你可以让IKOS作为显示部分的系统正常运行,进行驱动程序的开发和验证,当然如果你硬要在这样的系统上运行游戏也不是不可能,不过能维持在每秒几帧就不错了.投片生产样片和修正经过前面一系列的验证工作,这道工序就可以告一段落了,几经修订的设计方案被送到了芯片代工厂开始投片生产.代工厂从拿到设计方案到第一批产品下线一般需要四周的时间,不过在这段时间里,设计人员仍旧马不停蹄,继续进行芯片的模拟测试和上市产品PCB(Printed Circuit Boards印刷电路板) 的设计,这就产生了一般官方钦定的“公板”.四周以后,第一批产品下线了,这就是我们一般称为的”A0”版本。 (编者:就是常说的“工程样片”)一般情况下, A0版本的产量不会很多,它们的主要用途还是用来进行测试和修改,一些被送到开发小组继续测试和查错,另一部分被送到相关的卡板厂商处进行相关的测试和设计。由于现在是有了真正的芯片到手了,查错的手段当然也要和前面的模拟手段不同。FIB (Focused Ion Beam聚焦离子束) 系统在这里被引入查错过程。简单的说FIB系统相当于我们平时在医院看到的各种依靠波束能量进行外科类手术的仪器,它们能在不破坏芯片功能的前提下,对芯片进行门电路级别的修改——切断原有的或者是布置新的门连线,不管你需要修改的电路是在芯片金属布线的哪一层,也不会对芯片造成任何的物理损坏。当然,除了FIB设备外,还要使用很多其他的测试手段,像上图这台机器同样是一台探测芯片缺陷的设备,工作原理又完全不同,实际上它是一台高性能原子级别电子显微镜。下面这张图显示的就是一块NVIDIA 芯片在45,000X放大倍数下的面目。 我们在下图中用红线框围绕的部分就是该芯片的缺陷。一般这种缺陷都是在生产过程中造成的, 由于某种其他物质的原子混进高纯度硅晶体中造成的。这台机器能够辨别出混入的这种原子的种类并且判断可能是什么原因这些原子会进入到芯片的这个部分,从而能采取措施避免这种情况的发生,改善成品率。当“所有”的缺陷都得到了修正之后,最终的设计被交付到代工厂进行投片生产,这时的产量就不会像A0版本那么少了,但也不是最终的量产版本,在前面验证基本功无误的情况下,这次生产的芯片要进行各种各样的和正式上市产品相关的测试:产品兼容性,工作温度,外围供电电路的稳定性,信号完整性等等,直到产品能达到作为产品上市的程度,这时芯片生产方就可以投入量产了。在最后的这些测试过程中,要测试大量的GPU,方便期间,显卡上面都做出了GPU的插座,一个个独立的GPU芯片只要插接在上面就能进行测试了。当然这些插座都是为特定的GPU芯片所设计的,只能来测试引脚定义相同的GPU。也许有朋友说,要是现在市面上的显卡也做成这种插座式的设计,并且能够不断进行升级该有多好,我们先不说每一款芯片针脚定义不同。假设这方面不是问题,那我们至少也要保证显存有能力向新核心提供数据的带宽同步增长才有意义。所以说,显卡上GPU插座的设计注定只能存在在实验室。其实芯片设计过程中的插座原则也适用于其它产品,在主板 芯片组 的测试过程中也很常见,瞧瞧上面这块nForce 2主板,它的 北桥 芯片同样是安放在插座上的,当然这是题外话了。到了这个阶段就会有很多芯片用来进行各种测试,上图就是等待测试一堆Quadro4芯片结语呼呼,研发一款新的显卡的过程真好比“万里长征”一般,讲的小编都有些疲惫了,更不要讲参与研发的那些工程师们所要付出辛劳和智慧了。而通过整个产品研发有条不紊,环环相扣的程序制定,我们也看到了西方工业在科学理论系统化和产业化方面的强大能量,这也是我们值得学习的啊。

  • 电子封装助焊剂锡膏水基清洗剂合明科技分享:40种常用的芯片封装技术介绍

    电子封装助焊剂锡膏水基清洗剂合明科技分享:40种常用的芯片封装技术介绍

    电子封装助焊剂锡膏水基清洗剂合明科技分享:40种常用的芯片封装技术介绍水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。封装,Package,是把集成电路装配为芯片最终产品的过程,简单地说,就是把Foundry生产出来的集成电路裸片(Die)放在一块起到承载作用的基板上,把管脚引出来,然后固定包装成为一个整体。今天本小编整理了40种常用芯片封装技术,一起来了解一下吧。BGA 封装(ball grid array)球形触点陈列,表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚,在印刷基板的正面装配LSI芯片,然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚可超过200,是多引脚LSI用的一种封装。BQFP 封装(quad flat package with bumper)带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP封装之一,在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫)以防止在运送过程 中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC等电路中采用此封装。引脚中心距0.635mm, 引脚数从84到196左右。碰焊 PGA 封装(butt joint pin grid array)表面贴装型PGA的别称。C-(ceramic)封装表示陶瓷封装的记号。例如,CDIP表示的是陶瓷DIP。是在实际中经常使用的记号。Cerdip 封装用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装,用于ECL RAM,DSP(数字信号处理器)等电路。带有玻璃窗口的Cerdip用于紫外线擦除型EPROM以及内部带有EPROM的微机电路等。引脚中心距2.54mm,引脚数从8到42。在日本,此封装表示为DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。Cerquad 封装表面贴装型封装之一,即用下密封的陶瓷QFP,用于封装DSP等的逻辑LSI电路。带有窗口的 Cerquad用于封装 EPROM电路。散热性比塑料QFP好,在自然空冷条件下可容许1.5~2W的功率。但封装成本比塑料QFP高3~5倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、 0.4mm等多种规格。引脚数从32到368。CLCC 封装(ceramic leaded chip carrier)带引脚的陶瓷芯片载体,表面贴装型封装之一,引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形。带有窗口的用于封装紫 外线擦除型EPROM以及带有EPROM的微机电路等。此封装也称为QFJ、QFJ-G。OB 封装(chip on board)板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现。虽然COB是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB和倒片焊技术。DFP(dual flat package)双侧引脚扁平封装。是SOP的别称。DIC(dual in-line ceramic package)陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称。DIL(dual in-line)DIP 的别称,欧洲半导体厂家多用此名称陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称。DIP(dual in-line package)双列直插式封装插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。引脚中心距2.54mm,引脚数从6到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm和10.16mm的封装分别称为skinny DIP和slim DIP(窄体型DIP)。但多数情况下并不加区分,只简单地统称为DIP。另外,用低熔点玻璃密封的陶瓷 DIP 也称为 cerdip。DSO(dual small out-lint)双侧引脚小外形封装。SOP的别称。部分半导体厂家采用此名称。DICP(dual tape carrier package)双侧引脚带载封装。TCP(带载封装)之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。由于利用的是TAB(自动带载焊接)技术,封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动LSI,但多数为定制品。另外,0.5mm厚的存储器LSI簿形封装正处于开发阶段。在日本按照EIAJ(日本电子机械工业)会标准规定,将DICP命名为DTP。DIP(dual tape carrier package)同上。日本电子机械工业会标准对DTCP的命名。FP(flat package)扁平封装。表面贴装型封装之一。QFP或SOP(见QFP和SOP)的别称。部分半导体厂家采用此名称。Flip-chip倒焊芯片。裸芯片封装技术之一,在LSI芯片的电极区制作好金属凸点,然后把金属凸点与印刷基板上 的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有封装技术中体积最小、最薄的一种。但如果基板的热膨胀系数与LSI芯片不同,就会在接合处产生反应,从而影响连接的可靠性。因此必须用树脂来加固LSI芯片,并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。FQFP(fine pitch quad flat package)引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm的QFP(见QFP)。部分导导体厂家采用此名称。塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package)PQFP的封装形式最为普遍。其芯片引脚之间距离很小,引脚很细,很多大规模或超大集成电路都采用这 种封装形式,引脚数量一般都在100个以上。Intel 系列CPU 中80286、80386和某些486主板芯片采用这种封装形式。此种封装形式的芯片必须采用 SMT 技术(表面安装设备)将芯片与电路板焊接起来。采用 SMT 技术安装的芯片 不必在电路板上打孔,一般在电路板表面上有设计好的相应引脚的焊点。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。SMT 技术也被广泛的使用在芯 片焊接领域,此后很多高级的封装技术都需要使用 SMT 焊接。以下是一颗QFP封装的处理器芯片。0.5mm焊区中心距,208根I/O引脚,外形尺寸28×28mm, 芯片尺寸10×10mm,则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:7.8,由此可见 QFP 比 DIP 的封装尺寸大大减小了。CPAC(globe top pad array carrier)美国某些半导体公司对BGA的别称。CQFP(Ceramic Quad Flat-pack Package)右边这颗芯片为一种军用芯片封装(CQFP),这是封装还没被放入晶体以前的样子。这种封装在军用品以及航天工 业用芯片才有机会见到。芯片槽旁边有厚厚的黄金隔层(有高起来,照片上不明显)用来防止辐射及其他干扰。外围有螺丝孔可以将芯片牢牢固定在主板上。而最有趣的就是四周的镀金针脚,这种设计可以大大减少芯片封装的厚度并提供极佳的散热。H-(with heat sink)表示带散热器的标记。例如,HSOP表示带散热器的SOP。Pin Grid Array(Surface Mount Type)表面贴装型 PGA。通常PGA为插装型封装,引脚长约3.4mm。表面贴装型PGA在封装的 底面有陈列状的引脚,其长度从1.5mm到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法,因而也称为碰焊PGA。因为引脚中心距只有1.27mm,比插装型PGA 小一半,所以封装本体可制作得不怎么大,而引脚数比插装型多(250~528),是大规模逻辑LSI 用的封装。封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。JLCC 封装(J-leaded chip carrier)J 形引脚芯片载体。指带窗口CLCC和带窗口的陶瓷QFJ的别称。部分半导体厂家 采用的名称。LCC 封装(Leadless chip carrier)无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是高速和高频IC用封装,也称为陶瓷QFN或QFN-C。LGA 封装(land grid array)触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现已实用的有227触点(1.27mm中心距)和447触点(2.54mm中心距)的陶瓷LGA,应用于高速逻辑LSI电路。LGA与QFP相比,能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外,由于引线的阻抗小,对于高速LSI很适用。LOC 封装(lead on chip)芯片上引线封装。LSI封装技术之一,引线框架的前端处于芯片上方的一种结构,芯片的中心附近制作有凸焊点,用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面附近的结构相比,在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm左右宽度。LQFP 封装(low profile quad flat package)薄型QFP。指封装本体厚度为1.4mm的QFP,是日本电子机械工业会根据制定的新QFP外形规格所用的名称。L-QUAD 封装陶瓷 QFP之一。封装基板用氮化铝,基导热率比氧化铝高7~8倍,具有较好的散热性。封装的框架用氧化铝,芯片用灌封法密封,从而抑制了成本。是为逻辑 LSI 开发的一种封装,在自然空冷条件下可容许W3的功率。MCM封装(multi-chip module)多芯片组件。将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。根据基板材料可分为MCM-L,MCM-C和MCM-D三大类。MCM-L 是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。布线密度不怎么高,成本较低。MCM-C是用厚膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或玻璃陶瓷)作为基板的组件,与使用多层陶瓷基板的厚膜混合IC类似。两者无明显差别。布线密度高于MCM-L。MCM-D是用薄膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或氮化铝)或Si、Al作为基板的组件。布线密谋在三种组件中是最高的,但成本也高。MFP 封装(mini flat package)小形扁平封装。塑料SOP或SSOP的别称(见SOP和SSOP)。部分半导体厂家采用的名称。MQFP 封装(metric quad flat package)按照JEDEC(美国联合电子设备委员会)标准对QFP进行的一种分类。指引脚中心距为0.65mm、本体厚度为3.8mm~2.0mm的标准QFP(见QFP)。MQUAD 封装(metal quad)美国Olin公司开发的一种QFP封装。基板与封盖均采用铝材,用粘合剂密封。在自然空冷条件下可 容许2.5W~2.8W的功率。MSP 封装(mini square package)QFI的别称,在开发初期多称为MSP。QFI是日本电子机械工业会规定的名称。OPMAC 封装(over molded pad array carrier)模压树脂密封凸点陈列载体。美国一些公司对模压树脂密封BGA采用的名称。P-(plastic)封装表示塑料封装的记号。如PDIP表示塑料DIP。PAC 封装(pad array carrier)凸点陈列载体,BGA 的别称(见BGA)。PCLP(printed circuit board leadless package)印刷电路板无引线封装。日本富士通公司对塑料QFN(塑料LCC)采用的名称(见QFN)。引脚中心距有0.55mm和0.4mm两种规格。PFPF(plastic flat package)塑料扁平封装。塑料QFP的别称。部分LSI厂家采用的名称。PGA(pin grid array)陈列引脚封装。插装型封装之一,其底面的垂直引脚呈陈列状排列。封装基材基本上都采用多层陶瓷基板。在未专门表示出材料名称的情况下,多数为陶瓷PGA,用于高速大规模逻辑LSI电路。成本较高。引脚中心距通常2.54mm,引脚数从64到447左右。了为降低成本,封装基材可用玻璃环氧树脂印刷基板代替。也有64~256引脚的塑料PGA。另外,还有一种引脚中心距为1.27mm的短引脚表面贴装型 PGA(碰焊 PGA),(见表面贴装型 PGA)。Piggy Back驮载封装。指配有插座的陶瓷封装,形关与DIP、QFP、QFN相似。在开发带有微机的设备时用于评 价程序确认操作。例如,将EPROM插入插座进行调试。这种封装基本上都是定制品。文章来源于网络【四大主流的芯片封装方式各有什么特点?】一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为集成电路,封装过程是必须经历的一步。随着市场对智能化、微型化的要求,芯片在设计和制造上的要求越来越高,在封装技术的选择上也有很多的学问,如采用不同的方式意味着成本、尺寸和质量的区别。那么芯片封装的主流方式有哪些呢?一、DIP双列直插式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。这种方式的特点是适合在PCB上穿孔焊接,操作方便,同时封装面积与芯片面积之间的比值较大,故体积也较大。如Intel系列的CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。二、组件封装式PQFP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PQFP方式基本相同。唯一的区别是PQFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。这种方式特点是适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线,高频使用、操作方便、可靠性高,同时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插针网格式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。它的特点是插拔操作更方便,可靠性高,可适应更高的频率。Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。四、BGA球栅阵列式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(串扰)”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用PQFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片封装技术。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。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。文章来源于:OFweek电子工程,谢谢。以上一文,仅供参考!欢迎来电咨询合明科技BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • PCBA清洗新能源汽车BMS电路板助焊剂清洗合明科技分享:动力电池加热技术分析

    PCBA清洗新能源汽车BMS电路板助焊剂清洗合明科技分享:动力电池加热技术分析

    新能源汽车BMS电池管理系统电路板清洗合明科技分享:动力电池加热技术分析水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。导读:在低温环境中,锂离子动力电池的能量和功率特性会出现严重衰减。为提高动力电池低温性能,就需要对其进行加热。新能源汽车行业发展过程中,目前还存在着一些问题。比如电动汽车在低温环境中运行时,电池与电机等部件性能出现的动力故障问题。在电动汽车的推广过程中,续航里程、充电时间和使用安全性均主要受动力电池特性的制约。 动力电池的特性受环境温度的影响比较显著,尤其是在低温环境中,锂离子动力电池的能量和功率特性会出现严重衰减。 制约锂离子动力电池低温特性的关键因素是多方面的,主要包括低温下电解液离子电导率、负极颗粒表面SEI膜的低电导率、电池电化学反应速率,和负极石墨材料颗粒中的锂离子扩散系数降低等。 为提高动力电池低温性能,就需要对其进行加热。 从动力电池管理系统角度来讲,可根据车用需求,开发针对车用动力电池模块和动力电池包的新型低温加热技术,使动力电池在低温环境下,能够保持在正常工作温度范围内,满足正常充放电的要求,从而使整车达到最佳性能状态。 低温加热技术按其热传导方式,主要可分为内部加热法与外部加热法。一、内部加热方法是利用电流通过有一定电阻值的导体所产生的焦耳热来加热动力电池,导体为动力电池本身。 动力电池内部电解液在低温下黏度增加,阻碍了电荷载体的移动,导致动力电池内部阻抗增加,极端情况下电解液甚至会冻结。 利用动力电池在低温条件下阻抗增加的特性,可采用阻抗生热的方式来保持动力电池的工作温度。 根据电流的正负流向,可具体分为充电加热法、放电加热法和交流激励加热法,根据提供电流的电源不同,可分为自损耗型加热和外部能源供给加热。 动力电池低温充电加热方法是利用低温下动力电池阻抗增加的特性,在充电过程中的产热使动力电池恢复常温。 充电加热方法中,为避免电池产生过压,须对动力电池电压进行严格限制,而限制又严重制约了加热的灵活性和加热效果。 放电加热法是利用动力电池放电过程中的内部阻抗产热实现动力电池的升温。 动力电池放电与空气对流综合加热系统,利用车载动力电池的放电电流,通过加热元件时所产生的热量加热元件周围空气,热空气通过风扇输送至动力电池组,对动力电池组进行加热和保温。 同时,动力电池自身的产热也会加快动力电池的温度上升速率。 加热元件的电阻越小,系统的加热速率越快,效率就越高。但放电加热方法随着放电时间的增加,电池能量的损耗就较大,且需要调节负载对电池放电电流进行控制,这对放电负载要求较高。 当动力电池SOC较低时,放电加热方法的使用有局限性。在单体动力电池内部埋设镍箔加热片,当检测到电池温度低于0℃时,就会引导电子穿过镍箔产生热量加热电池自身。图1. 新型电池内部结构 放电加热方法通过电池放电产热和内部加热片综合升温,能在30s内将锂离子动力电池从-30℃加热到0℃以上,具有较好的温升效果和加热效率,但要对动力电池单体结构进行较大的改动,从而一定程度上减小了电池的能量密度。 采用交流激励加热法对18650型锂离子电池进行低温下内部加热,利用集总参数热模型仿真与实验验证相结合,得出在一定范围内,正弦交流电的幅值越高,频率越低,则动力电池的升温速度就越快。 当正弦交流电的幅值为7A( 2. 25C),频率为1Hz,而外部对流换热系数为15. 9 W·m-2·K-1时,动力电池可在15min内从-20℃升高到5℃,且动力电池内部温度分布均匀,验证了交流加热方法应用到锂离子动力电池的可行性。2、外部加热法依托车用热管理技术,通过在动力电池包或动力电池模块外部添加高温液体/气体、电加热板、相变材料,及利用珀尔贴效应等方式来实现热量由外向内的热传导。 循环高温气体加热是指以空气作为介质直接穿过动力电池模块,从而达到加热动力电池组的目的。 循环高温气体加热一般采用强制空气对流的方式,即通过外加风扇等装置将热空气送入动力电池箱,与动力电池进行热交换。 热空气可由加热片产生,也可利用电机散发出来的热量和车内功率较大的电子电器加热装置获取。 对于混合动力汽车,可通过发动机提供加热空气的能量。这种方式要求尽可能增加空气与动力电池的热接触面积,具有成本低的优势。 但动力电池的封装、安装位置和热接触面积需要重点设计,来提高能量利用率和加热均匀性。利用热空气直接对电池箱进行加热的方式,对空气调节系统负荷较大,且经济性较差。 循环高温液体加热与循环高温气体加热方法类似,但因液体边界层薄,具有导热率高的优势,故在相同流速下,直接接触式液体的热传导速率远高于空气。 此外,在较为复杂的工况下,液体可更好地满足电动汽车动力电池的热管理要求。 目前主要的方式是采用液体与外界进行热交换,把热量送入电池组,可在模块间布置管线或围绕模块布置夹套,或把模块沉浸在液体中。 若液体与模块间采用传热管和夹套等,可采用水、乙二醇、油甚至制冷剂等作为传热介质。若动力电池模块沉浸在介质传热液中,必须采用绝缘措施防止短路。 传热介质和动力电池模块壁之间进行传热的速率,主要取决于液体的热导率、黏度、密度和流动速度。 目前液体加热方法对电池箱的密封和绝缘要求较高,这就增加了整个电池箱设计的复杂程度,在可靠性方面尚有许多问题需要解决。 动力电池表面布置的加热板、加热膜类加热法加热是指在动力电池包顶部,或底部,或之间添加电加热板,加热时电加热板通电,加热板的一部分热量通过热传导方式直接传给电池。 采用加热板加热,加热时间较长,加热后动力电池组温度分布不均匀,出现温差较大。 相变材料(PCM)由于其巨大的蓄热能力,被应用于动力电池组热管理系统。 相变冷却机理是靠相变材料的熔化潜热来工作,利用PCM作为动力电池热管理系统时,把电池组浸在PCM中,PCM吸收电池放出的热量,从而使温度迅速降低,热量以相变热的形式储存在PCM中。图2. 变相材料填充法示意图 在低温环境下,PCM通过从液态转变为固态过程中释放存储的热量,可对动力电池进行加热和保温。 在相变过程中,PCM温度维持在相变温度,利用这个特性可有效解决动力电池在低温环境下温度过低的问题。 只是PCM的导热系数普遍较低,需要加入高导热材料如膨胀石墨、碳纳米管等增加其导热能力,导致使用成本增加。 珀尔贴效应是指电流流过两种不同导体的界面时,将从外界吸收热量,或向外界放出热量。 利用珀尔贴效应这种特殊性质,通过改变电流的方向,可实现加热和制冷两种功能。加热和制冷的强度可通过调节电流的大小达到精确控制的目的。图3. 珀尔贴效应加热法示意图 目前珀尔贴效应在电子设备上已经有一定的应用,但在动力电池上的应用研究还较少。 利用珀尔贴效应进行动力电池热管理的效率相对较低,会增加电源的功耗。此外,基于珀尔贴效应的热管理系统,其加工制造工艺也比较复杂,设计和使用成本较高。 对于混合动力汽车,使用发动机冷却液对动力电池模块加热,使动力电池升温至正常工作温度,以实现启动和正常充放电。 该方法充分利用发动机热量,但其结构复杂,成本较高,存在加热缓慢和动力电池内外温差大的缺点。 利用电热丝加热密闭电池模块,空气或加热电池表面,从而实现电池温升。只是加热效率较低,且需较大空间,对车辆布局影响较大。 纯电动汽车可使用汽车空调对电池包进行热管理,当电池包温度低于一定阈值后,空调向电池包输送热风,该方法能量损失较大,且加热效率低,系统加热响应也较为缓慢,同时还存电池模块温度梯度较大的缺点。 外部加热方法依靠外部加热源通过热传导来加热动力电池,比内部加热法安全。但它一般需要额外的组件,且有结构较为复杂、能耗较高、加热温度场分布不均匀和加热较慢的缺点。 存在缺点的主要原因在于,外部加热法采用的是电池外部热源,热量由电池外部传递到电池内部,需要一定的时间,且易形成温度梯度。 内部加热方法依靠电池自身阻抗产热,具有加热快速且发热均匀的优势。 放电和充电两种直流电加热方式对设备要求低,适用性好,具有速度快,效率高,温升均匀的优点。 但直流电加热方式在加热过程中,所产生的大电流和低温环境下的巨大内阻会使电池发生严重的副反应,且低温持续充电易导致锂离子电池负极石墨产生“锂沉积”,造成动力电池寿命衰减过快,严重时“锂沉积”结晶会刺穿隔膜产生热失控。 与直流电加热方式相比,交流加热方式由于其交流电特性,可有效降低对动力电池的副作用。 综上来看,从结构复杂度、加热速率、温升均匀性和使用安全性对上述电池的几种主要加热方法进行总结,如表1。表1. 动力电池不同加热方法性能对比 总体来看,内部加热方法对锂离子动力电池的适用性和加热效果具有很好的可行性,但内部加热方法应用于电动汽车的研究尚处于初级阶段,使用安全性有待进一步的研究确认。 通过对不同加热方法的对比可知,外部加热方法依靠外部加热源通过热传导来加热动力电池,其结构较为复杂,能耗较高,加热温度分布不均匀,加热速度较慢。 内部加热方法依靠动力电池自身阻抗产热,具有加热快速且发热均匀的优点。其中交流加热方法具有对动力电池能耗小、温度分布均匀、使用成本较低和加热效率较高的优势。文章来源: 龙阙 电池联盟【BMS小知识-电池管理系统BMS架构及功能知识介绍】新能源车与传统汽车最大的区别是用电池作为动力驱动,所以动力电池是新能源车的核心。电动汽车的动力输出依靠电池,而电池管理系统BMS(BatteryManagementSystem)则是其中的核心,是对电池进行监控和管理的系统,通过对电压、电流、温度以及SOC等参数采集、计算,进而控制电池的充放电过程,实现对电池的保护,提升电池综合性能的管理系统,是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。 国外公司BMS做的比较好的有联电、大陆、德尔福、AVL和FEV等等,现在基本上都是按照AUTOSAR架构以及ISO26262功能安全的要求来做,软件功能更多,可靠性和精度也较高。国内很多主机厂也都有自主开发的BMS产品并应用,前期在功能和性能上与国外一流公司相差甚远,但随着国内电池和BMS技术的快速发展差距正在逐步缩小,希望不久的将来能够实现成功追赶甚至超越。BMS主要包括硬件、底层软件和应用层软件三部分。硬件1、架构 BMS 硬件的拓扑结构分为集中式和分布式两种类型:(1)集中式是将所有的电气部件集中到一块大的板子中,采样芯片通道利用最高且采样芯片与主芯片之间可以采用菊花链通讯,电路设计相对简单,产品成本大为降低,只是所有的采集线束都会连接到主板上,对BMS的安全性提出更大挑战,并且菊花链通讯稳定性方面也可能存在问题。比较合适电池包容量比较小、模组及电池包型式比较固定的场合。(2)分布式包括主板和从板,可能一个电池模组配备一个从板,这样的设计缺点是如果电池模组的单体数量少于12个会造成采样通道浪费(一般采样芯片有12个通道),或者2-3个从板采集所有电池模组,这种结构一块从板中具有多个采样芯片,优点是通道利用率较高,节省成本,系统配置的灵活性,适应不同容量、不同规格型式的模组和电池包。2、功能硬件的设计和具体选型要结合整车及电池系统的功能需求,通用的功能主要包括采集功能(如电压、电流、温度采集)、充电口检测(CC和CC2)和充电唤醒(CP和A+)、继电器控制及状态诊断、绝缘检测、高压互锁、碰撞检测、CAN通讯及数据存储等要求。(1)主控制器处理从控制器和高压控制器上报的信息,同时根据上报信息判断和控制动力电池运行状态,实现BMS相关控制策略,并作出相应故障诊断及处理。(2)高压控制器实时采集并上报动力电池总电压、电流信息,通过其硬件电路实现按时积分,为主板计算荷电状态(State of Charge,SOC)、健康状态(State of Health,SOH)提供准确数据,同时可实现预充电检测和绝缘检测功能。(3)从控制器实时采集并上报动力电池单体电压、温度信息,反馈每一串电芯的SOH和SOC,同时具备被动均衡功能,有效保证了动力使用过程中电芯的一致性。(4)采样控制线束为动力电池各种信息采集和控制器间信息交互提供硬件支持,同时在每一根电压采样线上增加冗余保险功能,有效避免因线束或管理系统导致的电池外短路。3、通讯方式采样芯片和主芯片之间信息的传递有CAN通讯和菊花链通讯两种方式,其中CAN通讯最为稳定,但由于需要考虑电源芯片,隔离电路等成本较高,菊花链通讯实际上是SPI通讯,成本很低,稳定性方面相对较差,但是随着对成本控制压力越来越大,很多厂家都在向菊花链的方式转变,一般会采用2条甚至更多菊花链来增强通讯稳定性。4、结构BMS硬件包括电源IC、CPU、采样IC、高驱IC、其他IC部件、隔离变压器、RTC、EEPROM和CAN模块等。其中CPU是核心部件,一般用的是英飞凌的TC系列,不同型号功能有所差异,对于AUTOSAR架构的配置也不同。采样IC厂家主要有凌特、美信、德州仪器等,包括采集单体电压、模组温度以及外围配置均衡电路等。底层软件按照AUTOSAR架构划分成许多通用功能模块,减少对硬件的依赖,可以实现对不同硬件的配置,而应用层软件变化较小。应用层和底层需要确定好RTE接口,并且从灵活性方面考虑DEM(故障诊断事件管理)、DCM(故障诊断通信管理)、FIM(功能信息管理)和CAN通讯预留接口,由应用层进行配置。应用层软件软件架构主要包括高低压管理、充电管理、状态估算,均衡控制和故障管理等等。1、高低压管理一般正常上电时,会由VCU通过硬线或CAN信号的12V来唤醒BMS,待BMS完成自检及进入待机后VCU发送上高压指令,BMS控制闭合继电器完成上高压。下电时VCU发送下高压指令后再断开唤醒12V。下电状态插枪充电时可通过CP或A+信号唤醒。2、充电管理(1)慢充慢充是由交流充电桩(或220V电源)通过车载充电机将交流转化为直流给电池充电,充电桩规格一般有16A、32A和64A,也可通过家用电源进行充电。可通过CC或CP信号唤醒BMS,但应保证充电结束后能正常休眠。交流充电流程比较简单,按照国标详细规定开发即可。(2)快充快充是由直流充电桩输出直流给电池充电,可实现1C甚至更高倍率充电,一般45min可充进80%电量。通过充电桩的辅助电源A+信号唤醒,国标中快充流程比较复杂,同时存在2011和2015两个版本,而且充电桩生产厂家对于国标流程未明确的技术细节理解不同也给车辆充电适配性造成极大的挑战,因此快充适配性是衡量BMS产品性能的一项关键指标。3、估算功能(1)SOP(StateOfPower)主要是通过温度和SOC查表得到当前电池的可用充放电功率,VCU根据发送的功率值决定当前整车如何使用。需要兼顾考虑释放电池能力和对电池性能进行保护,比如在达到截止电压前进行部分功率限制,当然这会对整车驾驶感受产生一定影响。(2)SOH(StateOfHealth)主要表征当前电池的健康状态,为0-100%之间数值,一般认为低于80%以后电池便不可再用。可以用电池容量或内阻变化来表示,用容量时即通过电池运行过程数据估算出当前电池的实际容量,与额定容量的比值即为SOH。准确的SOH会提高电池衰减时其他模块的估算精度。(3)SOC(StateOfCharge)属于BMS核心控制算法,表征当前的剩余容量状态,主要通过安时积分法和EKF(扩展卡尔曼滤波)算法,并结合修正策略(如开路电压修正,充满修正,充电末端修正,不同温度及SOH下的容量修正等)。安时积分法在保证电流采集精度条件下比较可靠,但鲁棒性不强,由于存在误差累计必须结合修正策略,而EKF鲁棒性较强,但算法比较复杂,实现难度大。国内主流厂家一般常温可以做到精度6%以内,在高低温和电池衰减时的估算是难点。(4)SOE(StateOfEnergy)算法国内厂家现在开发的不多,或采用较为简单的算法,查表得到当前状态下剩余能量与最大可用能量的比值。该功能主要用于剩余续航里程估算。4、故障诊断针对电池的不同表现情况,区分为不同的故障等级,并且在不同故障等级情况下BMS和VCU都会采取不同的处理措施,警告,限功率或直接切断高压。故障包括数据采集及合理性故障、电气故障(传感器和执行器)、通讯故障及电池状态故障等。5、均衡控制均衡功能是为了消除在电池使用过程中产生的电池单体不一致性,根据木桶短板效应,充电和放电时都是性能最差的单体先达到截止条件,其他的单体还有一部分能力并未释放出来,造成电池浪费。均衡包括主动均衡和被动均衡,主动均衡是能量从多的单体向少的单体转移,不会造成能量损失,但是结构复杂,成本较高,对于电器元件要求也较高,相对来说被动均衡结构简单,成本也低了很多,只是能量会以热量的形式散发浪费掉,一般最大均衡电流在100mA左右,现在国内很多厂家采用被动均衡也都能实现较好的均衡效果。结语 BMS控制方法作为动力电池中心控制思想,直接影响动力电池的使用寿命及电动汽车的安全运行与整车性能。对续航具有重大的影响,决定着新能源汽车的未来,做好电池管理系统,将极大的促进新能源汽车的发展。来源:电动知家 电动知家【BMS的核心技术】来源: 资源来自第一电动【BMS电路板制程清洗必要性】随着新能源汽车的高速发展,BMS系统也在国内外的行业产业中得到迅速成长。与汽车的ECU系统有相近之处,除了满足配合整车部件可靠运行的技术指标外,BMS系统有它特殊的功能特性,特别是在安全保障方面尤为重要。从电子组件制程来说,BMS系统看似不复杂,从设计、板件的大小,器件品类以及器件的密度,焊点的间距等等技术指标来说,BMS板件都不属于高工艺技术要求的范畴,往往会被作业人员误识为比较简单,同时保障性比较能到得到实现的组件。恰恰相反,看似简单以及功能性不强或者是器件给人感觉并不高端的组件错觉,让许多从业人员未对BMS系统工艺制程清洗有了模糊的概念或者不清晰的认识。甚至认为用免洗材料,包括免洗助焊剂、免洗锡膏,焊接完之后免除清洗制程,从而保障BMS系统的功能可靠性和安全性,这是一种错误的认识和认知。从案例分析来看,许多车子因为BMS系统里面管理几千枚18650电池形成的电池组,会发生常规或非常规安全可靠性问题,甚至产生自燃和爆炸的风险。因为BMS系统长期处在工况环境差、温度高、电流大,安全技术要求高等等状况下,系统的安全可靠性成为整车安全的重要要点之一。BMS系统的制程工艺清洗,可大大地提高组件产品的安全可靠性,免除因为工况条件差、湿度、温度高造成的电化学腐蚀和电迁移所形成缺陷造成不必要的风险。制作厂商可根据自己BMS系统产量的大小,可选择通过式清洗工艺和批量式清洗工艺,一般来说,规模大、产量大、产量稳定性好,可采取通过式连续喷淋清洗机进行清洗工艺安排,实现清洗、漂洗、干燥的连续制程工序。如果产量不稳定或者批量不足够,大可采取批量分段式的方式作为工艺安排,常规推荐2清洗2漂洗的工艺排布,就能够很好的实现组件清洗工艺制程而得到可靠的保障。无论哪一种工艺排布方式,都以最终清洗板面残留物,去除助焊剂、锡膏残留物以及在制程过程中的其他污染物的残留影响,真正达到组件表面的干净,以离子污染度作为指标,衡量板面干净度,这才是真正能达到可靠性保障的技术指标。当然,对于BMS系统的PCBA线路板,除了清洗干净度残留物之外,还需清洗完以后进行敷形涂覆(三防漆涂覆)保持清洗干净度的状态,以保证长期稳定的工作工况。简单归纳:在BMS组件制程中,无论使用何种的助焊剂和锡膏,都必须进行焊接完成以后,彻底清洗助焊剂和锡膏的残留物,才真正保障组件的安全可靠性,免除腐蚀和电化学迁移带来的后期不良影响,避免安全风险的产生。以上一文,仅供参考!欢迎来电咨询合明科技BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • LED器件芯片助焊剂清洗剂合明科技分享:LED封装结构、工艺发展现状及趋势

    LED器件芯片助焊剂清洗剂合明科技分享:LED封装结构、工艺发展现状及趋势

    LED器件芯片清洗剂合明科技分享:LED封装结构、工艺发展现状及趋势水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。前言LED封装是一个涉及到多学科( 如光学、热学、机械、电学、力学、材料、半导体等) 的技术。(如图1所示)从某种角度而言,LED封装不仅是一门制造技术(Technology), 而且也是一门基础科学(Science), 优秀的封装工程师需要对热学、光学、材料和工艺力学等物理本质有深刻的理解。最近芯片级封装CSP吸引了大家的目光,所以现在与未来的LED封装技术,更需要在LED封装设计上与芯片设计上同时进行, 并且需要对光、热、电、结构等性能统一考虑。在封装过程中, 虽然材料( 散热基板、荧光粉、灌封胶) 选择很重要, 但封装结构( 如热学界面、光学界面) 对LED光效和可靠性影响也很大, 大功率白光LED封装必须采用新材料, 新工艺, 新思路。小间距或Mini LED的封装技术需要对倒装芯片与回流焊或共晶倒装封装制程更深刻的理解。对于LED的技术从业者而言, 成本光效与可靠度之外,更是需要将光源、散热、供电和灯具等集成考虑。本篇白皮书针对LED封装技术的现状与未来做探讨,进而分析未来LED封装的技术与产品趋势。LED封装的功能主要包括:1. 机械保护, 以提高可靠性;2. 加强散热, 以降低芯片结温, 提高LED性能;3. 光学控制, 提高出光效率, 优化光束分布;4. 供电管理, 包括交流/ 直流转变, 以及电源控制等。图1 LED 封装的组成要素。2.LED技术发展大趋势LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/ 机械特性、具体应用和成本等因素决定的。经过40多年的发展,LED封装先后经历了支架式(LampLED)、贴片式(S MD LED)、功率型LED(Power LED)与COB等发展阶段。如图2 所示。图2 LED 封装不同发展阶段的封装形式发展到今天,往后会走向何方?SMD? EMC? COB?还是CSP? 什么是倒装焊与无封装?到底LED的封装会走那个方向,目前还是众说纷纭。不过从历史趋势来看,如图3所示,封装材料越来越少,材料导热性越来越好,功率密度越来越大,封装制程步骤来越精简与器件越来越少是未来的趋势,当然这离开不了芯片技术的进步。图3 封装制程步骤的精简趋势表1是科技部半导体照明中心的中国LED的技术蓝图,从2004年开始到现在,中国一直往这个蓝图方向走,预计到未来的2022年将达到300流明瓦的目标,单灯成本将小于10块钱,这对封装技术而言是一项非常大的挑战,技术进步,成本降低,海兹定律未来会继续主导LED的方向,尤其是LED照明产业。过去十年,LED芯片效率的提升将使芯片的面积不断减小,进而驱动了LED封装革命,如表2所示。表1表2 LED芯片效率的提升将使芯片的面积不断减小未来芯片技术将会以提高效率降低成本为主,莹光粉技术将以提高效率稳定性与演色指数为进步方向,LED芯片效率的提升将以阶段性成长为主, 从10lm/w~80lm/w、80lm/w~100lm/w、100lm/w~150lm/w、150lm/w~200lm/w…… 当技术进步到300lm/w时对比现有的芯片效率提升了1.5~2倍,芯片的发热量将大幅度减少( 指同体积同面积比较),这将导致目前各种封装技术进行大比拼,所有的技术路线趋势将会更分化与多元,什么产品使用什么封装工艺将会更固定。LED将迎来主流中有多元,多元分化但离开主流却不远。3. 正在变化与未来即将改变的LED 封装技术随着芯片功率密度的不断增大, 特别是半导体照明技术发展的需求, 对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。由前文所叙述得知,高光效技术的发展路线可以预见现有的封装工艺与封装材料并不能适用于未来的封装要求。由于芯片内量子效率的提升所以产生的热量会减少,芯片有源层的有效电流密度会大幅度上升。芯片整体发热量减少了,所以对于封装形式的散热面积要求也会减少, 目前采用的厚重散热的封装结构将会发生大的变化,所以LED芯片效率提高使芯片面积大幅度减小,从而改变封装的方式,使单一器件的光输出大大增加,现在,单颗高效率LED芯片面积大幅度减小(250mil2=60LM)。发热变少与应用上对单一LED光源的高光通量需求使集成化封装成为主流。集成化封装LED器件的热聚集效应使LED器件的整体导热效率变得极为重要。能够大幅度减低热阻的封装技术可能成为LED芯片封装技术的主流,倒装的回流焊技术只要解决芯片良率与成本问题,这将会革命性的减低封装的成本,会使非金线焊接技术的倒装封装技术大规模应用。当然仿PC硬度的硅胶成型技术、非球面的二次光学透镜技术等出光技术都将成为LED封装技术的基础。定向定量点胶工艺、图形化涂胶工艺、二次静电喷莹光粉工艺、膜层压法三基色荧光粉涂布工艺、芯片沉积加压法等白光工艺都将应用在LED封装工艺中,将会改善LED器件的出光效率与光色分布。(一)SMD的发展趋势SMD封装, 是Surface Mounted Devices的缩写, 意为:表面贴装器件, 它是SMT(Surface Mount Technology 中文: 表面黏着技术) 元器件中的一种。目前SMD是封装技术的最大宗产品,尤其是2835型的封装型式目前几乎占据了主流照明市场,预测未来五年内SMD还会是LED的主流,但是会逐步降低比率,但是维持半壁江山还是有机会的,未来SMD会有下列趋势迎接其它技术的竞争:a) 中功率成为主流封装方式。目前市场上的产品多为大功率LED产品或是小功率LED产品,它们虽各有优点,但也有着无法克服的缺陷。而结合两者优点的中功率LED产品应运而生,成为主流封装方式。b) 新材料在封装中的应用。由于耐高温、抗紫外以及低吸水率等更高更好的环境耐受性, 热固型材料EMC(Epoxy Molding Compound)、热塑性PCT、改性PPA以及类陶瓷塑料等材料将会被广泛应用。c) 相较于PPA或是陶瓷基板,EMC封装方案为采用环氧树脂材料为主,更容易实现大规模的量大生产需求,透过量的扩增进一步压缩制造成本,另外环氧树脂材料应用更为弹性,不仅尺寸可以轻易重新设计,加上材料更小、更容易进行切割处理,终端产品元器件的设计更为灵活、弹性,所制成的终端光源组件可在小体积上驱动高瓦数,尤其在0.2W~2W左右的光源产品极具竞争力。(二)COB的发展趋势目前COB应用逐渐得到普及,凭借低热阻、光型好、免焊接以及成本低廉等优势,COB应用在今后将会继续渗透。COB封装工艺有非常多的优势,甩掉了支架表贴焊接这个环节,COB封装工艺是直接将LED裸芯片固定到焊盘上,所以散热面积相对传统封装工艺要大,材料综合热传导系数也高,散热性好。这也是保证COB封装高可靠性因素中权重最高的一个因素。COB封装省去了灯珠面过回流焊工艺,不再造成传统封装工艺回流焊炉内高温对LED芯片和焊线失效。另外可以跟其它元器件集成封装式的光引擎也是COB的很大优势,集成封装式光引擎也许会是未来COB技术的主流之一。SIP(System in Package) 是近几年来为适应整机的便携式发展和系统小型化的要求, 在系统芯片 System on Chip(SOC) 基础上发展起来的一种新型封装集成方式。对SIP-LED而言, 不仅可以在一个封装内组装多个发光芯片,还可以将各种不同类型的器件( 如电源、控制电路、光学微结构、传感器等) 集成在一起, 构建成一个更为复杂的、完整的系统。同其他封装结构相比,SIP具有工艺兼容性好( 可利用已有的电子封装材料和工艺), 集成度高, 成本低, 可提供更多新功能, 易于分块测试, 开发周期短等优点。当然COB在光效与发光密度的参数也是大家比较关注的焦点,根据报导,在Ra>80,R9>0的高光色质量下,目前国内COB最高光效的数据高达162lm/W,最高流明密度可以到达88lm/mm2,但是在105lm/W的光效之下,流明密度更可以达到220lm/mm2,与美国的cree的280lm/mm2还是有不小的差距,但是已经接近国际大厂的水平。(三)CSP 的发展趋势CSP的全名是芯片级封装(Chip Scale Package),就是目前封装业界最怕的无封装制程,如图4 所示,CSP无需支架、金线等传统封装工艺中必须的主要部件材料及固晶、焊金线等封装主要装备。CSP的技术定义为将封装体积和LED芯片一致、或是封装体积应不大于LED芯片20%,且LED仍能具备完整功能的封装器件,而CSP技术所追求的是在器件体积尽可能微缩、减小,却仍须维持相同芯片所应有的光效,而关键器件体积减小后最直接的特点就能实践低成本、小发光面积、更长组件使用寿命的设计目的,再加上小体积器件也表示二次光学的相关光学处理优化弹性更高、处理成本更低,制成的灯具产品能在极小光学结构实践最高亮度与最大发光角度。图4CSP发展到现在,如图5所示,技术路线始终有两个方向,单面发光与五面发光,三星LED发展CSP之初,是为了大尺寸背光用途,使用技术比较简单的五面发光技术,同样的技术路线是首尔半导体的WICOP,用来应用于通用照明市场。单面发光技术有日亚与亮锐的CSP产品,由于是单面发光,所以工艺比较复杂,需要在器件的侧面镀反射膜,成本会比较高,但是此产品可以用于高阶的应用例如汽车照明与手机照相的闪光灯,所以目前是CSP技术的未来趋势。图5如图6所示,目前日亚化学在单面发光CSP技术处于领先地位,单面发光技术相对与SMD,除了价格目前比较高以外,有非常绝对的优势,可以用在特殊照明的市场应用,例如电子产品的手机照相机闪光灯与液晶背光,汽车大灯,户外照明的路灯隧道灯与投光灯,以及高密度COB产品都可以使用。未来随着大批量CSP制造技术成熟,CSP会持续渗透到更多的照明应用。图6目前国内厂商的CSP的亮度表现已经接近日韩水平,市面上可以量产1W级的光效可以到达205lm / W(350mA,cRI 80+,5000K),3W级的产品也可以达到190lm/ W(750mA,cRI 70+,5000K) 的光效,5W封装技术可以到达170lm/ W(1200mA,CRI70+,5000K)的光效。性价比更是甩开日韩相关产品,但是由于品牌与专利的关系,目前主流应用例如汽车照明或闪光灯市场还是很难进入。4. 通用照明未来的封装大趋势1) 芯片超电流密度会继续增加。今后芯片超电流密度,将由0.5mA/mil2 发展为1mA/mil2,甚至更高。而芯片需求电压将会更低,更平滑的VI曲线( 发热量低),以及ESD 与VF 兼顾。2) 适用于情景照明的多色LED光源。情景照明将是LED照明的核心竞争力,而未来LED照明的第二次起飞则需要依靠情景照明来实现。3) 光效需求相对降低,性价比成为封装厂制胜法宝。今后室内照明不会太关注光效,而会更注重光的品质。而随着封装技术提高,LED灯具成本降低成为替代传统照明源的动。4) 去电源方案( 高压LED)。今后室内照明将更关注品质,而在成本因素驱动下,去电源方案逐步会成为可接受的产品,而高压LED充分迎合了去电源方案,但其需要解决的是芯片可靠性需要加强。5) 国际国内标准进一步完善。相信随着LED封装技术的不断精进,国内国际上对于LED产品的质量标准也会不断完善。6) 更高光品质的需求。主要是针对室内照明,企业会以LED室内照明产品RA达到80为标准,以RA达到90为目标,尽量使照明产品的光色接近普兰克曲线,这样的光才能够均匀、无眩光。1显示屏未来的封装大趋势过去显示屏的封装有直插式、SMD 与COB三个主流方向,但是随着小间距的要求越来越多,COB会越来越是未来的主流。直插式与SMD封装工艺在固晶焊线方面与COB封装没有区别,它最大的区别在于使用了支架。大家都知道,支架一般有四个焊腿,需要通过SMT焊接到PCB板上。因此COB封装工艺相比直插式和SMD封装工艺最大的不同之处在于单灯省去了一个支架,因此也就节省了灯珠面过回流焊机的表贴焊接处理工艺。为什么COB会是未来技术的主流呢?以下是显示屏用的COB优势:1)超轻薄:可根据客户的实际需求,采用厚度从0.4-1.2mm厚度的PCB板,使重量最少降低到原来传统产品的1/3,可为客户显着降低结构、运输和工程成本。2)防撞抗压:COB产品是直接将LED芯片封装在PCB板的凹形灯位内,然后用环氧树脂胶封装固化,灯点表面凸起成球面,光滑而坚硬,耐撞耐磨。3)大视角:COB封装采用的是浅井球面发光,视角大于175度,接近180度,而且具有更优秀的光学漫散色浑光效果。4)可弯曲:可弯曲能力是COB封装所独有的特性,PCB的弯曲不会对封装好的LED芯片造成破坏,因此使用COB模块可方便地制作LED弧形屏,圆形屏,波浪形屏。是酒吧、夜总会个性化造型屏的理想基材。可做到无缝隙拼接,制作结构简单,而且价格远远低于柔性线路板和传统显示屏模块制作的LED异形屏。5)散热能力强:COB产品是把灯封装在PCB板上,通过PCB板上的铜箔快速将灯芯的热量传出,而且PCB板的铜箔厚度都有严格的工艺要求,加上沉金工艺,几乎不会造成严重的光衰减。所以很少死灯,大大延长了LED显示屏的寿命。6)耐磨、易清洁:灯点表面凸起成球面,光滑而坚硬,耐撞耐磨;出现坏点,可以逐点维修;没有面罩,有灰尘用水或布即可清洁。7)全天候优良特性:采用三重防护处理,防水、潮、腐、尘、静电、氧化、紫外效果突出;满足全天候工作条件,零下30度到零上80度的温差环境仍可正常使用。由上面的趋势来看,由于SMD需要解决焊脚问题,一个灯珠有四个焊脚,那么随着显示屏的密度更高,单位平方米中所使用的灯珠将会更多,焊脚将会越来越密,这个问题不解决,对于表贴来说小型化是一个非常大的挑战,COB把支架这一部分略过,几百万个焊点的难题全部被抛之脑后,小型化做起来更轻松。所以未来的显示屏技术会往COB方向走是毋庸置疑的,COB封装最大的技术优势就是直接在PCB板上进行封装,不受灯珠的限制,所以,对于COB来说点间距这个说法并不科学,理论上来说,COB封装想要达到高密,是非常容易的,借用行业人士一句话来说,COB封装就是为小间距量身打造的,如果RGB的倒装芯片逐渐往小芯片技术方向走,甚至未来的Mini LED甚至Micro LED都会往这个技术趋势做显示产品。2Mini LED与Micro LEDMini LED是指芯片尺寸约在100微米左右的LED,Mini LED的尺寸介于传统LED与Micro LED之间,目前主要应用在超小间距显示屏与传统LED背光基础上的改良版本的mini LED背光。而Micro LED是LED微缩化和矩阵化技术,简单来说,就是将LED背光源进行薄膜化、微小化、阵列化,可以让LED发光单元像素小于100微米,每个RGB次像素发光单元在20微米到30微米之间,与OLED一样能夠实现每個图元单独定制,单独驱动发光的自发光显示技术。如果从结构原理上来看, Micro LED结构更简单,但是它最大的难题就是众所周知的巨量转移,而LED的微小化技术也是难题之二,当然如何保证良率接近100%更是Micro LED最大的挑战,比方说, 4K级别的Micro LED中尺寸显示器,需要2,488万个以上的RGB三色Micro LED高度集成,而且不能有坏点,难度可想而知,短期内要量产还需要很长的时间。从工艺制程上看,Mini LED相较于Micro LED来说,工艺更接近目前的一般LED,良率更好控制,在显示屏应用上,可以做出解析度非常高的电影屏幕,背光应用上可以搭配软性基板达成高曲面背光的形式,采用局部调光设计,拥有更好的演色性与对比度,能带给液晶面板更為精细的画面,且厚度也趋近OLED,同時具有省电功能。所以,很可能mini LED在未来两到三年会支撑LCD对抗OLED技术, 但是随着OLED良率提升与柔性OLED技术的成熟,mini LED背光将会节节败退,而在这三年左右的缓冲期中,Micro LED能否突破技术瓶颈,将良率与成本进行革命性的突破,将关系到LED与OLED最终的胜负,人类的终极显示技术,谁会是最终王者,也许三年后就会有最终的答案。文章来源:作者/ 叶国光 Picosun china cto,《2018阿拉丁照明产业调研白皮书》顾问【芯片LED 集成封装技术与特点小知识分享】多芯片LED 集成封装是实现大功率白光LED 照明的方式之一。文章归纳了集成封装的特点,从产品应用、封装模式,散热处理和光学设计几个方面对其进行了介绍,并分析了集成封装的发展趋势,随着大功率白光LED 在照明领域的广泛应用,集成封装也将得到快速发展。 目前,实现大功率LED 照明的方法有两种:一是对单颗大功率LED 芯片进行封装,二是采用多芯片集成封装。对于前者来说,随着芯片技术的发展,尺寸增大,品质提高,可通过大电流驱动实现大功率LED,但同时会受到芯片尺寸的限制。后者具有更大的灵活性和发展潜力,可根据照度不同来改变芯片的数量,同时它具有较高的性价比,使得LED 集成封装成为LED 封装的主流方向之一。一、集成封装产品的应用 据报道,美国UOE 公司于2001 年推出了采用六角形铝板作为基板的多芯片组合封装的Norlux系列LED;Lanina Ceramics 公司于2003 年推出了采用在公司独有的金属基板上低温烧结陶瓷(LTCCM)技术封装的大功率LED 阵列;松下公司于2003年推出由64 颗芯片组合封装的大功率白光LED;亿光推出的6. 4W、8W、12W 的COB LED 系列光源,采用在MCPCB 基板多芯片集成的方式,减少了热传递距离,降低了结温。 在分析LED 日光灯各种技术方案的基础上,采用COB 工艺,将小功率芯片直接固定在铝基板上,制成高效散热的COB LED 日光灯,从2009 年开始已经用45000 支LED 日光灯对500 辆世博公交车和近4000 辆城市公交车进行改装,取代原有荧光灯,得到用户好评,服务于上海世博会及城市交通。 利用多芯片集成封装的LED 光源模块开发出一款LED 防爆灯,采用了热管散热技术。这种LED 防爆灯亮度高,照射距离长,可靠性高,散热性能好,寿命长。二、LED 集成封装的特点 集成封装也称多晶封装,是根据所需功率的大小确定基板底座上LED 芯片的数目,可组合封装成1W、2W、3W 等高亮度的大功率LED器件,最后,使用高折射率的材料按光学设计的形状对芯片进行封装。 集成封装特有的封装原理决定了它具有诸多的优点,如:(1)就我国而言大功率芯片的研发处于落后的位置,采用集成封装不失为一种发展的捷径,更符合我国的基本国情;(2)芯片可以设计为串联或者并联,灵活地适应不同的电压和电流,便于驱动器的设计,提高光源的光效和可靠性;(3)一定面积的基板上芯片的数目可以自由控制,根据客户的要求,可以封装成点光源或者面光源,形式多样;(4)芯片直接基板相连,降低了封装热阻,散热问题易处理。 然而,对于集成封装而言,同样存在一些不足:(1)由于多芯片集成封装在一块基板上,导致所得的光源体积较大;(2)多颗芯片通过串并联的方式组合在一起,相对于单颗芯片而言其可靠性较差,将导致整体光源受影响;(3)虽然多芯片封装相对于单颗同功率大芯片来说,散热能力强,但由于多颗芯片同时散热,热散失程度不同,会引起芯片间的温度不同,影响寿命,故散热问题的处理也很关键;(4)二次光学的设计问题,多芯片出光角度不同,需要在一次光学设计的基础上进行二次光学设计,以满足用户的要求。三、集成封装过程中机械、热学、光学的研究 集成封装由于其所具有的突出优点,已经成为了LED 封装方式的主流方向,近年来引起很多企业和科研院所的关注并开展了大量的研究,申请了相关的专利,这些都在极大的促进集成封装技术的发展。 (1)封装结构模式 当前多芯片集成封装的主流形式就是多颗芯片之间以串并联的方式直接与基板相连接,然后对芯片进行独立封装或者是封装于同一透镜下面。 徐向阳等申请的专利中,将多颗芯片直接固晶在铝基板上,涂覆荧光粉后,再在每颗LED 芯片外面封盖一个光学透镜。工艺简单,封装材料精简,同时热阻降低,光效提高,此外还便于组装成LED照明灯具产品,相对于同功率的单颗芯片封装模式而言,COB 模块化LED 封装技术具有诸多优点。 李建胜根据一般集成封装中存在的层结合面和较长的热传导距离问题提出了一种COB 集成封装工艺。即在铝质PCB 集成电路板上刻一些有利于芯片发光光线扩散的反光腔,将多颗芯片逐一植入腔内,同时在其周围绘制PCB 线路,将芯片电极引线焊接至此,导通电路,最后在腔周围堆积垒成环形围栅,在其内涂敷硅胶和荧光粉,一次形成一体化的LED COB 组件。这种设计将芯片与散热器直接相连,减小了结构热阻,散热效果远好于普通封装结构,提高了LED 的出光率。李炳乾等采用COB 技术和阵列化互联的方式制备出白光LED 光源模块,他们将荧光粉层涂敷在出光板上,提高了出光的均匀性和荧光粉的稳定性。同时将阵列化互连方式与电流降额使用相结合,减少了传统串联和并联连接方法时一个芯片损坏对其他芯片工作状态的影响的缺陷,提高了系统可靠性,这种封装结构达到了简化工艺的目的。 总体上,不同专利所描述的集成封装的结构模式和原理都大同小异,差别主要在于所选的焊接方式、反光腔内壁的涂覆材料以及所选基板的不同,改变集成封装的思维方式,使集成封装在白光LED封装中得到更广泛的应用。(2)散热处理 集成封装技术虽然是封装的主要方向之一,但是散热问题却一直是集成封装技术的瓶颈,我们知道通常LED 高功率产品其光电转换效率为20%,剩下80%的电能均转换为热能,处理好散热问题,将会使LED 光源的质量上一个台阶。 集成封装的热处理思路目前主要集中在:选择导热系数高的基板;缩短热传递的距离;优化固晶技术等方面。蚁泽纯从芯片的工作数量以及芯片的集成密度等方面分析发现集成封装的多芯片白光LED 结温随着集成芯片数量的增加而增长,其发光效率随着集成芯片数量的增加呈减小趋势,因此芯片的数量及集成密度在集成封装技术的应用中也是一个很重要的影响因素。 在公布号为CN 102042500 A专利中针对光源模块的散热性能提出改善方案,即在基板中心位置增加一柱形导热装置作为散热区,使光源模块在发光时,各发光芯片所产生的热可以更快速的由基板发散。 在散热基板材料的选择中,最被看好的是陶瓷基板,陶瓷基板具有散热性佳、耐高温与耐潮湿等优点,逐渐成为大功率LED 散热基板的首选材料。程治国等以陶瓷基板(氧化铝和氮化铝,厚度0.5~1.0mm)为散热基板,申请了发明专利。在专利中采用陶瓷基板金属化技术,共晶焊接技术进行LED 集成封装,导热性能大大改善,采用集成封装可以使光源功率达到200W。 Luqiao Yin研发出一种表层为LTCC,底层为AlNx的陶瓷基板,经集成封装测试发现长期点亮后PN 结温度只有70. 8℃,经ANSYS 模拟观察到跟陶瓷基板相连的铝热沉温度只有39. 3℃,当驱动电流达到500 mA 时,也只有41. 0℃。 (3)光学设计 大功率LED 照明零组件在成为照明产品前,一般要进行两次光学设计。一次光学设计的目的是尽可能多的取出LED 芯片中发出的光。二次光学设计的目的则是让整个灯具系统发出的光能满足设计需求。集成封装中由于存在多颗芯片,因此对于二次光学系统设计的要求更高!为了实现道路照明所要求的矩形光斑分布,刘红等依据光源特性和路面的光斑分布,通过折射定律建立透镜母线的斜率方程,根据该方程设计了用于矩形光斑分布的LED 路灯透镜,采用正交优化方法,利用Light Tools 软件对所设计的透镜光学系统进行仿真比较研究,得到了一个矩形光斑分布的光学透镜。仿真结果表明,该透镜光学系统在高度为10m 的照射条件下,照射面积为40m×10m 的矩形光斑,均匀度为0.31。对有光斑尺寸要求的LED路灯透镜来说,该方法提供了一种简单有效的设计途径。 宋春发等人设计出一种用于多颗芯片集成封装的大功率LED 透镜及其灯具。透镜包括入光面和出光面,还包括环形反射面,所述出光面与反射面相贯,所述入光面为二次曲面,其曲面系数为:K =-1. 2~-1.5,R= 35~41mm,所述出光面为平面,所述反射面为二次曲面,其曲面系数为:K =-0. 24~-0. 26,R= 23~29mm。这种设计中LED 中心区域的光线经出光面出射,LED边缘的光线经环形反射面出射,可以避免由于透镜的视场角有限而损失LED光能,从而最大限度的收集LED发出的光线,提高灯具的发光效率。文章来源:广东LED以上一文,仅供参考!欢迎来电咨询合明科技PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 红胶钢网清洗机水基清洗工艺方案合明科技分享:芯片的设计、制造与封测(一)

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    芯片的设计、制造与封测(一)-钢网清洗机合明科技水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。文章来源:中国仪器仪表行业协会文章关键词导读:芯片、半导体、晶圆、半导体封测、PCBA线路板、钢网清洗机导读:芯片由集成电路经过设计、制造、封装分一系列操作后形成,一般来说,集成电路更着重电路的设计和布局布线,而芯片更看重电路的集成、生产和封装这三大环节。但在日常生活中,“集成电路”和“芯片”两者常常被当做同一概念使用。一、芯片设计流程芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样,先有晶圆作为地基,再层层往上叠的芯片制造流程后,就可产出必要的 IC 芯片(这些会在后面介绍)。然而,没有设计图,拥有再强制造能力都没有用,因此,建筑师的角色相当重要。但是 IC 设计中的建筑师究竟是谁呢?本文接下来要针对 IC 设计做介绍。在IC生产流程中,IC多又专业IC设计公司进行规划、设计,像是联发科、高通、Intel等知名大厂,都自行设计各自的IC芯片,提供不同的规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为IC是由各厂自行设计,所以IC设计十分仰赖工程师的技术,工程师的素质影响着一间企业的价值。然而,工程师在设计一颗IC芯片时候,究竟有哪些步骤?设计流程可以简单分成如下:1.设计第一步,订立目标在IC设计中,最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是设计建筑前,先决定要几间房子、浴室,有什么建筑法规需要遵守,在确定好所有的功能之后再进行设计,这样才不用在花额外的时间进行后续修改。IC设计也需要经过类似的步骤,才能确保设计出来芯片不会有任何差错。规格制定的第一步便是确定IC的目的、效能为何,对大方向做设定。接着观察有哪些协定要符合,像无线网卡的芯片就需要符合IEEE 8802.11等规范,不然,这芯片将无法和市面上的产品相容,使它无法和其他设备连线。最后则是确立这颗IC的实作方法,将不同功能分配制成不同的单元,并确立不同单元间联结的方法,如此便完成规格的制定。设计完规格后,接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画,将整体轮廓描绘出来,方便后续制图。在IC芯片中,便是用硬体描述语言(HDL)将电路描写出来。常使用的HDL有Verilog、VHDL等,藉由程式码便轻易地将一颗IC地功能表达出来。接着就是检查程式功能的正确性并持续修改,直到它满足期望的功能为止。。▲ 32 bits 加法器的 Verilog 范例2.电脑让事情变得容易起来有了完整规画后,接下来便是画出平面的设计蓝图。在 IC 设计中,逻辑合成这个步骤便是将确定无误的 HDL code,放入电子设计自动化工具(EDA tool),让电脑将 HDL code 转换成逻辑电路,产生如下的电路图。之后,反覆的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改,直到功能正确为止。▲ 控制单元合成后的结果最后,将合成完的程式码再放入另一套 EDA tool,进行电路布局与绕线(Place And Route)。在经过不断的检测后,便会形成如下的电路图。图中可以看到蓝、红、绿、黄等不同颜色,每种不同的颜色就代表着一张光罩。至于光罩究竟要如何运用呢?▲ 常用的演算芯片- FFT 芯片,完成电路布局与绕线的结果3.层层光罩,叠起一颗芯片首先,目前已经知道一颗 IC 会产生多张的光罩,这些光罩有上下层的分别,每层有各自的任务。下图为简单的光罩例子,以积体电路中最基本的元件 CMOS 为範例,CMOS 全名为互补式金属氧化物半导体(Complementary metal–oxide–semiconductor),也就是将 NMOS 和 PMOS 两者做结合,形成 CMOS。至于什么是金属氧化物半导体(MOS)?这种在芯片中广泛使用的元件比较难说明,一般读者也较难弄清,在这裡就不多加细究。下图中,左边就是经过电路布局与绕线后形成的电路图,在前面已经知道每种颜色便代表一张光罩。右边则是将每张光罩摊开的样子。制作是,便由底层开始,依循上一篇 IC 芯片的制造中所提的方法,逐层制作,最后便会产生期望的芯片了。至此,对于 IC 设计应该有初步的了解,整体看来就很清楚 IC 设计是一门非常复杂的专业,也多亏了电脑辅助软体的成熟,让 IC 设计得以加速。IC 设计厂十分依赖工程师的智慧,这裡所述的每个步骤都有其专门的知识,皆可独立成多门专业的课程,像是撰写硬体描述语言就不单纯的只需要熟悉程式语言,还需要了解逻辑电路是如何运作、如何将所需的演算法转换成程式、合成软体是如何将程式转换成逻辑闸等问题二、什么是晶圆? 在半导体的新闻中,总是会提到以尺寸标示的晶圆厂,如 8 寸或是 12 寸晶圆厂,然而,所谓的晶圆到底是什么东西?其中 8 寸指的是什么部分?要产出大尺寸的晶圆制造又有什么难度呢?以下将逐步介绍半导体最重要的基础——「晶圆」到底是什么晶圆(wafer),是制造各式电脑芯片的基础。我们可以将芯片制造比拟成用乐高积木盖房子,藉由一层又一层的堆叠,完成自己期望的造型(也就是各式芯片)。然而,如果没有良好的地基,盖出来的房子就会歪来歪去,不合自己所意,为了做出完美的房子,便需要一个平稳的基板。对芯片制造来说,这个基板就是接下来将描述的晶圆。首先,先回想一下小时候在玩乐高积木时,积木的表面都会有一个一个小小圆型的凸出物,藉由这个构造,我们可将两块积木稳固的叠在一起,且不需使用胶水。芯片制造,也是以类似这样的方式,将后续添加的原子和基板固定在一起。因此,我们需要寻找表面整齐的基板,以满足后续制造所需的条件。在固体材料中,有一种特殊的晶体结构──单晶(Monocrystalline)。它具有原子一个接着一个紧密排列在一起的特性,可以形成一个平整的原子表层。因此,采用单晶做成晶圆,便可以满足以上的需求。然而,该如何产生这样的材料呢,主要有二个步骤,分别为纯化以及拉晶,之后便能完成这样的材料1.如何制造单晶的晶圆纯化分成两个阶段,第一步是冶金级纯化,此一过程主要是加入碳,以氧化还原的方式,将氧化硅转换成 98% 以上纯度的硅。大部份的金属提炼,像是铁或铜等金属,皆是采用这样的方式获得足够纯度的金属。但是,98% 对于芯片制造来说依旧不够,仍需要进一步提升。因此,将再进一步采用西门子制程(Siemens process)作纯化,如此,将获得半导体制程所需的高纯度多晶硅。▲ 硅柱制造流程(Source: Wikipedia)接着,就是拉晶的步骤。首先,将前面所获得的高纯度多晶硅融化,形成液态的硅。之后,以单晶的硅种(seed)和液体表面接触,一边旋转一边缓慢的向上拉起。至于为何需要单晶的硅种,是因为硅原子排列就和人排队一样,会需要排头让后来的人该如何正确的排列,硅种便是重要的排头,让后来的原子知道该如何排队。最后,待离开液面的硅原子凝固后,排列整齐的单晶硅柱便完成了。 ▲ 单晶硅柱(Souse:Wikipedia)然而,8寸、12寸又代表什么东西呢?他指的是我们产生的晶柱,长得像铅笔笔桿的部分,表面经过处理并切成薄圆片后的直径。至于制造大尺寸晶圆又有什么难度呢?如前面所说,晶柱的制作过程就像是在做棉花糖一样,一边旋转一边成型。有制作过棉花糖的话,应该都知道要做出大而且扎实的棉花糖是相当困难的,而拉晶的过程也是一样,旋转拉起的速度以及温度的控制都会影响到晶柱的品质。也因此,尺寸愈大时,拉晶对速度与温度的要求就更高,因此要做出高品质 12 寸晶圆的难度就比 8 寸晶圆还来得高。只是,一整条的硅柱并无法做成芯片制造的基板,为了产生一片一片的硅晶圆,接着需要以钻石刀将硅晶柱横向切成圆片,圆片再经由抛光便可形成芯片制造所需的硅晶圆。经过这么多步骤,芯片基板的制造便大功告成,下一步便是堆叠房子的步骤,也就是芯片制造。至于该如何制作芯片呢?【阅读提示与免责声明】【阅读提示】以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的援助。【免责声明】1. 以上文章内容仅供读者参阅,具体操作应积极咨询技术工程师等;2. 网站所刊文章或所转载文章,仅限用于增长知识、见识,不具有任何投资意见和建议。3. 除了“转载”之文章,本网站所刊原创内容之著作权属于合明科技网站所有,未经本站之同意或授权,任何人不得以任何形式重制、转载、散布、引用、变更、播送或出版该内容之全部或局部,亦不得有其他任何违反本站著作权之行为。“转载”的文章若要转载,请先取得原文出处和作者的同意授权。

  • 环保清洗剂清洗焊接助焊剂合明科技分享:关于电动汽车的发展路线与下一代动力电解析(一)

    环保清洗剂清洗焊接助焊剂合明科技分享:关于电动汽车的发展路线与下一代动力电解析(一)

    环保清洗剂合明科技解析关于电动汽车的发展路线与下一代动力电(一)水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。文章来源:中国电动汽车百人会 中国工程院院士杨裕生文章关键词导读:电动汽车、动力电池、PCBA线路板、环保清洗剂导读:先讲几个观点:第一,电动汽车和动力电池相互依存、相互促进,这个大家都可以理解,但是相互制约提的不多。第二,按电池水平来做电动汽车。举个例子,镍氢电池做PRIUS的混动,这是日本的丰田到去年的8月份已经销售1千万辆的车子,今年又有大的增长,这个电池用的很好,比能量只有50多瓦时/公斤。所以不是说一定要追求高比能量才能做出好的车子。第三,电池真正的进步才能推动电动汽车水平的提高,冒进就要吃苦。就是说电池如果不成熟,实际上是处于一种不稳定状态的电池,如果把它大量的用在汽车上,就要出问题。第四,电动汽车的主要矛盾是安全和里程的对立。这是我提出来的一个观点。第五,安全性是矛盾的主要方面,里程是次要方面,不可颠倒。我们学过毛主席的矛盾论,都要讲认可事物都要分析它的主要矛盾,矛盾当中主要方面跟次要方面也要分清楚,如果不分清楚,把主要矛盾、次要矛盾搞错了,最后我们就要走弯路。主要矛盾反映在电池上,是危险性与比能量的矛盾,电池的危险性制约“电动汽车里程随心所欲提高”,我这里讲的随心所欲提高是我们现在每年都在提高要求。瞄准了250公里、300公里、400公里,现在还想冲击500公里,这就是随心所欲。第一个问题:电动汽车发展路线和电池国家科技部的“三纵”路线最初提出是“纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车”,后来混合动力汽车就改成了插电式电动汽车,后来插电式电动汽车又改成增程式电动汽车,这个变化前后大概10年的时间,增程式是今年1月份的电动汽车百人会上万钢副主席正式宣布的,新的“三纵”是增程式代替了“插电式”。为什么会有这样的变化?说的不好听就“心中无数,重点不清,路线摇摆”。不同的电动汽车的发展路线需要不同的电池,对下一代动力电池技术的要求也不同,所以从这样一个观点出发来谈我今天的一些认识。路线当中的燃料电池今天不谈了,因为燃料电池现在的功率跟不上车的变化,已经变成一种增程器,它可以提高能量,但是它不是直接去推动电动汽车,而且现在是靠补贴在那里发展,远远没有进入市场化的阶段。(待续~)

  • SIP系统封装助焊剂焊膏水基清洗合明科技分享:SIP封装工艺介绍及封装知识分享

    SIP系统封装助焊剂焊膏水基清洗合明科技分享:SIP封装工艺介绍及封装知识分享

    SIP系统封装焊后焊膏清洗合明科技分享:SIP封装工艺介绍及封装知识分享水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。摘要:系统级封装(SIP)技术从20世纪90年代初提出到现在,经过十几年的发展,已经能被学术界和工业界广泛接受,成为电子技术研究新热点和技术应用的主要方向之一,并认为他代表了今后电子技术发展的方向,SIP封装工艺作为SIP封装技术的重要组成部分,这些年来在不断的创新中得到了长足发展,逐渐形成了自己的技术体系,值得从事相关技术行业的技术人员和学者进行研究和学习,文章从封装工艺角度出发,对SIP封装制造进行了详细的介绍,另外也对其工艺要点进行了详细的探讨。 一、前言:系统级封装(system in package,SIP)是指将不同种类的元件,通过不同种技术,混载于同一封装体内,由此构成系统集成封装形式。该定义是通过不断演变、逐渐形成的。开始是单芯片封装体中加入无源元件(此时封装形式多为QFP、SOP等),再到单个封装体中加入多个芯片。叠层芯片以及无源器件,最后发展到一个封装构成一个系统(此时的封装形式多为BGA、CSP)。SIP是MCP进一步发展的产物,二者的区别在于:SIP中可搭载不同类型的芯片,芯片之间可以进行信号取放和交换,从而以一个系统的规模而具备某种功能;MCP中叠层的多个芯片一般为同一种类型,以芯片之间不能进行信号存取和交换的存储器为主,从整体上来说为一多芯片存储器。 二、SIP封装综述:实现电子整机系统的功能通常有两个途径:一种是系统级芯片,减成SOC,即在单一的芯片上实现电子整机系统的功能;另一种是系统级封装,减成SIP,即通过封装来实现整机系统的功能。从学术上讲,这是两条技术路线,就像单片集成电路和混合集成电路一样,各有各的优势,各有各的应用市场,在技术上和应用上都是香菇补充的关系。从产品上分,SOC应主要用于周期直角厂的高性能产品,而SIP主要应用于周期短的消费类产品。SIP是使用成熟的组装和互连技术,把各种集成电路如CMOS电路、GaAs电路、SiGe电路或者光电子器件、MEMS器件以及各类无源器件元件如电容、电感等集成到一个封装体内,实现整机系统的功能。主要优点包括:-采用现有商用元器件,制造成本较低;-产品进入市场的周期短;-无论设计和工艺,有较大的灵活性;-把不同类型的电路和元件集成在一起,相对容易实现。系统级封装(SIP)技术从20世纪90年代初提出到现在,经过十几年的发展,已经能被学术界和工业界广泛接受,成为电子技术研究新热点和技术应用的主要方向之一,并认为他代表了今后电子技术发展的方向之一。三、SIP封装类型:从目前业界SIP的设计类型和结构区分,SIP可分为三类。3.1 2D SIP此类封装是在同一个封装基板上将芯片一个挨一个的排列以二维的模式封装在一个封装体内。3.2 堆叠SIP此类封装是在一个封装中采用物理的方法将两个或多个芯片堆叠整合起来进行封装。3.3 3D SIP此类封装是在2D封装的基础上,把多个罗芯片、封装芯片、多芯片甚至圆片进行叠层互联,构成立体封装,这种结构也称作叠层型3D封装。 四、SIP封装的制程工艺:SIP封装制程按照芯片与基板的连接方式可分为引线键合封装和倒装焊两种。4.1引线键合封装工艺圆片→圆片减薄→圆片切割→芯片粘结→引线键合→等离子清洗→液态密封剂灌封→装配焊料球→回流焊→表面打标→分离→最终检查→测试→包装。4.1.1圆片减薄圆片减薄是指从圆片背面采用机械或化学机械(CMP)方式进行研磨,将圆片减薄到适合封装的程度。由于圆片的尺寸越来越大,为了增加圆片的机械强度,防止在加工过程中发生变形、开裂,其厚度也一直在增加。但是随着系统朝轻薄短小的方向发展,芯片封装后模块的厚度变得越来越薄,因此在封装之前一定要将圆片的厚度减薄到可以接受的程度,以满足芯片装配的要求。4.1.2圆片切割圆片减薄后,可以进行划片。较老式的划片机是手动操作的,现在一般的划片机都已实现全自动化。无论是部分划线还是完全分割硅片,目前均采用锯刀,因为它划出的边缘整齐,很少有碎屑和裂口产生。4.1.3芯片粘结已切割下来的芯片要贴装到框架的中间焊盘上。焊盘的尺寸要和芯片大小相匹配,若焊盘尺寸太大,则会导致引线跨度太大,在转移成型过程中会由于流动产生的应力而造成引线弯曲及芯片位移现象。贴装的方式可以是用软焊料(指 Pb-Sn 合金,尤其是含 Sn的合金)、Au-Si 低共熔合金等焊接到基板上,在塑料封装中最常用的方法是使用聚合物粘结剂粘贴到金属框架上。4.1.4引线键合在塑料封装中使用的引线主要是金线,其直径一般为0.025mm~0.032mm。引线的长度常在1.5mm~3mm之间,而弧圈的高度可比芯片所在平面高 0.75mm。键合技术有热压焊、热超声焊等。这些技术优点是容易形成球形(即焊球技术),并防止金线氧化。为了降低成本,也在研究用其他金属丝,如铝、铜、银、钯等来替代金丝键合。热压焊的条件是两种金属表面紧紧接触,控制时间、温度、压力,使得两种金属发生连接。表面粗糙(不平整)、有氧化层形成或是有化学沾污、吸潮等都会影响到键合效果,降低键合强度。热压焊的温度在 300℃~400℃,时间一般为 40ms(通常,加上寻找键合位置等程序,键合速度是每秒二线)。超声焊的优点是可避免高温,因为它用20kHz~60kHz的超声振动提供焊接所需的能量,所以焊接温度可以降低一些。将热和超声能量同时用于键合,就是所谓的热超声焊。与热压焊相比,热超声焊最大的优点是将键合温度从 350℃降到250℃左右(也有人认为可以用100℃~150℃的条件),这可以大大降低在铝焊盘上形成 Au-Al 金属间化合物的可能性,延长器件寿命,同时降低了电路参数的漂移。在引线键合方面的改进主要是因为需要越来越薄的封装,有些超薄封装的厚度仅有0.4mm 左右。所以引线环(loop)从一般的200 μ m~300 μ m减小到100μm~125μm,这样引线张力就很大,绷得很紧。另外,在基片上的引线焊盘外围通常有两条环状电源 / 地线,键合时要防止金线与其短路,其最小间隙必须>625 μm,要求键合引线必须具有高的线性度和良好的弧形。4.1.5等离子清洗清洗的重要作用之一是提高膜的附着力,如在Si 衬底上沉积 Au 膜,经 Ar 等离子体处理掉表面的碳氢化合物和其他污染物,明显改善了Au 的附着力。等离子体处理后的基体表面,会留下一层含氟化物的灰色物质,可用溶液去掉。同时清洗也有利于改善表面黏着性和润湿性。4.1.6液态密封剂灌封将已贴装好芯片并完成引线键合的框架带置于模具中,将塑封料的预成型块在预热炉中加热(预热温度在 90℃~95℃之间),然后放进转移成型机的转移罐中。在转移成型活塞的压力之下,塑封料被挤压到浇道中,并经过浇口注入模腔(在整个过程中,模具温度保持在 170℃~175℃左右)。塑封料在模具中快速固化,经过一段时间的保压,使得模块达到一定的硬度,然后用顶杆顶出模块,成型过程就完成了。对于大多数塑封料来说,在模具中保压几分钟后,模块的硬度足可以达到允许顶出的程度,但是聚合物的固化(聚合)并未全部完成。由于材料的聚合度(固化程度)强烈影响材料的玻璃化转变温度及热应力,所以促使材料全部固化以达到一个稳定的状态,对于提高器件可靠性是十分重要的,后固化就是为了提高塑封料的聚合度而必需的工艺步骤,一般后固化条件为 170℃~175℃,2h~4h。4.1.7装配焊料球目前业内采用的植球方法有两种:“锡膏”+“锡球”和“助焊膏”+ “锡球”。“锡膏”+“锡球”植球方法是业界公认的最好标准的植球法,用这种方法植出的球焊接性好、光泽好,熔锡过程不会出现焊球偏置现象,较易控制,具体做法就是先把锡膏印刷到 BGA 的焊盘上,再用植球机或丝网印刷在上面加上一定大小的锡球,这时锡膏起的作用就是粘住锡球,并在加温的时候让锡球的接触面更大,使锡球的受热更快更全面,使锡球熔锡后与焊盘焊接性更好并减少虚焊的可能。4.1.8表面打标打标就是在封装模块的顶表面印上去不掉的、字迹清楚的字母和标识,包括制造商的信息、国家、器件代码等,主要是为了识别并可跟踪。打码的方法有多种,其中最常用的是印码方法,而它又包括油墨印码和激光印码二种。4.1.9分离工艺为了提高生产效率和节约材料,大多数 SIP 的组装工作都是以阵列组合的方式进行,在完成模塑与测试工序以后进行划分,分割成为单个的器件。划分分割可以采用锯开或者冲压工艺,锯开工艺灵活性比较强,也不需要多少专用工具,冲压工艺则生产效率比较高、成本较低,但是需要使用专门的工具。4.2倒装焊和引线键合工艺相比较倒装焊工艺具有以下几个优点:(1)倒装焊技术克服了引线键合焊盘中心距极限的问题;(2)在芯片的电源 /地线分布设计上给电子设计师提供了更多的便利;(3)通过缩短互联长度,减小 RC 延迟,为高频率、大功率器件提供更完善的信号;(4)热性能优良,芯片背面可安装散热器;(5)可靠性高,由于芯片下填料的作用,使封装抗疲劳寿命增强;(6)便于返修。以下是倒装焊的工艺流程(与引线键合相同的工序部分不再进行单独说明):圆片→焊盘再分布→圆片减薄、制作凸点→圆片切割→倒装键合、下填充→包封→装配焊料球→回流焊→表面打标→分离→最终检查→测试→包装。4.2.1焊盘再分布为了增加引线间距并满足倒装焊工艺的要求,需要对芯片的引线进行再分布。4.2.2制作凸点焊盘再分布完成之后,需要在芯片上的焊盘添加凸点,焊料凸点制作技术可采用电镀法、化学镀法、蒸发法、置球法和焊膏印刷法。目前仍以电镀法最为广泛,其次是焊膏印刷法。4.2.3倒装键合、下填充在整个芯片键合表面按栅阵形状布置好焊料凸点后,芯片以倒扣方式安装在封装基板上,通过凸点与基板上的焊盘实现电气连接,取代了WB和TAB 在周边布置端子的连接方式。倒装键合完毕后,在芯片与基板间用环氧树脂进行填充,可以减少施加在凸点上的热应力和机械应力,比不进行填充的可靠性提高了1到2个数量级。五、封装的基板封装基板是封装的重要组成部分,在封装中实现搭载器件和电气连同的作用,随着封装技术的发展,封装基板的设计、制造技术有了长足的进步。2001年国际半导体技术发展预测机构(ITRS)设定半导体芯片尺寸为310mm2,但随着元件IO数目的不断增加,就必须增加基板上的端子数量,对封装基板有了更精细化的要求,从而对封装基板的加工和设计有了更严格要求。5.1封装几班的分类封装基板的分类有很多种,目前业界比较认可的是从增强材料和结构两方面进行分类。从结构方面来说,基板材料可分为两大类:刚性基板材料和柔性基板材料。刚性基板材料使用较为广泛,一般的刚性基板材料主要为覆铜板。它是用增强材料,浸以树脂胶黏剂,通过烘干、裁剪、叠合成坯料,然后覆上一层导电率较高、焊接性良好的纯铜箔,用钢板作为模具,在热压机中经高温高压成型加工而制成。从增强材料方面分类,基板可以分为有有机系(树脂系)、无机系(陶瓷系、金属系)和复合系,前两种材料在性能上各有优缺点,而复合机系的出现综合了两者的优点,很快成为基板的发展方向。目前基板多采用有机系材料,也就是统称的BT树脂,改材料可分为CCL-H810、CCl-H870、CCL-HL870、CCL-HL950,介电常数在3.5 ~4.5(1MHz)之间,介电损耗为0.001~0.005(1MHz),玻璃转化温度为180~230℃。5.2封装基板的设计规则从封装基板常规制程来看,封装基板的生产与常规的PCB加工很类似,只是在要求上更为严格,规则的要求更为具体,需要更薄的叠层,更细的线宽线距以及更小的孔,具体参数各个板厂略有差异。5.3封装基板的制程常规的封装基板的制程与普通PCB的加工方法大体一致,但是目前为了满足封装基板的精细化要求出现了减成法、办减成法以及积层法等加工方法。5.4基板的表面处理在兴城电气图形之后,需要在焊盘处进行表面处理,形成所需要的镀层,表面处理的作用主要有两方面,第一是提高焊盘处的抗氧化能力,第二是提高韩判处的焊接能力并改善焊盘的平整度,一般的PCB表面处理方式主要有:热风整平;有机可焊性保护涂层;化学镍金;电镀金。目前封装基板表面处理主要使用化学镍金和电镀金,金作为一种贵金属,具有良好的可焊性、耐氧化性、抗蚀性、接触电阻小、合金耐磨性好等优点化学镍金:化学镍金是采用金盐及催化剂在80~100℃的温度下通过化学反应析出金层的方法进行涂覆的,成本比电镀低,但是难以控制沉淀的金属厚度,表面硬并且平整度差,不适合作为采用引线键合工艺封装基板的表面处理方式。电镀镍金:电镀是指借助外界直流电的作用,在溶液中进行电解反应,是导电体(例如金属)的表面趁机金属或合金层。电镀分为电镀硬金和软金工艺,镀硬金与软金的工艺基本相同,槽液组成也基本相同,区别是硬金槽内添加了一些微量金属镍或钴或铁等元素,由于电镀工艺中镀层金属的厚度和成分容易控制,并且平整度优良,所以在采用键合工艺的封装基板进行表面处理时,一般采用电镀镍金工艺,铝线的键合一般采用硬金,金线的键合一般都用软金。不管是化学镍金还是电镀镍金,对于键合质量影响的关键是镀层的结晶和表面是否有污染,以及一定要求的镍金厚度。 六、结束语系统级封装技术已经成为电子技术研究新热点和技术应用的主要方向之一,SIP封装工艺作为SIP封装技术的重要组成部分,值得从事相关技术行业的技术人员和学者进行研究和学习,引线键合和倒装焊作为系统级封装的两种工艺,各有其特点和优势,需要根据具体生产要求进行选择。文章来源: 海绵宝宝的耳朵 半导体封装工程师之家【封装小知识】封装,就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用,而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造,因此它是至关重要的。衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。封装时主要考虑的因素:1、 芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1;2、 引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能;3、 基于散热的要求,封装越薄越好。封装主要分为DIP双列直插和SMD贴片封装两种。从结构方面,封装经历了最早期的晶体管TO(如TO-89、TO92)封装发展到了双列直插封装,随后由PHILIP公司开发出了SOP小外型封装,以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。从材料介质方面,包括金属、陶瓷、塑料、塑料,目前很多高强度工作条件需求的电路如军工和宇航级别仍有大量的金属封装。封装大致经过了如下发展进程:结构方面:TO->DIP->PLCC->QFP->BGA ->CSP;材料方面:金属、陶瓷->陶瓷、塑料->塑料;引脚形状:长引线直插->短引线或无引线贴装->球状凸点;装配方式:通孔插装->表面组装->直接安装具体的封装形式1、 SOP/SOIC封装SOP是英文Small Outline Package 的缩写,即小外形封装。SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。2、 DIP封装DIP是英文 Double In-line Package的缩写,即双列直插式封装。插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。3、 PLCC封装PLCC是英文Plastic Leaded Chip Carrier 的缩写,即塑封J引线芯片封装。PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。4、 TQFP封装TQFP是英文thin quad flat package的缩写,即薄塑封四角扁平封装。四边扁平封装(TQFP)工艺能有效利用空间,从而降低对印刷电路板空间大小的要求。由于缩小了高度和体积,这种封装工艺非常适合对空间要求较高的应用,如 PCMCIA 卡和网络器件。几乎所有ALTERA的CPLD/FPGA都有 TQFP 封装。5、 PQFP封装PQFP是英文Plastic Quad Flat Package的缩写,即塑封四角扁平封装。PQFP封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。6、 TSOP封装TSOP是英文Thin Small Outline Package的缩写,即薄型小尺寸封装。TSOP内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚, TSOP适合用SMT技术(表面安装技术)在PCB(印制电路板)上安装布线。TSOP封装外形尺寸时,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动) 减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。7、 BGA封装BGA是英文Ball Grid Array Package的缩写,即球栅阵列封装。20世纪90年代随着技术的进步,芯片集成度不断提高,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA封装开始被应用于生产。采用BGA技术封装的内存,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高两到三倍,BGA与TSOP相比,具有更小的体积,更好的散热性能和电性能。BGA封装技术使每平方英寸的存储量有了很大提升,采用BGA封装技术的内存产品在相同容量下,体积只有TSOP封装的三分之一;另外,与传统TSOP封装方式相比,BGA封装方式有更加快速和有效的散热途径。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。说到BGA封装就不能不提Kingmax公司的专利TinyBGA技术,TinyBGA英文全称为Tiny Ball Grid Array(小型球栅阵列封装),属于是BGA封装技术的一个分支。是Kingmax公司于1998年8月开发成功的,其芯片面积与封装面积之比不小于1:1.14,可以使内存在体积不变的情况下内存容量提高2~3倍,与TSOP封装产品相比,其具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。采用TinyBGA封装技术的内存产品在相同容量情况下体积只有TSOP封装的1/3。TSOP封装内存的引脚是由芯片四周引出的,而TinyBGA则是由芯片中心方向引 出。这种方式有效地缩短了信号的传导距离,信号传输线的长度仅是传统的TSOP技术的1/4,因此信号的衰减也随之减少。这样不仅大幅提升了芯片的抗干扰、抗噪性能,而且提高了电性能。采用TinyBGA封装芯片可抗高达300MHz的外频,而采用传统TSOP封装技术最高只可抗150MHz的外频。TinyBGA封装的内存其厚度也更薄(封装高度小于0.8mm),从金属基板到散热体的有效散热路径仅有0.36mm。因此,TinyBGA内存拥有更高的热传导效率,非常适用于长时间运行的系统,稳定性极佳。以上一文,仅供参考!欢迎来电咨询合明科技PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

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现状:但是由于其封装面积和厚度都比较大,而且引脚在插拔过程中很容易被损坏,可靠性较差。同时这种封装方式由于受工艺的影响,引脚一般都不超过100个。随着CPU内部的高度集成化,DIP封装很快退出了历史舞台。只有在老的VGA/SVGA显卡或BIOS芯片上可以看到它们的“足迹”。二、PQFP/PFP封装PQFP封装的芯片四周均有引脚,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SMT(表面组装技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMT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。PFP方式封装的芯片与PQFP方式基本相同。唯一的区别是PQFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。PQFP封装 特点:PQFP封装适用于SMT表面安装技术在PCB上安装布线,适合高频使用,它具有操作方便、可靠性高、工艺成熟、价格低廉等优点。 现状:PQFP封装的缺点也很明显,由于芯片边长有限,使得PQFP封装方式的引脚数量无法增加,从而限制了图形加速芯片的发展。平行针脚也是阻碍PQFP封装继续发展的绊脚石,由于平行针脚在传输高频信号时会产生一定的电容,进而产生高频的噪声信号,再加上长长的针脚很容易吸收这种干扰噪音,就如同收音机的天线一样,几百根“天线”之间互相干扰,使得PQFP封装的芯片很难工作在较高频率下。此外,PQFP封装的芯片面积/封装面积比过小,也限制了PQFP封装的发展。90年代后期,随着BGA技术的不断成熟,PQFP终于被市场淘汰。 三、PGA(插针网格阵列)封装PGA封装的芯片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,根据管脚数目的多少,可以围成2~5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为了使得CPU能够更方便的安装和拆卸,从486芯片开始,出现了一种ZIF CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。该技术一般用于插拔操作比较频繁的场合之下。PGA封装特点:⒈插拔操作更方便,可靠性高。⒉可适应更高的频率。四、BGA(球栅阵列)封装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,硅单芯片集成度不断提高,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,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208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。为满足发展的需要,在原有封装品种基础上,又增添了新的品种——球栅阵列封装,简称BGA。 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封装特点:1.I/O引脚数虽然增多,但引脚间距远大于QFP,从而提高了组装成品率。2.虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,简称C4焊接,从而可以改善它的电热性能。3.厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上。4.寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高。5.组装可用共面焊接,可靠性高。6.BGA封装仍与QFP、PGA一样,占用基板面积过大。五、QFP(方型扁平式)封装该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100以上。QFP封装特点: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。六、QFN封装类型QFN是一种无引线四方扁平封装,是具有外设终端垫以及一个用于机械和热量完整性暴露的芯片垫的无铅封装。 该封装可为正方形或长方形。封装四侧配置有电极触点,由于无引脚,贴装占有面积比QFP 小,高度 比QFP 低。QFN封装 特点:1.表面贴装封装,无引脚设计。2.无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积。3.组件非常薄(<1mm),可满足对空间有严格要求的应用。4.非常低的阻抗、自感,可满足高速或者微波的应用。5.具有优异的热性能,主要是因为底部有大面积散热焊盘。6.重量轻,适合便携式应用。 QFN封装的小外形特点,可用于笔记本电脑、数码相机、个人数字助理(PDA)、移动电话和MP3等便携式消费电子产品。从市场的角度而言,QFN封装越来越多地受到用户的关注,考虑到成本、体积各方面的因素,QFN封装将会是未来几年的一个增长点,发展前景极为乐观。七、LCC封装LCC封装的形式是为了针对无针脚芯片封装设计的,这种封装采用贴片式封装,它的引脚在芯片边缘地步向内弯曲,紧贴芯片,减小了安装体积。但是这种芯片的缺点是使用时调试和焊接都非常麻烦,一般设计时都不直接焊接到印制线路板上,而是使用PGA封装的结构的引脚转换座焊接到印制线路板上,再将LCC封装的芯片安装到引脚转换座的LCC结构形式的安装槽中,这样的芯片就可随时拆卸,便于调试。LCC封装八、COB封装COB封装全称板上芯片封装,是为了解决LED散热问题的一种技术。相比直插式和SMT其特点是节约空间、简化封装作业,具有高效的热管理方式。 COB封装是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上,然后进行引线键合实现其电气连接。如果裸芯片直接暴露在空气中,易受污染或人为损坏,影响或破坏芯片功能,于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。九、SO类型封装SO类型封装包含有:SOP(小外形封装)、TOSP(薄小外形封装)、SSOP (缩小型SOP)、VSOP(甚小外形封装)、SOIC(小外形集成电路封装)等类似于QFP形式的封装,只是只有两边有管脚的芯片封装形式,该类型的封装是表面贴装型封装之一,引脚从封装两侧引出呈“ L” 字形。 该类型的封装的典型特点就是在封装芯片的周围做出很多引脚,封装操作方便,可靠性比较高,是目前的主流封装方式之一,目前比较常见的是应用于一些存储器类型的IC。十、SIP封装SIP封装是将多种功能芯片,包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。与SOC相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式,而SOC则是高度集成的芯片产品。从封装发展的角度来看,SIP是SOC封装实现的基础。 SiP的应用非常广泛,主要包括:无线通讯、汽车电子、医疗电子、计算机、军用电子等。SIP封装十一、3D封装3D晶圆级封装,包括CIS发射器、MEMS封装、标准器件封装。是指在不改变封装体尺寸的前提下,在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术,它起源于快闪存储器(NOR/NAND)及SDRAM的叠层封装。 3D封装主要特点包括:多功能、高效能;大容量高密度,单位体积上的功能及应用成倍提升以及低成本。3D封装十二、分类:一:封装趋势是叠层封(PoP);低产率芯片似乎倾向于PoP。二:多芯片封装(MCP)方法,而高密度和高性能的芯片则倾向于MCP。三:以系统级封装(SiP)技术为主,其中逻辑器件和存储器件都以各自的工艺制造,然后在一个SiP封装内结合在一起。目前的大多数闪存都采用多芯片封装(MCP,Multichip Package),这种封装,通常把ROM和RAM封装在一块儿。多芯封装(MCP)技术是在高密度多层互连基板上,采用微焊接、封装工艺将构成电子电路的各种微型元器件(裸芯片及片式元器件)组装起来,形成高密度、高性能、高可靠性的微电子产品(包括组件、部件、子系统、系统)。文章来源:与非网【微电子组装技术小知识】微组装技术的新发展及类型 2. 1微组装技术的新发展微电了组装技术呈现出日新月异、白一花盛开、争奇斗艳的良好局面,表1为微组装技术的最新发展。2. 2微组装技术的类型 2. 2. 1倒装片FC技术倒装片FC CFlip Chip)技术是直接通过芯片上呈排列分布的凸起实现芯片与电路板的互连。由于芯片是倒扣在电路板上,与常规封装芯片安置相反,故称Flip Chip。传统的金线压焊技术只使用芯片四周的区域,倒装片焊料凸点技术是使用整个芯片表面,因此,倒装芯片技术的封装密度C I/O)密度更高。用这种技术,可以把器件的尺寸做的更小。倒装片组装工艺技术主要包括:焊膏倒装片组装工艺、焊柱凸点倒装片键合方法、可控塌陷连接C4技术,如下图2可控塌陷连接示意图。2.2.2多芯片模块(MCM)多芯片组件MCM C Multi-Chip Module)是在混合集成电路(HIC)基础上发展起来的一种高科技技术电了产品,它是将多个LSI, VLSI芯片高密度组装在混合多层互连基板上,然后封装在同一外壳内,以形成高密度、高可靠的专用电了产品,他是一种典型的高级混合集成组件。MCM芯片互连组装技术是通过一定的连接方式,将元件、器件组装到MCM基板上,再将组装元器件的基板安装在金属或陶瓷封装中,组成一个具有多功能的MCM组件。MCM芯片互连组装技术包括:芯片与基板的粘接、芯片与基板的电气连接、基板与外壳的物理连接和电气连接。芯片与基板的粘接一般采用导电胶或绝缘环氧树脂粘接完成,芯片与基板的连接一般采用丝焊、TAB, FCB等工艺。基板与外壳的物理连接是通过粘接剂或焊料完成的;电气连接采用过滤引线完成。2.2.3封装叠装(PoP)随着移动消费型电了产品对于小型化、功能集成和大存储空问的要求的进一步提高,元器件的小型化高密度封装形式也越来越多。如MCM, SiP(系统封装),倒装片等应用得越来越广泛。而PoP CPackage on Package)堆叠装配技术的出现更加模糊了一级封装和二级装配之问的界限,在大大提高逻辑运算功能和存储空问的同时,也为终端用户提供了只有选择器件组合的可能,同时生产成本也得到更有效的控制。PoP在解决集成复杂逻辑和存储器件方面是一种新兴的、成本最低的3D封装解决方案。系统设计师可以利用PoP开发新的器件外、集成更多的半导体,并且可以通过由堆叠带来的封装体积优势保持甚至减小母板的尺寸。PoP封装的主要作用是在底层封装中集成高密度的数字或者混合信号逻辑器件,在顶层封装中集成高密度或者组合存储器件。如图3所示封装叠装示意图。来源:胡少华龙绪明吕文强董健腾曹宏耀朱舜文曾驰鹤西南交通大学电气工程学院胡少华等 SMTJS资讯以上一文,仅供参考!欢迎来电咨询合明科技PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 环保清洗剂助焊剂水基清洗剂合明科技:汽车厂商为什么角逐新能源汽车开发

    环保清洗剂助焊剂水基清洗剂合明科技:汽车厂商为什么角逐新能源汽车开发

    环保清洗剂助焊剂水基清洗剂合明科技:汽车厂商为什么角逐新能源汽车开发水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。文章来源:上海情报服务平台 祝毓文章关键词导读:新能源汽车、燃料电池汽车、新能源汽车BMS、PCBA线路板、环保清洗剂2015年跨国汽车企业激烈竞争。丰田、本田应对高田气囊召回事件,通用受到点火开关缺陷官司困扰,雷诺—日产联盟与法国政府对峙,大众、三菱陷入尾气排放与燃效造假困境。即便如此,各家企业仍积极布局其新能源汽车战略,扩展产品线。丰田虽然在2015年受到日本市场消费税上调引起的需求缩减和高田气囊问题在全球大规模召回的影响,但还是凭借美国市场的轿车销量冠军和中国市场的历史新高,最终以1015万辆的总成绩超过大众的993万辆和通用的984万辆而实现成功卫冕,八年来第七次成为全球新车销量最大的车企。相比较2014财年,2015财年丰田销量减少3.2%,销售额增长4.3%,营业利润和净利润分别同比增长3.8%和6.4%,均连续两年刷新历史最高纪录。2015年丰田“Prius”累计全球销量75400辆,其混合动力大众车功能定位与销量重点转到“Aqua”,提高新款“Prius”价格并将其重点放在提高行驶性能上,从而将混合动力车的整体策略从普及转向提高价值;2015年10月发布“丰田环境挑战2050”,进行“新车CO2(二氧化碳)零排放挑战”、“生命周期CO2零排放挑战”、“工厂CO2零排放挑战”等项目,并分别制定其措施与减排目标;2016年通过股权交换方式获得大发所有股份并与大发在小型车战略、技术战略、业务战略三个领域进行合作;在美国设立人工智能(AI)研究基地Toyota Research Institute(TRI)以拓展汽车领域之外更多新价值。大众曾在2015年上半年一度赶超丰田,然而9月份之后即深陷柴油车非法规避尾气规定及二氧化碳排放量违规的沼泽,最终全年销量不足千万,自2002年以来时隔13年销量再次出现同比下滑,排名全球第二;2015年电动车销量4万多辆,占全球电动车市场的8%。2016年6月大众发布“2025战略”改革计划,调整核心业务,在汽车和动力传动系统领域重点关注电动汽车研发,设定未来十年电动车销售目标;将电池技术、数字化和无人驾驶确定为集团新的核心竞争力,在这些领域积极开展资本收购和技术合作;建立跨品牌的移动出行解决方案业务,从约车服务(即按需出行服务)入手并以约车服务为核心,开展无人驾驶出租车、汽车共享和按需运输等服务。通用在2015年陷入点火开关缺陷官司纠缠,备受20亿美金赔付和罚款压力。幸而中国和美国两大市场业绩优异,2015年通用全球零售量984万辆,同比增长2%,排名全球第三。当前,算上合资公司的销量,通用在第一大市场中国创下销量新高,一年中上汽通用推出12款新车型,并扩展到印度开设工厂。2015年末上汽通用发布2016—2020年“绿动未来”战略五年规划,斥资11.68亿元对原有工厂进行升级改造,并对其三大品牌设定新能源车生产目标。电动车领域,截至2015年4月底通用电动车销量为9.5万辆,占据全球电动车市场份额的11%,排名第三。雷诺—日产联盟2015年陷入与法国政府的支配权争议,最后三方就限制法国政府行使对雷诺的表决权、两家公司保持各自的经营独立性达成协议。全年创出822万辆历史新高,稳居全球第四大汽车生产商,其中,雷诺全球销量增长3.3%,达到历史新高280万;日产连续第六年再创新高,全球销量增长2.1%,达到542万辆。2015财年(2015年4月—2016年3月)日产全球销量较上财年增长2.0%,销售额同比增长7.2%,营业利润和净利润分别增长34.6%和14.5%。相比较传统燃油车销量,雷诺—日产联盟的电动车业绩更是灼眼,截至2015年底雷诺—日产联盟全球累计销售电动车30.2万辆,占据全球电动车市场份额的近15%,位列第一,其中日产“LEAF”2015年销售4.37万辆,累计总销量已超过21万辆,包括日产“e-NV200”、雷诺“ZOE”、雷诺“Kangoo Z.E.”、雷诺“Fluence Z.E.”(已停产)、雷诺三星“SM3 Z.E.”(仅在韩国销售)和雷诺“Twizy”在内的众多车型使雷诺—日产成为全球唯一一家拥有全线100%纯电动产品的汽车集团。2015—2016年,日产出资2370亿日元成为三菱汽车的最大股东,建设光伏电站,启动智能电网试验,开展二次电池再利用等,继续在电动车领域不断扩展。福特汽车2015年全球总量销虽然只有663.5万辆,但其4.9%的增长速度在五大集团里排名第一,特别是凭借亚太区的创纪录业绩刷新了整个集团的全年税前利润;全年电动车销量超过2万辆,占全球电动车市场份额的4%。2015-2016年福特在电动车领域投资45亿美元开发汽车电气化技术,设定目标是目前向市场供应的6款纯电动车和插电式混合动力车在未来5年里将达到13款,电气化比重将从当前的13%提高到40%以上;在中国则推出了面向2020年的“创新2020战略”,计划从2016年到2020年的五年时间里在中国投资18亿美元支持本地研发和新技术导入,并投放包括新能源汽车在内的20款新车。此外,福特在低燃耗汽油发动机、电动动力系统、电池技术开发、云计算软件开发、共享汽车服务、“汽车与住宅”联动服务等众多领域进行投资和合作。除了上述几大汽车集团之外,三菱汽车、特斯拉、宝马和比亚迪等也在2015年电动车领域获得较好业绩。三菱汽车2015财年在SUV占据全球53%销售比率和资材费等成本削减推动下,实现史上最高营业利润;2015年电动车销量4.8万辆,在全球电动车市场份额中占据9%,历年总销量累计仅次于雷诺—日产联盟。三菱汽车计划其SUV车型将在升级换代车型后实现全面电动化,推出其纯电动或插电式混合动力版;并设定2016年“EV+PHEV”占比目标和2020年电池性能目标。特斯拉2015年全球销量超过5万辆,在全球电动车市场份额中占据9%。其“Model S”和“Model X”从2012年到2015年累计销售10.7万辆;预定2017年上市的“Model 3”价格计划降至3.5万美元,订单总数已是两者累计销量的2倍多。2015—2016年,特斯拉推出“Powerwall”家用蓄电池和“Powerpack”工业用锂离子电池组,发售无线充电装置“免插充电系统”(Plugless Systems),扩展其电动车及其能源战略。宝马集团2015财年销量同比增长6.1%,收入增长14.6%,税前利润破90亿欧元,净利润破60亿欧元。全年电动车销量3.3万辆,在全球电动车市场份额中占据6%;其中BMW i系实现65.9%同比增长,MINI品牌交付量增长12.0%。2016年宝马发布全新的第一战略规划,继续引领高端车市场,在MINI品牌、BMW 7系和X1等领域加快新能源产品布局,关注和发展高精度数字地图、传感器科技、云科技、人工智能等关键科技领域,推进自动化与全面互联驾驶。中国新能源汽车品牌比亚迪2015年电动车销量超过6万辆,在全球电动车市场份额中占11%,仅次于雷诺—日产联盟。目前比亚迪旗下的新能源车遍布全球40多个国家、160多个城市和地区,2015—2016年其纯电动大巴和纯电动出租车不断扩展到美国、巴西、英国、澳大利亚等市场。参考文献:1.James Hines.Connected Car: The Ultimate Mobile Device[C].Gartner,2016年9月8日.2.SAE International.电动汽车的电池价格之战[EB/OL].中国汽车报,2015年9月2日.3.山崎良兵.「インダストリー 4.0」に日本はどう対抗するのか[EB/OL].Nikkei Technology,2015年6月12日.4.推动新能源车 加州将落实新购车补贴计划[EB/OL].网易汽车,2016年1月4日.

  • 钢网清洗机锡膏钢网红胶网板清洗剂合明科技分享:一文解析芯片投片生产样片和修正相关问题

    钢网清洗机锡膏钢网红胶网板清洗剂合明科技分享:一文解析芯片投片生产样片和修正相关问题

    钢网清洗机合明科技解析芯片投片生产样片和修正相关问题水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。经过前面一系列的验证工作,这道工序就可以告一段落了,几经修订的设计方案被送到了芯片代工厂开始投片生产.代工厂从拿到设计方案到第一批产品下线一般需要四周的时间,不过在这段时间里,设计人员仍旧马不停蹄,继续进行芯片的模拟测试和上市产品PCBs(Printed Circuit Boards印刷电路板) 的设计,这就产生了一般官方钦定的“公板”.四周以后,第一批产品下线了,这就是我们一般称为的”A0”版本。 一般情况下, A0版本的产量不会很多,它们的主要用途还是用来进行测试和修改,一些被送到开发小组继续测试和查错,另一部分被送到相关的卡板厂商处进行相关的测试和设计。由于现在是有了真正的芯片到手了,查错的手段当然也要和前面的模拟手段不同。FIB (Focused Ion Beam聚焦离子束) 系统在这里被引入查错过程。简单的说FIB系统相当于我们平时在医院看到的各种依靠波束能量进行外科类手术的仪器,它们能在不破坏芯片功能的前提下,对芯片进行门电路级别的修改——切断原有的或者是布置新的门连线,不管你需要修改的电路是在芯片金属布线的哪一层,也不会对芯片造成任何的物理损坏。此主题相关图片如下:这就是nvidia使用的一台FIB 设备 此主题相关图片如下:当然,除了FIB设备外,还要使用很多其他的测试手段,像上图这台机器同样是一台探测芯片缺陷的设备,工作原理又完全不同,实际上它是一台高性能原子级别电子显微镜。下面这张图显示的就是一块NVIDIA 芯片在45,000X放大倍数下的面目。我们在图中用红线框围绕的部分就是该芯片的缺陷。一般这种缺陷都是在生产过程中造成的, 由于某种其他物质的原子混进高纯度硅晶体中造成的。这台机器能够辨别出混入的这种原子的种类并且判断可能是什么原因这些原子会进入到芯片的这个部分,从而能采取措施避免这种情况的发生,改善成品率。此主题相关图片如下:当“所有”的缺陷都得到了修正之后,最终的设计被交付到代工厂进行投片生产,这时的产量就不会像A0版本那么少了,但也不是最终的量产版本,在前面验证基本功无误的情况下,这次生产的芯片要进行各种各样的和正式上市产品相关的测试:产品兼容性,工作温度,外围供电电路的稳定性,信号完整性等等,直到产品能达到作为产品上市的程度,这时芯片生产方就可以投入量产了。此主题相关图片如下: 在最后的这些测试过程中,要测试大量的GPU,方便期间,显卡上面都做出了GPU的插座,一个个独立的GPU芯片只要插接在上面就能进行测试了。当然这些插座都是为特定的GPU芯片所设计的,只能来测试引脚定义相同的GPU。也许有朋友说,要是现在市面上的显卡也做成这种插座式的设计,并且能够不断进行升级该有多好,我们先不说每一款芯片针脚定义不同。假设这方面不是问题,那我们至少也要保证显存有能力向新核心提供数据的带宽同步增长才有意义。所以说,显卡上GPU插座的设计注定只能存在在实验室。此主题相关图片如下:其实芯片设计过程中的插座原则也适用于其它产品,在主板芯片组的测试过程中也很常见,瞧瞧上面这块nForce 2主板,它的北桥芯片同样是安放在插座上的。此主题相关图片如下:到了这个阶段就会有很多芯片用来进行各种测试,上图就是等待测试一堆Quadro4

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