英飞凌推微型晶圆级芯片封装的工业级eSIM卡—SLM 98

英飞凌推微型晶圆级芯片封装的工业级eSIM卡—

SLM 97

?2018年12月24日，德国慕尼黑讯—物联网（IoT）中的M2M通信要求可靠的数据收集和不间断的数据传输。为充分利用无处不在的移动网络，英飞凌科技股份公司（FSE：IFX / OTCQX：IFNNY）推出全球首款采用微型晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）的工业级嵌入式SIM（eSIM）卡。从自动售货机到远程传感器、再到资产跟踪器的工业机器和设备制造商，均可借此优化其物联网设备的设计，而不会影响安全性和质量。

?eSIM卡的部署能够带来诸多优势，助力蜂窝连接在工业环境下的顺利采用。eSIM卡占用空间小，能够帮助设备制造商提高设计灵活性。并且，得益于单一SKU（库存量单位），他们还能够简化制造流程和全球分销。此外，如果网络覆盖不足，或者能够与其他移动运营商签订更有利的合同，客户也可随时更换移动服务提供商。

?不过，要想在狭小空间上实现稳健的品质，且在最恶劣条件下也能正常使用，这仍然是半导体供应商面临的挑战。英飞凌如今在应对这一挑战方面领先一步：英飞凌SLM 97安全控制器采用晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP），其尺寸仅为2.5mm x 2.7mm，工作温度范围扩大到-40°C至105°C。它提供了一系列高端特性，完全符合GSMA最新发布的eSIM规格。工业级eSIM卡

电子元件封装大全及封装常识

修改者：林子木电子元件封装大全及封装常识一、什么叫封装封装，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－>直接安装二、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。 SOP(Small Out-Line package) 也叫SOIC，小外形封装。表面贴装型封装之一，引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状(L 字形)。材料有塑料和陶瓷两种。SOP 除了用于存储器LSI 外，也广泛用于规模不太大的ASSP 等电路。在输入输出端子不超过10～40 的领域，SOP 是普及最广的表面贴装封装。引脚中心距 1.27mm，引脚数从8～44。另外，引脚中心距小于1.27mm 的SOP 也称为SSOP；装配高度不到1.27mm 的SOP 也称为TSOP。还有一种带有散热片的SOP。

芯片工作温度与表面温度

芯片工作温度与表面温度-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

芯片工作温度与表面温度例如:一款芯片操作温度是0-70℃,表面温度已经达到85℃是否可以正常工作.表面温度与操作温度的关系,测试环境温度是35℃,温升50℃正常.如果不考虑芯片结温,怎证明温度达到85摄氏度不合理呢是不是芯片的表面温度要控制在70℃一下呢我一直比较困惑,如芯片分为很多等级,例如一款芯片工作温度是这样的:民用级:0℃ to 80℃工业级 -40℃ to 80℃军品级 -40℃ to 125℃所有的芯片结温最大都是150℃.单通过结温判断就有些不合适了吧! 芯片描述的操作温度如果是说芯片的周围环境温度,例如当时气温是30℃,这样是比较好理解.我个人比较同意芯片表面温度不超过最大工作温度.表面温度不等于工作温度也看起来是合理的. 芯片的结温计算:不加散热器的情况下,是否就是Tc(表面温度)+芯片Rja(热阻)*芯片的功耗,还是芯片的Ta(环境温度,例如当时的气温)+芯片Rja(热阻)*芯片功耗 IC封装的热特性摘要：IC封装的热特性对于IC应用的性能和可靠性来说是非常关键的。本文描述了标准封装的热特性：热阻(用“theta”或Θ表示)，ΘJA、ΘJC、ΘCA，并提供了热计算、热参考等热管理技术的详细信息。引言为确保产品的高可靠性，在选择IC封装时应考虑其热管理指标。所有IC在有功耗时都会发热，为了保证器件的结温低于最大允许温度，经由封装进行的从IC 到周围环境的有效散热十分重要。本文有助于设计人员和客户理解IC热管理的基本概念。在讨论封装的热传导能力时，会从热阻和各“theta”值代表的含义入手，定义热特性的重要参数。本文还提供了热计算公式和数据，以便能够得到正确的结(管芯)温度、管壳(封装)温度和电路板温度。热阻的重要性半导体热管理技术涉及到热阻，热阻是描述物质热传导特性的一个重要指标。计算时，热阻用“Theta”表示，是由希腊语中“热”的拼写“thermos”衍生而来。热阻对我们来说特别重要。

电子封装技术发展现状及趋势

电子封装技术发展现状及趋势摘要电子封装技术是系统封装技术的重要内容，是系统封装技术的重要技术基础。它要求在最小影响电子芯片电气性能的同时对这些芯片提供保护、供电、冷却、并提供外部世界的电气与机械联系等。本文将从发展现状和未来发展趋势两个方面对当前电子封装技术加以阐述，使大家对封装技术的重要性及其意义有大致的了解。引言集成电路芯片一旦设计出来就包含了设计者所设计的一切功能，而不合适的封装会使其性能下降，除此之外，经过良好封装的集成电路芯片有许多好处，比如可对集成电路芯片加以保护、容易进行性能测试、容易传输、容易检修等。因此对各类集成电路芯片来说封装是必不可少的。现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代，芯片特征尺寸不断缩小，必然会促使集成电路的功能向着更高更强的方向发展，这就使得电子封装的设计和制造技术不断向前发展。近年来，封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一，各种封装方法层出不穷，实现了更高层次的封装集成。本文正是要从封装角度来介绍当前电子技术发展现状及趋势。

正文近年来，我国的封装产业在不断地发展。一方面，境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国，拉动了封装产业规模的迅速扩大；另一方面，国内芯片制造规模的不断扩大，也极大地推动封装产业的高速成长。但虽然如此，IC的产业规模与市场规模之比始终未超过20%，依旧是主要依靠进口来满足国内需求。因此，只有掌握先进的技术，不断扩大产业规模，将国内IC产业国际化、品牌化，才能使我国的IC产业逐渐走到世界前列。新型封装材料与技术推动封装发展，其重点直接放在削减生产供应链的成本方面，创新性封装设计和制作技术的研发倍受关注，WLP 设计与TSV技术以及多芯片和芯片堆叠领域的新技术、关键技术产业化开发呈井喷式增长态势，推动高密度封测产业以前所未有的速度向着更长远的目标发展。大体上说，电子封装表现出以下几种发展趋势：（1）电子封装将由有封装向少封装和无封装方向发展；（2）芯片直接贴装（DAC）技术，特别是其中的倒装焊（FCB）技术将成为电子封装的主流形式；（3）三维（3D）封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径；（4）无源元件将逐步走向集成化；（5）系统级封装（SOP或SIP）将成为新世纪重点发展的微电子封装技术。一种典型的SOP——单级集成模块（SLIM）正被大力研发；（6）圆片级封装（WLP）技术将高速发展；（7）微电子机械系统（MEMS）和微光机电系统（MOEMS）正方兴未艾，它们都是微电子技术的拓展与延伸，是集成电子技术与精密

常见芯片封装类型的汇总

常见芯片封装类型的汇总芯片封装，简单点来讲就是把制造厂生产出来的集成电路裸片放到一块起承载作用的基板上，再把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。它可以起到保护芯片的作用，相当于是芯片的外壳，不仅能固定、密封芯片，还能增强其电热性能。所以，封装对CPU和其他大规模集成电路起着非常重要的作用。今天，与非网小编来介绍一下几种常见的芯片封装类型。 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。DIP封装结构形式有多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP （含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。 DIP是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC，存储器和微机电路等。 DIP封装特点：适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。最早的4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封装，通过其上的两排引脚可插到主板上的插槽或焊接在主板上。在内存颗粒直接插在主板上的时代，DIP 封装形式曾经十分流行。DIP还有一种派生方式SDIP（Shrink DIP,紧缩双入线封装），它比DIP的针脚密度要高六倍。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

(完整版)元器件封装大全

元器件封装大全 A. 名称Axial 描述轴状的封装名称 AGP （Accelerate Graphical Port）描述加速图形接口名称 AMR (Audio/MODEM Riser) 描述声音/调制解调器插卡 B. 名称 BGA （Ball Grid Array）描述球形触点阵列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按阵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。也称为凸点阵列载体(PAC) 名称 BQFP (quad flat package with bumper) 描述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 (缓冲垫)以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。 C．陶瓷片式载体封装名称 C－ (ceramic) 描述表示陶瓷封装的记号。例如，CDIP 表示的是陶瓷 DIP。名称C-BEND LEAD 描述名称CDFP 描述

名称Cerdip 描述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。名称CERAMIC CASE 描述名称 CERQUAD (Ceramic Quad Flat Pack) 描述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 的功率名称CFP127 描述名称 CGA (Column Grid Array)描述圆柱栅格阵列，又称柱栅阵列封装名称 CCGA (Ceramic Column Grid Array) 描述陶瓷圆柱栅格阵列名称CNR 描述CNR是继AMR之后作为INTEL的标准扩展接口名称CLCC 描述带引脚的陶瓷芯片载体，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.

晶圆级封装产业

晶圆级封装产业(WLP) 晶圆级封装产业(WLP),晶圆级封装产业(WLP)是什么意思一、晶圆级封装(Wafer Level Packaging)简介晶圆级封装(WLP，Wafer Level Package) 的一般定义为直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装测试程序，之后再进行切割(singulation)制成单颗组件。而重新分配(redistribution)与凸块(bumping)技术为其I/O绕线的一般选择。WLP 一、晶圆级封装(Wafer Level Packaging)简介晶圆级封装(WLP，Wafer Level Package) 的一般定义为直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装测试程序，之后再进行切割(singulation)制成单颗组件。而重新分配(redistribution)与凸块(bumping)技术为其I/O绕线的一般选择。WLP封装具有较小封装尺寸(CSP)与较佳电性表现的优势，目前多用于低脚数消费性IC的封装应用(轻薄短小)。晶圆级封装(WLP)简介常见的WLP封装绕线方式如下：1. Redistribution (Thin film), 2. Encapsulated Glass substrate, 3. Gold stud/Copper post, 4. Flex Tape等。此外，传统的WLP封装多采用Fan-in 型态，但是伴随IC信号输出pin 数目增加，对ball pitch的要求趋于严格，加上部分组件对于封装后尺寸以及信号输出脚位位置的调整需求，因此变化衍生出Fan-out 与Fan-in + Fan-out 等各式新型WLP封装型态，其制程概念甚至跳脱传统WLP 封装，目前德商英飞凌与台商育霈均已经发展相关技术。二、WLP的主要应用领域整体而言，WLP的主要应用范围为Analog IC(累比IC)、PA/RF(手机放大器与前端模块)与CIS(CMOS Ima ge Sensor)等各式半导体产品，其需求主要来自于可携式产品(iPod, iPhone)对轻薄短小的特性需求，而部分NOR Flash/SRAM也采用WLP封装。此外，基于电气性能考虑，DDR III考虑采用WLP或FC封装，惟目前JEDEC仍未制定最终规格(注：至目前为止，Hynix, Samsung与Elpida已发表DDR III产品仍采F BGA封装)，至于SiP应用则属于长期发展目标。此外，采用塑料封装型态(如PBGA)因其molding compo und 会对MEMS组件的可动部份与光学传感器(optical sensors)造成损害，因此MEMS组件也多采用WLP

集成电路使用常识

集成电路使用常识费仲兴编译前言在多年的半导体器件的推广应用中了解到，很多整机厂的技术人员并不太了解集成电路使用的必要常识，即使是对于我公司的技术人员来说，关于这方面知识的掌握也不够全面，因此有必要把有关这方面的材料编译出来，供大家参考。本材料主要根据日本东芝公司、三洋公司双极集成电路手册中的有关内容编译而成，有些地方加进了一些个人的理解。一共包含了以下三个方面的内容，一是有关集成电路最大额定值的物理意义以及和产品性能的关系；二是整机设计中功率集成电路的热设计方法；三是集成电路使用中的注意事项。其中最大额定值中的各种使用条件和环境温度的相互关系、关系集成电路功耗等的考虑方法还是值得参考的。一、最大额定值 1、最大额定值的必要性和意义根据半导体物理理论，半导体器件中载流子密度和温度成指数关系，因此温度对集成电路性能影响很大。如果在集成电路内部器件的PN结上施加上足够的电压，载流子就会得到附加的能量，引起雪崩倍增，反向电流迅速增大，这时往往会发生击穿现象。电流所引起的变化不像电压所引起的变化那样剧烈，但它会使半导体元件的性能缓慢地劣化，逐步地失去功能。此外，流过PN结的电流和施加电压的乘积变为功耗，引起温升，如果温度过高，也会引起热破坏。因此，温度、电压、电流和功耗就成为限制集成电路工作的四大因素。据于上述理由，集成电路制造厂家往往对施加在集成电路上的电压、电流、功耗和温度规定最大容许值，要求用户遵照执行，这就是通常所说的最大额定值。究竟什么是最大额定值，日本JIS7030（日本工业标准晶体管试验方法）中是这样定义的：关于集成电路的最大额定值，JIS中没有明确定义过，但只要把上述定义中的晶体管换成集成电路的话，就成为集成电路最大额定值的定义。集成电路最大额定值，就是为了保证集成电路的寿命和可靠性不可超越的额定值。这些额定值受结构材料、设计和生产条件等限制，因集成电路的种类不同其数值也不同。如果采用绝对最大额定值的概念，可以作如下表述。所谓绝对最大额定值，就是在工作中即使瞬间也不能超过的值，如果定有两个以上项目的最大额定值时，其中的任何一个项目也不容许超过。此外，最大额定值的大小不仅决定于半导体芯片内部的特征，同时还要考虑芯片以外的结构材料，如封装树指、芯片焊料等材料的特征。超过最大额定值使用时，有时会不回复其特性。此外，应在设计时考虑电压的变化、零件特性的元件误差、环境温度的变化及输入信号的变化等，避免超过最大额定值中的任何一项。 2、电压的最大额定值集成电路内部有许多PN结，当PN结上施加的电压一高，PN结空间电荷区内形成高电场强度，由于载流子的倍增作用，会引起电子雪崩，如果没有足够大的限流电阻，就会引起PN结的损坏。

【CN109946578A】一种基于磁纳米粒子的IGBT结温测量方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910127850.0 (22)申请日 2019.02.20 (71)申请人华中科技大学地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人刘文中　凌子文　杜中州　皮仕强　 (74)专利代理机构华中科技大学专利中心 42201 代理人李智　曹葆青 (51)Int.Cl. G01R 31/26(2014.01) (54)发明名称一种基于磁纳米粒子的IGBT结温测量方法 (57)摘要本发明公开了一种基于磁纳米粒子的IGBT 结温测量方法，包括：将磁纳米粒子布置在IGBT 芯片外壳背部的中心区域，构建IGBT结、IGBT芯片外壳与工作环境的二阶传热模型；构建均匀的交流激励磁场，将带有磁纳米粒子的IGBT芯片放置于所述磁场后，提取磁纳米粒子响应信号的一次谐波幅值；根据一次谐波幅值，计算IGBT芯片外壳背部温度；根据IGBT芯片外壳背部温度、工作环境温度和二阶传热模型，计算IGBT结温。本发明使磁纳米粒子接近IGBT结处，提高IGBT结温测量的精度；利用磁纳米粒子磁化强度的温度敏感特性，测量磁纳米粒子交流磁化强度的一次谐波幅值，得到外壳背部温度，无需破坏IGBT芯片的现有封装，实现非侵入式温度测量；通过二阶热容热阻传热模型，实现IGBT结温的实时测量。权利要求书2页说明书7页附图5页CN 109946578 A 2019.06.28 C N 109946578 A

1.一种基于磁纳米粒子的IGBT结温测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1.将磁纳米粒子布置在IGBT芯片外壳背部的中心区域，构建IGBT结、IGBT芯片外壳与工作环境的二阶传热模型； S2.构建均匀的交流激励磁场，将带有磁纳米粒子的IGBT芯片放置于所述磁场后，提取磁纳米粒子响应信号的一次谐波幅值； S3.根据提取到的一次谐波幅值，计算IGBT芯片外壳背部温度； S4.根据计算得到的IGBT芯片外壳背部温度、工作环境温度和二阶传热模型，计算IGBT 结温。 2.如权利要求1所述的IGBT结温测量方法，其特征在于，所述磁纳米粒子的粒径为5～30nm。 3.如权利要求1所述的IGBT结温测量方法，其特征在于，IGBT芯片的传热模型看作R1和C1组成的一阶RC网络，散热片看作R2和C2构成的一阶RC网络，从而构建二阶传热模型。 4.如权利要求3所述的IGBT结温测量方法，其特征在于，所述二阶模型的状态方程为：其中，T j 为IGBT结温，T c 为外壳背部温度，T a 为工作环境温度，I为IGBT耗散功率，t为时间。 5.如权利要求3所述的IGBT结温测量方法，其特征在于，IGBT结温T j 的阶跃响应方程如下： IGBT芯片外壳背部温度T c 的阶跃响应方程如下：权　利　要　求　书1/2页2CN 109946578 A

IC的常见封装形式

IC的常见封装形式常见的封装材料有：塑料、陶瓷、玻璃、金属等，现在基本采用塑料封装。按封装形式分：普通双列直插式，普通单列直插式，小型双列扁平，小型四列扁平，圆形金属，体积较大的厚膜电路等。按封装体积大小排列分：最大为厚膜电路，其次分别为双列直插式，单列直插式，金属封装、双列扁平、四列扁平为最小。封装的历程变化：TO－>DIP－>PLCC－>QFP－>BGA －>CSP 1、DIP(DualIn－line Package)双列直插式封装 D—dual两侧双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出 2、SIP(single in-line package)单列直插式封装引脚从封装一个侧面引出，排列成一条直线。当装配到印刷基板上时封装呈侧立状 3、SOP(Small Out-Line Package) 小外形封装双列表面安装式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） 4、PQFP（Plastic Quad Flat Package）塑料方型扁平式封装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。适用于高频线路，一般采用SMT技术应用在PCB板上安装

5、BQFP(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 6、QFN(quad flat non-leaded package)四侧无引脚扁平封装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。但是，当印刷基板与封装之间产生应力时，在电极接触处就不能得到缓解。因此电极触点难于作到QFP 的引脚那样多，一般从14 到100 左右。材料有陶瓷和塑料两种。当有LCC 标记时基本上都是陶瓷QFN 7、PGA(Pin Grid Array Package)插针网格阵列封装插装型封装之一，其底面的垂直引脚呈阵列状排列，一般要通过插座与PCB板连接。引脚中心距通常为2.54mm，引脚数从64 到447 左右。 8、BGA(Ball Grid Array Package)球栅阵列封装其底面按阵列方式制作出球形凸点用以代替引脚。适应频率超过100MHz，I/O 引脚数大于208 Pin。电热性能好，信号传输延迟小，可靠性高。

光刻和晶圆级键合技术在3D互连中的研究

光刻和晶圆级键合技术在3D互连中的研究作者：Margarete Zoberbier、Erwin Hell、Kathy Cook、Marc Hennemayer、Dr.-Ing. Barbara Neuber t，SUSS MicroTec 日益增长的消费类电子产品市场正在推动当今半导体技术的不断创新发展。各种应用对增加集成度、降低功耗和减小外形因数的要求不断提高，促使众多结合了不同技术的新结构应运而生，从而又催生出诸多不同的封装方法，因此可在最小的空间内封装最多的功能。正因如此，三维集成被认为是下一代的封装方案。本文将探讨与三维互连技术相关的一些光刻挑战。还将讨论三维封装使用的晶圆键合技术、所面临的各种挑战、有效的解决方案及未来发展趋势。多种多样的三维封装技术为了适应更小引脚、更短互连和更高性能的要求，目前已开发出系统封装（SiP）、系统芯片（SoC）和封装系统（SoP）等许多不同的三维封装方案。SiP即“单封装系统”，它是在一个IC封装中装有多个引线键合或倒装芯片的多功能系统或子系统。无源元件、SAW/BA W滤波器、预封装IC、接头和微机械部件等其他元件都安装在母板上。这一技术造就了一种外形因数相对较小的堆叠式芯片封装方案。 SoC可以将所有不同的功能块，如处理器、嵌入式存储器、逻辑心和模拟电路等以单片集成的方式装在一起。在一块半导体芯片上集成系统设计需要这些功能块来实现。通常，So C设计与之所取代的多芯片系统相比，它的功耗更小，成本更低，可靠性更高。而且由于系统中需要的封装更少，因而组装成本也会有所降低。 SoP采用穿透通孔和高密度布线以实现更高的小型化。它是一种将整个系统安装在一个芯片尺寸封装上的新兴的微电子技术。过去，“系统”往往是一些容纳了数百个元件的笨重的盒子，而SoP可以将系统的计算、通信和消费电子功能全部在一块芯片上完成，从而节约了互连时间，减少了热量的产生。最近穿透硅通孔（TSV）得到迅速发展，已成为三维集成和晶圆级封装（WLP）的关键技术之一。三维TSV已显现出有朝一日取代引线键合技术的潜力，因此它可以使封装尺寸进

晶圆级封装WLP优势

晶圆级封装W L P优势 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

晶圆级封装（WLP）优势晶圆级封装（WLP）以BGA技术为基础，是一种经过改进和提高的CSP(芯片级封装)，充分体现了BGA、CSP的技术优势。它具有许多独特的优点。晶圆级封装（Wafer Level Package，WLP）采用传统的IC工艺一次性完成后道几乎所有的步骤，包括装片、电连接、封装、测试、老化，所有过程均在晶圆加工过程中完成，之后再划片，划完的单个芯片即是已经封装好的成品；然后利用该芯片成品上的焊球阵列，倒装焊到PCB板上实现组装。WLP的封装面积与芯片面积比为1：1，而且标准工艺封装成本低，便于晶圆级测试和老化。晶圆级封装以BGA技术为基础，是一种经过改进和提高的CSP，充分体现了BGA、CSP的技术优势。它具有许多独特的优点：（1）封装加工效率高，它以晶圆形式的批量生产工艺进行制造；（2）具有倒装芯片封装的优点，即轻、薄、短、小；图5 WLP的尺寸优势（3）晶圆级封装生产设施费用低，可充分利用晶圆的制造设备，无须投资另建封装生产线；（4）晶圆级封装的芯片设计和封装设计可以统一考虑、同时进行，这将提高设计效率，减少设计费用；（5）晶圆级封装从芯片制造、封装到产品发往用户的整个过程中，中间环节大大减少，周期缩短很多，这必将导致成本的降低；

（6）晶圆级封装的成本与每个晶圆上的芯片数量密切相关，晶圆上的芯片数越多，晶圆级封装的成本也越低。晶圆级封装是尺寸最小的低成本封装。晶圆级封装技术是真正意义上的批量生产芯片封装技术。 WLP的优势在于它是一种适用于更小型集成电路的芯片级封装（CSP）技术，由于在晶圆级采用并行封装和电子测试技术，在提高产量的同时显著减少芯片面积。由于在晶圆级采用并行操作进行芯片连接，因此可以大大降低每个I/O 的成本。此外，采用简化的晶圆级测试程序将会进一步降低成本。利用晶圆级封装可以在晶圆级实现芯片的封装与测试。

芯片工作温度与表面温度

芯片工作温度与表面温度例如:一款芯片操作温度是0-70℃,表面温度已经达到85℃是否可以正常工作.表面温度与操作温度的关系,测试环境温度是35℃,温升50℃正常.如果不考虑芯片结温,怎证明温度达到85摄氏度不合理呢?是不是芯片的表面温度要控制在70℃一下呢? 我一直比较困惑,如芯片分为很多等级,例如一款芯片工作温度是这样的:民用级:0℃ to 80℃工业级 -40℃ to 80℃军品级 -40℃ to 125℃所有的芯片结温最大都是150℃.单通过结温判断就有些不合适了吧! 芯片描述的操作温度如果是说芯片的周围环境温度,例如当时气温是30℃,这样是比较好理解.我个人比较同意芯片表面温度不超过最大工作温度.表面温度不等于工作温度也看起来是合理的. 芯片的结温计算:不加散热器的情况下,是否就是Tc(表面温度)+芯片Rja(热阻)*芯片的功耗,还是芯片的Ta(环境温度,例如当时的气温)+芯片Rja(热阻)*芯片功耗? IC封装的热特性摘要：IC封装的热特性对于IC应用的性能和可靠性来说是非常关键的。本文描述了标准封装的热特性：热阻(用“theta”或Θ表示)，ΘJA、ΘJC、ΘCA，并提供了热计算、热参考等热管理技术的详细信息。引言为确保产品的高可靠性，在选择IC封装时应考虑其热管理指标。所有IC在有功耗时都会发热，为了保证器件的结温低于最大允许温度，经由封装进行的从IC 到周围环境的有效散热十分重要。本文有助于设计人员和客户理解IC热管理的基本概念。在讨论封装的热传导能力时，会从热阻和各“theta”值代表的含义入手，定义热特性的重要参数。本文还提供了热计算公式和数据，以便能够得到正确的结(管芯)温度、管壳(封装)温度和电路板温度。热阻的重要性半导体热管理技术涉及到热阻，热阻是描述物质热传导特性的一个重要指标。计算时，热阻用“Theta”表示，是由希腊语中“热”的拼写“thermos”衍生而来。热阻对我们来说特别重要。

芯片封装工艺及设备

《微电子封装技术》复习提纲第一章绪论 ●微电子封装技术的发展特点是什么？发展趋势怎样？（P8、P9）特点：微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展，引脚由四边引出向面阵排列发展微电子封装向表面安装式封装（SMP）发展，以适合表面安装技术（SMT）从陶瓷封装向塑料封装发展从注重发展IC芯片向先发展后道封装再发展芯片转移发展趋势：微电子封装具有的I/O引脚数更多微电子封装应具有更高的电性能和热性能微电子封装将更轻，更薄，更小微电子封装将便于安装、使用和返修微电子安装的可靠性会更高微电子封装的性能价格比会更高，而成本却更低，达到物美价廉 ●微电子封装可以分为哪三个层次（级别）？并简单说明其内容。（P7）用封装外壳将芯片封装成单芯片组件和多芯片组件的一级封装，将一级封装和其他元器件一同组装到印刷电路板上的二级封装以及再将二级封装插装到母版上的三级封装硅圆片和芯片虽然不作为一个封装层次，但却是微电子封装的出发点和核心。在IC芯片与各级封装之间，必须通过互连技术将IC芯片焊区与各级封装的焊区连接起来形成功能，也有的将这种芯片互连级称为芯片的零级封装 ●微电子封装有哪些功能？（P19）电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑、环境保护 ●芯片粘接方法分为哪几类？粘接的介质有何不同（成分）？（P12） Au-Si合金共熔法(共晶型) Pb-Sn合金片焊接法(点锡型) 导电胶粘接法(点浆型)；环氧树脂有机树脂基粘接法(点胶型)；高分子化合物 ●简述共晶型芯片固晶机（粘片机）主要组成部分及其功能。 1 机械传动系统 2 运动控制系统 3 图像识别（PR）系统 4 气动/真空系统 5 温控系统机械系统 ?目标：芯片+框架 ?组成部分： ? 1 框架供送部分进料（框架分离）、送料、出料 ? 2 芯片供送部分 ?目标：

芯片封装形式

芯片封装形式芯片封装形式主要以下几种：DIP，TSOP，PQFP，BGA，CLCC，LQFP，SMD，PGA，MCM，PLCC等。 DIP DIP封装（Dual In-line Package），也叫双列直插式封装技术，双入线封装，DRAM的一种元件封装形式。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均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100。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，以免损坏管脚。DIP封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。 DIP封装具有以下特点： ?适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。 ?芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。 ?最早的4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封装，通过其上的两排引脚可插到主板上的插槽或焊接在主板上。 ?在内存颗粒直接插在主板上的时代，DIP 封装形式曾经十分流行。DIP还有一种派生方式SDIP（Shrink DIP,紧缩双入线封装），它比DIP的针脚密度要高6六倍。 DIP还是拨码开关的简称，其电气特性为 ●电器寿命:每个开关在电压24VDC与电流25mA之下测试,可来回拨动2000次； ●开关不常切换的额定电流:100mA,耐压50VDC ； ●开关经常切换的额定电流:25mA,耐压24VDC ； ●接触阻抗:(a)初始值最大50mΩ；(b)测试后最大值100mΩ； ●绝缘阻抗:最小100mΩ,500VDC ； ●耐压强度:500VAC/1分钟； ●极际电容:最大5pF ； ●回路:单接点单选择:DS(S),DP(L) 。 TSOP 到了上个世纪80年代，内存第二代的封装技术TSOP出现，得到了业界广泛的认可，时至今日仍旧是内存封装的主流技术。TSOP是“Thin Small Outline Package”的缩写，意思是薄型小尺寸封装。TSOP内存是在芯片的周围做出引脚，采用SMT技术（表面安装技术）直接附着在PCB板的表面。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。同时TSOP封装具有成品率高，价格便宜等优点，因此得到了极为广泛的应用。 TSOP封装方式中，内存芯片是通过芯片引脚焊接在PCB板上的，焊点和PCB板的接触面积较小，使得芯片向PCB办传热就相对困难。而且TSOP封装方式的内存在超过150MHz 后，会产品较大的信号干扰和电磁干扰。 PQFP PQFP： (Plastic Quad Flat Package，塑料方块平面封装)一种芯片封装形式。 BGA BGA封装内存 BGA封装(Ball Grid Array Package)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

晶圆级封装(WLP)优势

（6）晶圆级封装的成本与每个晶圆上的芯片数量密切相关，晶圆上的芯片数越多，晶圆级封装的成本也越低。晶圆级封装是尺寸最小的低成本封装。晶圆级封装技术是真正意义上的批量生产芯片封装技术。 WLP的优势在于它是一种适用于更小型集成电路的芯片级封装（CSP）技术，由于在晶圆级采用并行封装和电子测试技术，在提高产量的同时显著减少芯片面积。由于在晶圆级采用并行操作进行芯片连接，因此可以大大降低每个I/O的成本。此外，采用简化的晶圆级测试程序将会进一步降低成本。利用晶圆级封装可以在晶圆级实现芯片的封装与测试。（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

LED结温热阻计算方法详解

LED结温热阻计算方法详解. Ta: 环境温度Rsa：铝基散热装置的热阻、散热器与环境间的热阻 Ts: 散热装置的温度. Rms：铝基板到铝散热装置的热阻 Tm: 铝基板的温度. Rcm：引脚到铝基板的热阻 Tc: 引脚的温度. Rjc：PN结到引脚的热阻、结壳间的热阻 Rja：PN结点到环境的热阻 Tj：晶体管的结温、芯片PN结最大能承受之温度( 100-130℃) P表示功耗 Rcs表示晶体管外壳与散热器间的热阻， L50: LED光源亮度降至50%的寿命 L70: LED光源亮度降至70%的寿命结温计算的过程： 1.热阻与温度、功耗之间的关系为： Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)=Tj-P*Rja， 2.当功率晶体管的散热片足够大而且接触足够良好时，壳温Tc=Ta 晶体管外壳与环境间的热阻Rca=Rcs+Rsa=0。此时Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)演化成公式 Ta=Tc=Tj-P*Rjc。厂家规格书一般会给出，最大允许功耗Pcm、Rjc及(或) Rja等参数。一般Pcm 是指在Tc=25℃或Ta=25℃时的最大允许功耗。当使用温度大于25℃时，会有一个降额指标。 3.以ON公司的为例三级管2N5551举个实例： 1)2N5551规格书中给出壳温Tc=25℃时的最大允许功耗是1.5W，Rjc是83.3度/W。 2)代入公式Tc=Tj- P*Rjc有：25=Tj-1.5*83.3可以从中推出最大允许结温Tj为150度。一般芯片最大允许结温是确定的。所以，2N5551的允许壳温与允许功耗之间的关系为： Tc=150-P*83.3。 3)比如，假设管子的功耗为1W，那么，允许的壳温Tc=150-1*83.3=66.7度。 4)注意，此管子Tc =25℃时的最大允许功耗是1.5W，如果壳温高于25℃,功率就要降额使用。规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度）。 5)我们可以用公式来验证这个结论。假设壳温为Tc，那么，功率降额为0.012*(Tc-25)。则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25)。把此时的条件代入公式Tc=Tj- P*Rjc得出： Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))*83.3，公式成立。 4.一般情况下没办法测Tj，可以经过测Tc的方法来估算Tj。公式变为： Tj=Tc+P*Rjc

芯片常用封装及尺寸说明

A、常用芯片封装介绍来源：互联网作者：关键字：芯片封装 1、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。封装本体也可做得比 QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如，引脚中心距为 1.5mm 的360 引脚 BGA 仅为31mm 见方;而引脚中心距为0.5mm 的304 引脚 QFP 为 40mm 见方。而且 BGA 不用担心 QFP 那样的引脚变形问题。该封装是美国 Motorola 公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在美国有可能在个人计算机中普及。最初，BGA 的引脚(凸点)中心距为 1.5mm，引脚数为225。现在也有一些 LSI 厂家正在开发500 引脚的 BGA。 BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为，由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。美国 Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为 OMPAC，而把灌封方法密封的封装称为 GPAC(见 OMPAC 和 GPAC)。 2、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(见 QFP)。

IC封装的热特性-热阻

IC封装的热特性摘要：IC封装的热特性对于IC应用的性能和可靠性来说是非常关键的。本文描述了标准封装的热特性：热阻(用“theta”或Θ表示)，ΘJA、ΘJC、ΘCA，并提供了热计算、热参考等热管理技术的详细信息。引言为确保产品的高可靠性，在选择IC封装时应考虑其热管理指标。所有IC在有功耗时都会发热，为了保证器件的结温低于最大允许温度，经由封装进行的从IC到周围环境的有效散热十分重要。本文有助于设计人员和客户理解IC热管理的基本概念。在讨论封装的热传导能力时，会从热阻和各―theta‖值代表的含义入手，定义热特性的重要参数。本文还提供了热计算公式和数据，以便能够得到正确的结(管芯)温度、管壳(封装)温度和电路板温度。结温-PN结度热阻的重要性半导体热管理技术涉及到热阻，热阻是描述物质热传导特性的一个重要指标。计算时，热阻用―Theta‖表示，是由希腊语中―热‖的拼写―thermos‖衍生而来。热阻对我们来说特别重要。 IC封装的热阻是衡量封装将管芯产生的热量传导至电路板或周围环境的能力的一个标准。给出不同两点的温度，则从其中一点到另外一点的热流量大小完全由热阻决定。如果已知一个IC封装的热阻，则根据给出的功耗和参考温度即可算出IC的结温。 Maxim网站(制造商、布线、产品、QA/可靠性、采购信息)中给出了常用的IC热阻值。定义以下章节给出了Theta (Θ)、Psi (Ψ)的定义，这些标准参数用来表示IC封装的热特性。 ΘJA是结到周围环境的热阻，单位是°C/W。周围环境通常被看作热―地‖点。ΘJA取决于IC封装、电路板、空气流通、辐射和系统特性，通常辐射的影响可以忽略。ΘJA专指自然条件下(没有加通风措施)的数值。 ΘJC是结到管壳的热阻，管壳可以看作是封装外表面的一个特定点。ΘJC取决于封装材料(引线框架、模塑材料、管芯粘接材料)和特定的封装设计(管芯厚度、裸焊盘、内部散热过孔、所用金属材料的热传导率)。对带有引脚的封装来说，ΘJC在管壳上的参考点位于塑料外壳延伸出来的1管脚，在标准的塑料封装中，ΘJC的测量位置在1管脚处。对于带有裸焊盘的封装，ΘJC的测量位置在裸焊盘表面的中心点。ΘJC的测量是通过将封装直接放置于一个―无限吸热‖的装置上进行的，该装置通常是一个液冷却的铜片，能够在无热阻的情况下吸收任意多少的热量。这种测量方法设定从管芯到封装表面的热传递全部由传导的方式进行。注意ΘJC表示的仅仅是散热通路到封装表面的电阻，因此ΘJC总是小于ΘJA。ΘJC表示是特定的、通过传导方式进行热传递的散热通路的热阻，而ΘJA则表示的是通过传导、对流、辐射等方式进行热传递的散热通路的热阻。 ΘCA是指从管壳到周围环境的热阻。ΘCA包括从封装外表面到周围环境的所有散热通路的热阻。根据上面给出的定义，我们可以知道： ΘJA= ΘJC+ ΘCA ΘJB是指从结到电路板的热阻，它对结到电路板的热通路进行了量化。通常ΘJB的测量位置在电路板上靠近封装的1管脚处(与封装边沿的距离小于1mm)。ΘJB包括来自两个方面的热阻：从IC的结到封装底部参考点的热阻，以及贯穿封装底部的电路板的热阻。测量ΘJB时，首先阻断封装表面的热对流，并且在电路板距封装位置较远的一侧安装一个散热片。如下图1所示：