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3D封裝封裝技術(shù)中有哪三種常見(jiàn)的技術(shù)路徑?詳解文

合明科技 ?? 3155 Tags:MEMS封裝技術(shù)TSV技術(shù)PoP

半導(dǎo)體產(chǎn)品在由二維向三維發(fā)展,從技術(shù)發(fā)展方向半導(dǎo)體產(chǎn)品出現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)等新的封裝方式,從技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法出現(xiàn)了倒裝(FlipChip),凸塊(Bumping),晶圓級(jí)封裝(Waferlevelpackage),2.5D封裝(interposer,RDL等),3D封裝(TSV)等先進(jìn)封裝技術(shù)。

3D封裝:TSV,PoP和MEMS

1.TSV(Through-siliconvia,硅通孔):Bump和RDL會(huì)占用芯片接合到基板上的平面面積,TSV可以將芯片堆疊起來(lái)使三維空間被利用起來(lái)。更重要的是,堆疊技術(shù)改善了多芯片連接時(shí)的電學(xué)性質(zhì)。引線鍵合可以被用于堆疊技術(shù),但TSV吸引力更大。TSV實(shí)現(xiàn)了貫穿整個(gè)芯片厚度的電氣連接,更開(kāi)辟了芯片上下表面之間的最短通路。芯片之間連接的長(zhǎng)度變短也意味著更低的功耗和更大的帶寬。TSV技術(shù)最早在CMOS圖像傳感器中被應(yīng)用,未來(lái)在FPGA、存儲(chǔ)器、傳感器等領(lǐng)域都將被應(yīng)用。根據(jù)Yole預(yù)測(cè),2016~2021年,應(yīng)用TSV技術(shù)的晶圓數(shù)量將以10%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。3D存儲(chǔ)芯片封裝也會(huì)在將來(lái)大量的用到TSV。

2.3DIC和TSV技術(shù)演進(jìn)路徑

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3.TSV技術(shù)示意圖

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4.PoP(PackageonPackage,堆疊封裝):PoP是一種將分離的邏輯和存儲(chǔ)BGA(Ballgridarray,球狀引腳柵格陣列)包在垂直方向上結(jié)合起來(lái)的封裝技術(shù)。在這種結(jié)構(gòu)中,兩層以上的封裝單元自下而上堆疊在一起,中間留有介質(zhì)層來(lái)傳輸信號(hào)。PoP技術(shù)增大了器件的集成密度,底層的封裝單元直接與PCB板接觸。傳統(tǒng)的PoP是基于基板的堆疊,隨著存儲(chǔ)器對(duì)高帶寬的需求,球間間隔要求更小,未來(lái)將會(huì)與FOWLP技術(shù)相結(jié)合,做基于芯片的堆疊。

5.MEMS封裝:微機(jī)電系統(tǒng)在近些年應(yīng)用越來(lái)越廣泛,隨著傳感器、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的大規(guī)模落地,MEMS封裝也備受關(guān)注。MEMS的封裝不同與集成電路封裝,分為芯片級(jí)、模組級(jí)、卡級(jí)、板級(jí)、門級(jí)等多元垂直分級(jí)封裝,設(shè)計(jì)時(shí)也需考慮不同模組間的相互影響。目前MEMS封裝市場(chǎng)規(guī)模在27億美元左右,2016~2020年間將會(huì)維持16.7%的年復(fù)合增長(zhǎng)率高速增長(zhǎng)。其中RFMEMS封裝市場(chǎng)是主要驅(qū)動(dòng),2016~2020年間,年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)35.1%。
6.MEMS封裝技術(shù)示意圖

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在整個(gè)MEMS生態(tài)系統(tǒng)中,MEMS封裝發(fā)展迅速,晶圓級(jí)和3D集成越來(lái)越重要。主要的趨勢(shì)是為低溫晶圓鍵合等單芯片集成開(kāi)發(fā)出與CMOS兼容的MEMS制造工藝。另一個(gè)新趨勢(shì)是裸片疊層應(yīng)用于低成本無(wú)鉛半導(dǎo)體封裝,這種技術(shù)可為量產(chǎn)帶來(lái)更低的成本和更小的引腳封裝。但是,MEMS器件的CMOS和3D集成給建模、測(cè)試和可靠性帶來(lái)挑戰(zhàn)。

7.先進(jìn)芯片封裝清洗:

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等,這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù),滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求,打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。

 



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