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半导体与集成电路论文

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半导体与集成电路论文

集成电路芯片封装技术浅谈 自从美国Intel公司1971年设计制造出4位微处a理器芯片以来,在20多年时间内,CPU从Intel4004、80286、80386、80486发展到Pentium和PentiumⅡ,数位从4位、8位、16位、32位发展到64位;主频从几兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到500万个以上;半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI达到 ULSI。封装的输入/输出(I/O)引脚从几十根,逐渐增加到几百根,下世纪初可能达2千根。这一切真是一个翻天覆地的变化。 对于CPU,读者已经很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装,知道的人未必很多。所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。 下面将对具体的封装形式作详细说明。 一、DIP封装 70年代流行的是双列直插封装,简称DIP(Dual In-line Package)。DIP封装结构具有以下特点: 1.适合PCB的穿孔安装; 2.比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 3.操作方便。 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),如图2所示。 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。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP)的CPU为例,其芯片面积/封装面积=3×3/×50=1:86,离1相差很远。不难看出,这种封装尺寸远比芯片大,说明封装效率很低,占去了很多有效安装面积。 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。 二、芯片载体封装 80年代出现了芯片载体封装,其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package),封装结构形式如图3、图4和图5所示。 以焊区中心距,208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例,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:,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 3.操作方便; 4.可靠性高。 在这期间,Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。 三、BGA封装 90年代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。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(Ball Grid Array Package)。如图6所示。 BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。其特点有: 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; 封装仍与QFP、PGA一样,占用基板面积过大; Intel公司对这种集成度很高(单芯片里达300万只以上晶体管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA,并在外壳上安装微型排风扇散热,从而达到电路的稳定可靠工作。 四、面向未来的新的封装技术 BGA封装比QFP先进,更比PGA好,但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。 Tessera公司在BGA基础上做了改进,研制出另一种称为μBGA的封装技术,按焊区中心距,芯片面积/封装面积的比为1:4,比BGA前进了一大步。 1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:的封装结构,其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说,单个IC芯片有多大,封装尺寸就有多大,从而诞生了一种新的封装形式,命名为芯片尺寸封装,简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封装具有以下特点: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题; 3.封装面积缩小到BGA的1/4至1/10,延迟时间缩小到极短。 曾有人想,当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时,能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(用LSI或IC)和专用集成电路芯片(ASIC)在高密度多层互联基板上用表面安装技术(SMT)组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM(Multi Chip Model)。它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有: 1.封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 2.缩小整机/组件封装尺寸和重量,一般体积减小1/4,重量减轻1/3; 3.可靠性大大提高。 随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用,人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法:把多种芯片的电路集成在一个大圆片上,从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级(wafer level)封装的变革,由此引出系统级芯片SOC(System On Chip)和电脑级芯片PCOC(PC On Chip)。 随着CPU和其他ULSI电路的进步,集成电路的封装形式也将有相应的发展,而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。

1947年罗斯威尔事件发生过后 美国科研砖家 提取了坠毁的外星飞船电路板 只研究明白外星飞行器集成电路板的千分之一 至此开启了人类电子科技时代

申请专利号85102328 专利申请日 名称半导体集成电路板的冷却设备 公开号85102328公开日 颁证日优先权申请日立制作所株式会社 地址日本东京都千代田区发明人大黑崇弘; 中岛忠克; 盐分∴行; 川村圭三; 佐藤元宏; 小林二三幸; 中山恒 国际申请国际公布专利代理机构中国专利代理有限公司 代理人肖春京 专利摘要用于给半导体集成电路板组装线路,提供冷量的冷却设备,通过薄型散热片部件传递热,这些薄型散热片借助于一个小间隙彼此相配合.每一个热导元件的底面跟薄型散热片组成一体.该底面面积比半导体集成电路板的背面表面积大.热导元件和半导体集成电路块彼此始终保持面接触,因而提高了冷却性能. 专利主权项用于给一个或几个半导体集成电路板的组装线路提供冷量的冷却设备,为了将安装在线路基片上的很多半导体集成电路板所产生的热传送到外壳,以便将此热量散发掉,该设备具有一些独立的热导元件,每个热导元件的一端跟一块半导体集成电路板的背面表面接触,另一端借助于一个小间隙跟外壳配合,此间隙处于热导元件的所述端与外壳之间。在热导元件和外壳之间装有弹性元件,其特征在于每一个热导元件包括一个底板部分,底板部分的底部表面跟半导体集成电路板的背面表面接触,而且底部表面面积比半导体集成电路板的背面表面面积大,还有很多第一组散热片,这些散热片跟底板部分成一体,并沿垂直于底部表面的方向延伸;在外壳上装有跟第一组散热片相配合的许多第二组散热片。

与集成电路有关的论文题目

你好。请给我你的邮箱,我可以发给你。论文题目:基于集成电路的调频电路设计还有其他的:关于单片机方面的几篇论文。

问题一:论文大摘要怎么写 番茄是巴彦淖尔市的支柱产业,番茄产业为该市的经济增长做出了贡献。而番茄的加工产业是整个番茄产业中举足骇重的一环。本文从番茄加工产业入手,立足于河套地区,分析河套地区番茄加工产业的现状,找出目前发展存在的不合理并给予合理的改正建议及措施。 问题二:《论文摘要怎么写例子》 论文一般应有摘要,有些为了国际交流,还有外文(多用英文)摘要。它是论文内容不加注释和评论的简短陈述。其他读者不阅读论文全文即能获得必要的信息。 摘要应包含以下内容:①从事这一研究的目的和重要性;②研究的主要内容,指明完成了哪些工作;③获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解;④结论或结果的意义。 论文摘要虽然要反映以上内容,但文字必须十分简炼,内容亦需充分概括,篇幅大小一般限制其字数不超过论文字数的5%。例如,对于6000字的一篇论文,其摘要一般不超出300字。 论文摘要不要列举例证,不讲研究过程,不用图表,不给化学结构式,也不要作自我评价。 [示例] 论文题目:天体对地球重力加速度的影响 论文摘要:地球重力加速度是一个极其重要的物理量,随着对重力加速度测量精度要求的日益提高,必须考虑天体对地球重力加速度的影响。本文介绍了天体(包含日、月及太阳系行星)对地球重力加速度影响的基本概念,推导了影响的计算公式,并经过误差分析,证明此公式的相对误差小于1×10-9,完全可满足现代精密重力加速度测量的要求。 撰写论文摘要的常见毛病,一是照搬论文正文中的小标题(目录)或论文结论部分的文字;二是内容不浓缩、不概括,文字篇幅过长。 [示例] 论文题目:集成电路热模拟模型和算法 论文提要:众所周知,半导体器件的各种特性参数都是温度的灵敏函数学[诸如ls(T),B(T),C1(T),Cp(T)……]。集成电路将大量元件集成在一块苡片上,电路工作时,元件功耗将产生热量,沿晶片向四周扩散。但是由于半导体片及基座材料具有热阻,因此芯片上各点温度不可能相同。特别对于功率集成电路,大功率元件区域将有较高温度所以在芯片上存在着不均匀的温度分布。 但是为了简化计算,一般在分析集成电路性能时,常常忽略这种温度差别,假定所有元件者处于同一温度下。例如通用的电路模拟程序--SPICE就是这样处理的。显然这一假定对集成电路带来计算误差。对于功率集成电路误差将更大。因此,如何计算集成电路芯片上的温度分布,如何计算元件温度不同时的电路特性,以及如何考虑芯片上热、电相互作用,这就是本文的目的。 本文介绍集成电路的热模拟模型,并将热路问题模拟成电路问题,然后用电路模拟程序求解芯片温度分由。这样做可以利用成熟的电路分析程序,使计算的速度和精度大为提高。作者根据这一模型和算法,编制了一个YM-LiN-3的FORTRAN程序,它可以确定芯片温度分布,也可发计算元件处于不同温度时的电路特性,该程序在微机IBM-PC上通过,得到满意结果。 上述论文提要字数近600,显然过长,只要认真加以修改(例如:第一段可删掉,第二段只保留其中的最后几句话,加上第三段),便可以二三百个字编写论文摘要。 论文摘要范例: 一、 职称论文摘要范例 【题目】字图书馆建设的问题与策略 【摘要】当代图书馆建设的发展方向是数字图书馆,数字图书馆是未来图书馆的存在形式,它的研究与建设水平将直接影响到我国图书馆在未来信息时代的地位和作用。本文针对图书馆数字化发展的客观趋势,从我国数字图书馆面临的问题出发,分析并探讨了数字图书馆建设中应解决的主要战略问题与策略。 【题目】依法进行拆迁 建设和谐城市 【摘要】依法进行拆迁,建设和谐城市是 *** 部门开展城市规划的最终目的,要想实现这一目标,就要研究依法拆迁的意义,探讨各种拆迁矛盾的成因,找出解决各方面利益纠纷的办法,从完善法律法规、争取人民利益的角度出发,为建设和谐社会贡献力量。 二、 毕业论文硕士论文博士论文摘要范例 【论文题目】机动车尾气污染防治对策......>> 问题三:摘要怎么写 摘要是论文的概述性语言,虽说篇幅不大,可却是一篇论文的精华之处。一般由具体研究的对象、方法、结果、结论四要素组成。 对象:是论文研究调查的所具体的主题范围,体现出论文的论述内容、要解决的主要问题等。 方法:是论文对研究对象进行研究的过程中所运用的各种途径,例如:原理、理论、条件、材料、工艺等,是完成研究对象的必要手段。 结果:是作者运用研究方法对研究对象进行实验、研究所得到的结果、效果、数据,被确 定的关系等,是进行科研所得的成果。 结论:是作者对结果的分析、研究等,是结果的总结,体现研究结果的可靠性、实用性、创新性,体现论文研究的价值与学术水平,是决定论文价值的体现。 问题四:读书摘要怎么写 读书摘要 人们一次次地满怀热情,梦想打破身处其中的陈规,但是他们迟迟没有行动,不久,梦想消逝殆尽,计划彻底失败,他们再次陷入摸索之中,没有取得明显存在于潜能中的一切。 安东尼・罗宾告诉我们,开始就不要去想 英里的长跑,不要想着当总裁,也不要想着去垄断大市场。去解决近在眼前的挑战,不要把眼光抛向最高的工作,而是抛向下一件事,要到一个遥远的城市旅行,你得开始第一步。 “希望不等于结果”,这就是关键。你必须行动,你必须走出第一步。你必须 *** 下来与自己谈一谈。 “我想有多大的成功?”“我有决心让自己去努力获得这些成功吗?“对我来说,那有可能吗?”沉思一会,你便会意识到,一生中曾有很多次,在对某事感到没有多大作为时你决定改变它们:成千上万的人采取良好的生活方式来促进他们的健康,并一直坚持不断。 在开始一段行程之前,你必须弄清你身处何方,这是个基本准则。你可能在头脑里想好了目的地,手上拿着地图,但除非你知道你现在Z身于地图上的哪一点,你才能到达目的地 问题五:论文摘要怎么写 摘要(Abstract) 论文一般应有摘要,有些为了国际交流,还有外文(多用英文)摘要。它是论文内容不加注释和评论的 简短陈述。其他用是不阅读论文全文即能获得必要的信息。 摘要应包含以下内容: ①从事这一研究的目的和重要性; ②研究的主要内容,指明完成了哪些工作; ③获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解; ④结论或结果的意义。 论文摘要虽然要反映以上内容,但文字必须十分简炼,内容亦需充分概括,篇幅大小一般限制其字数不超过论文字数的5%。例如,对于6000字的一篇论文,其摘要一般不超出300字。 论文摘要不要列举例证,不讲研究过程,不用图表,不给化学结构式,也不要作自我评价。 撰写论文摘要的常见毛病,一是照搬论文正文中的小标题(目录)或论文结论部分的文字;二是内容不浓缩、不概括,文字篇幅过长。 问题六:硕士论文详细摘要怎么写? 摘要应该这样写: 第一句话,论文的背景及其引出的问题 第二句话,采用哪些手段、方法来研究你的课题 第三句话,通过研究得出哪些结论与建议 问题七:论文摘要怎么写 论文一般应有摘要,有些为了国际交流,还有外文(多用英 文)摘要。它是论文内容不加注释和评论的简短陈述。其他用是不阅 读论文全文即能获得必要的信息。 摘要应包含以下内容:①从事这一研究的目的和重要性;②研究的主要内容,指明完成了哪些工作;③获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解;④结论或结果的意义。 论文摘要虽然要反映以上内容,但文字必须十分简炼,内容 亦需充分概括, 篇幅大小一般限制其字数不超过论文字数的5%。 例如,对于6000字的一篇论文,其摘要一般不超出300字。 论文摘要不要列举例证,不讲研究过程,不用图表,不给化 学结构式,也不要作自我评价。 [示例] 论文题目:天体对地球重力加速度的影响 论文摘要:地球重力加速度是一个极其重要的物理量,随着对重力加速度测量精度要求的日益提高,必须考虑天体对地球重力加速度的影响。本文介绍了天体(包含日、月及太阳系行星)对地球重力加速度影响的基本概念,推导了影响的计算公式,并经过误差分析,证明此公式的相对误差小于1×10-9,完全可满足现代精密重力加速度测量的要求。 撰写论文摘要的常见毛病, 一是照搬论文正文中的小标题 (目录)或论文结论部分的文字;二是内容不浓缩、不概括,文字篇幅过长。 问题八:管理费用――其他,的摘要怎么写? 摘要应该填写费用项目,如支付**费用,金额大的话可以增加子目。 或者先记在其他,待年末再将大额的单独分项。 问题九:毕业设计的摘要怎么写? 你好! 请参考: 毕业论文摘要的书写方法和技巧 1.摘要的作用 摘要也就是内容提要,是论文中不可缺少的一部分。论文摘要是一篇具有独立性的短文,有其特别的地方。它是建立在对论文进行总结的基础之上,用简单、明确、易懂、精辟的语言对全文内容加以概括,留主干去枝叶,提取论文的主要信息。作者的观点、论文的主要内容、研究成果、独到的见解,这些都应该在摘要中体现出来。好的摘要便于索引与查找,易于收录到大型资料库中并为他人提供信息。因此摘要在资料交流方面承担着至关重要的作用。 2.书写摘要的基本规范和原则 (1)论文摘要分为中文摘要和外文(一般为英文)摘要。摘要在篇幅方面的限定,不同的学校和机构有不同的要求,通常中文摘要不超过300字,英文摘要不超过250个实词,中英文摘要应一致。毕业论文摘要可适当增加篇幅。 (2)摘要是完整的短文,具有独立性,可以单独使用。即使不看论文全文的内容,仍然可以理解论文的主要内容、作者的新观点和想法、课题所要实现的目的、采取的方法、研究的结果与结论。 (3)叙述完整,突出逻辑性,短文结构要合理。 (4)要求文字简明扼要,不容赘言,提取重要内容,不含前言、背景等细节部分,去掉旧结论、原始数据,不加评论和注释。采用直接表述的方法,删除不必要的文学修饰。摘要中不应包括作者将来的计划以及与此课题无关的内容,做到用最少的文字提供最大的信息量。 (5)摘要中不使用特殊字符,也不使用图表和化学结构式,以及由特殊字符组成的数学表达式,不列举例证。 龚3.摘要的四要素 目的、方法、结果和结论称为摘要的四要素。 (1)目的:指出研究的范围、目的、重要性、任务和前提条件,不是主题的简单重复。 (2)方法:简述课题的工作流程,研究了哪些主要内容,在这个过程中都做了哪些工作,包括对象、原理、条件、程序、手段等。 (3)结果:陈述研究之后重要的新发现、新成果及价值,包括通过调研、实验、观察取得的数据和结果,并剖析其不理想的局限部分。 (4)结论:通过对这个课题的研究所得出的重要结论,包括从中取得证实的正确观点,进行分析研究,比较预测其在实际生活中运用的意义,理论与实际相结合的价值。 4.撰写步骤 摘要作为一种特殊的陈述性短文,书写的步骤也与普通类型的文章有所不同。摘要的写作时间通常在论文的完成之后,但也可以采用提早写的方式,然后再边写论文边修改摘要。首先,从摘要的四要素出发,通读论文全文,仔细将文中的重要内容一一列出,特别是每段的主题句和论文结尾的归纳总结,保留梗概与精华部分,提取用于编写摘要的关键信息。然后,看这些信息能否完全、准确的回答摘要的四要素所涉及的问题,并要求语句精炼。若不足以回答这些问题,则重新阅读论文,摘录相应的内容进行补充。最后,将这些零散信息,组成符合语法规则和逻辑规则的完整句子,再进一步组成通畅的短文,通读此短文,反复修改,达到摘要的要求。 5.关于英文摘要 (1)英文摘要的写作方法要依据公认的写作规范。 (2)尽量使用简单句,避免句型单调,表达要求准确完整。 (3)正确使用冠词。 (4)使用标准英语书写,避免使用口语,应使用易于理解的常用词,不用生僻词汇。 (5)作者所做工作用过去时,结论用现在时。 (6)多使用主动语态。 6.关键词 为了文献标引工作从报告、论文中选出来用以表示全文主题内容信息目的单词术语。每篇报告、论文选取3~8个词作为关键词,以显著的字符另起一行,排在摘要的左方。如有可能,尽量用......>> 问题十:硕士论文摘要怎么写 ? 你的学前教育专业论文准备往什么方向写,选题老师审核通过了没,有没有列个大纲让老师看一下写作方向? 老师有没有和你说论文往哪个方向写比较好?写论文之前,一定要写个大纲,这样老师,好确定了框架,避免以后论文修改过程中出现大改的情况!...

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在国家的2035年规划中,集成电路专业是国家产业发展的重中之重,尤其是当下我国集成电路产业发展起步较晚,发展缓慢等情形,所以在未来的十几年,集成电路专业有着很大的发展空间和发展机遇,未来的就业和市场亟需这方面的人才。

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所以想要在这一行发展,读个研究生还是很有必要的。

集成电路这一行的专业知识是非常难的,基础的电路分析、数电基础等;研究生阶段各个方向都有着很大难度的课程,例如工艺和器材方向的半导体物理;模拟方向的模拟集成电路;数字方向的数字集成电路等等。

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集成电路行业本身入行门槛就很高,作为一个本科生所具有的知识储备是远远不够的,也无法做到行业内需求的仿真软件的准确性和生产设备的集成化。

众所周知电子信息产业的知识更新很快,去知网随意一搜便是一大堆近期发表的论文文献,而集成电路也是一样,行业在以飞快的速度发展,新知识新内容层出不穷。

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毕竟当我们工作以后,在高强度的上班之后,我们是否还能留下一部分时间给我们学习新的且难度很大的知识?我对此报以怀疑态度。

到2020年,我国集成电路设计产值已经达到近30000亿元的规模,在世界舞台上也能占有一席之地。但是,尽管集成电路规模如此之大,也无法满足我国集成电路的实际消费量,甚至还不足一半。

行业人才缺口

为什么?是因为我国集成电路产业缺少核心技术,缺少中端人才,就业市场人才需求的矛盾日益突出——即高要求和低能力的不匹配,即便是在集成行业,由于人数众多也不可避免的造成了内卷现象的出现,本科的毕业生越来越多,但是带来的却是鱼龙混杂的结局。

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在这里我真心建议读集成电路的学生有必要去复旦和西电读研,或许就能挖掘骤然一新的结局。

集成电路芯片封装技术浅谈 自从美国Intel公司1971年设计制造出4位微处a理器芯片以来,在20多年时间内,CPU从Intel4004、80286、80386、80486发展到Pentium和PentiumⅡ,数位从4位、8位、16位、32位发展到64位;主频从几兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到500万个以上;半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI达到 ULSI。封装的输入/输出(I/O)引脚从几十根,逐渐增加到几百根,下世纪初可能达2千根。这一切真是一个翻天覆地的变化。 对于CPU,读者已经很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装,知道的人未必很多。所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。 下面将对具体的封装形式作详细说明。 一、DIP封装 70年代流行的是双列直插封装,简称DIP(Dual In-line Package)。DIP封装结构具有以下特点: 1.适合PCB的穿孔安装; 2.比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 3.操作方便。 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),如图2所示。 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。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP)的CPU为例,其芯片面积/封装面积=3×3/×50=1:86,离1相差很远。不难看出,这种封装尺寸远比芯片大,说明封装效率很低,占去了很多有效安装面积。 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。 二、芯片载体封装 80年代出现了芯片载体封装,其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package),封装结构形式如图3、图4和图5所示。 以焊区中心距,208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例,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:,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 3.操作方便; 4.可靠性高。 在这期间,Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。 三、BGA封装 90年代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。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(Ball Grid Array Package)。如图6所示。 BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。其特点有: 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; 封装仍与QFP、PGA一样,占用基板面积过大; Intel公司对这种集成度很高(单芯片里达300万只以上晶体管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA,并在外壳上安装微型排风扇散热,从而达到电路的稳定可靠工作。 四、面向未来的新的封装技术 BGA封装比QFP先进,更比PGA好,但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。 Tessera公司在BGA基础上做了改进,研制出另一种称为μBGA的封装技术,按焊区中心距,芯片面积/封装面积的比为1:4,比BGA前进了一大步。 1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:的封装结构,其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说,单个IC芯片有多大,封装尺寸就有多大,从而诞生了一种新的封装形式,命名为芯片尺寸封装,简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封装具有以下特点: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题; 3.封装面积缩小到BGA的1/4至1/10,延迟时间缩小到极短。 曾有人想,当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时,能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(用LSI或IC)和专用集成电路芯片(ASIC)在高密度多层互联基板上用表面安装技术(SMT)组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM(Multi Chip Model)。它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有: 1.封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 2.缩小整机/组件封装尺寸和重量,一般体积减小1/4,重量减轻1/3; 3.可靠性大大提高。 随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用,人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法:把多种芯片的电路集成在一个大圆片上,从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级(wafer level)封装的变革,由此引出系统级芯片SOC(System On Chip)和电脑级芯片PCOC(PC On Chip)。 随着CPU和其他ULSI电路的进步,集成电路的封装形式也将有相应的发展,而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。

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北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊:

1992年(第一版),1996年(第二版),2000年版,2004年版,2008年版,2011年版,2014年版;

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