1.求一篇集成电路芯片封装技术论文
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*3/15.24*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0.5mm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=1:7.8,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: 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; 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0.5mm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=1:1.1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.求论文《EDA技术的发展和应用》
EDA技术的发展与应用 电子设计技术的核心就是EDA技术,EDA是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作,即IC设计、电子电路设计和PCB设计。
EDA技术已有30年的发展历程,大致可分为三个阶段。70年代为计算机辅助设计(CAD)阶段,人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代了手工操作。
80年代为计算机辅助工程(CAE)阶段。与CAD相比,CAE除了有纯粹的图形绘制功能外,又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,实现了工程设计。
CAE的主要功能是:原理图输人,逻辑仿真,电路分析,自动布局布线,PCB后分析。90年代为电子系统设计自动化(EDA)阶段。
EDA技术的基本特征 EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向,它的基本特征是:设计人员按照“自顶向下”的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,系统的关键电路用一片或几片专用集成电路(ASIC)实现,然后采用硬件描述语言(HDL)完成系统行为级设计,最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件,这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。下面介绍与EDA基本特征有关的几个概念。
1.“自顶向下”的设计方法。10年前,电子设计的基本思路还是选用标准集成电路“自底向上”地构造出一个新的系统,这样的设计方法就如同一砖一瓦建造金字塔,不仅效率低、成本高而且容易出错。
高层次设计是一种“自顶向下”的全新设计方法,这种设计方法首先从系统设计人手,在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。在方框图一级进行仿真、纠错,并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述,在系统一级进行验证。
然后,用综合优化工具生成具体门电路的网络表,其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的,这既有利于早期发现结构设计上的错误,避燃计工作的浪费,又减少了逻辑功能仿真的工作量,提高了设计的一次成功率。
2.ASIC设计。现代电子产品的复杂度日益提高,一个电子系统可能由数万个中小规模集成电路构成,这就带来了体积大、功耗大、可靠性差的问题。
解决这一问题的有效方法就是采用ASIC芯片进行设计。ASIC按照设计方法的不同可分为全定制ASIC、半定制ASC和可纪程ASIC(也称为可编程逻辑器件)。
设计全定制ASIC芯片时,设计师要定义芯片上所有晶体管的几何图形和工艺规则,最后将设计结果交由m厂家去进行格模制造,做出产品。这种设计方法的优点是芯片可以获得最优的性能,即面积利用率高、速度快、功耗低,而缺点是开发周期长,费用高,只适合大批量产品开发。
半定制ASIC芯片的版图设计方法分为门阵列设计法和标准单元设计法,这两种方法都是约束性的设计方法,其主要目的就是简化设计,以牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间。 可编程逻辑芯片与上述掩模ASIC的不同之处在于:设计 人员完成版图设计后,在实验室内就可以烧制出自己的芯片, 无须IC厂家的参与,大大缩短了开发周期。
可编程逻辑器件自70年代以来,经历了PAL、GALGPLD、FPGA几个发展阶段,其中CPLD/FPGA高密度可编程逻辑器件,目前集成度已高达200万门/片,它将格模ASC集成度高的优点和可编程逻辑器件设计生产方便的特点结合在一起,特别适合于样品研制或小批量产品开发,使产品能以最快的速度上市,而当市场扩大时,它可以很容易地转由掩模ASIC实现,因此开发风险也大为降低。 上述ASIC芯片,尤其是CPLD/FPGA器件,已成为现代高层次电子设计方法的实现载体。
3.硬件描述语言。硬件描述语言(HDL)是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言,它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式,与传统的门级描述方式相比,它更适合大规模系统的设计。
例如一个32位的加法器,利用图形输入软件需要输人500至1000个门,而利用VHDL语言只需要书写一行“A=B+C”即可。而且 VHDL语言可读性强,易于修改和发现错误。
早期的硬件描述语言,如ABEL、HDL、AHDL,由不同的EDA厂商开发,互不兼容,而且不支持多层次设计,层次间翻译工作要由人工完成。为了克服以上不足,1985年美国国防部正式推出了高速集成电路硬件描述语言VHDL,1987年IEEE采纳VHDL为硬件描述语言标准(IEEE STD-1076)。
VHDL是一种全方位的硬件描述语言,包括系统行为级。寄存器传输级和逻辑门级多个设计层次,支持结构、数据流和行为三种描述形式的混合描述,因此VHDL几乎覆盖了以往各种硬件俄语言的功能,整个自顶向下或由底向上的电路设计过程都可以用VHDL来完成。
VHDL还具有以下优点:(1)VHDL的宽范围描述能力使它成为高层进设计的核心,将设计人员的工作重心提高到了系统功能的实现与调试,而花较少的精力于物理实现。(2)VHDL可以用简洁明确的代码描述来进行复杂控制逻辑艄设计,灵活且方便,而且也便于设计结果的交流、保存和重。
3.中国科学技术大学软件学院
中国科学技术大学是中国科学院直属的唯一院校,是一所以前沿科学和高新技术为主、科技人文与科技管理兼备的综合性全国名校,为国家教育重点建设的9所世界知名高水平研究型大学之一,在国际上享有较高的声誉。
学校力争在2018年建校60周年前后,把学校建设成为“规模适度、质量优异、结构合理、特色鲜明”的世界知名的高水平研究型大学。 目前,校本部共有10个学院、25个系和少年班,43个本科专业;一级学科博士学位授权点17个,国家重点学科19个,二级学科博士学位授权点89个,二级学科硕士学位授权点105个,有工商管理(MBA)、公共管理(MPA)和工程硕士3个专业硕士学位授权点;17个博士后流动站,45个博士后流动站专业,具备培养学士、硕士、博士的完整教育体系。
2003年度,各类在校生近2万名,其中,博士研究生1498名,硕士研究生3873名,专业硕士研究生1711名,本科生8423名。其严谨务实的学风、创新探索的精神、高水平级的成果、国际化办学的追求,都使得这所年轻的研究型大学受到国际社会越来越强的关注。
中国科学技术大学软件学院是国家教育部和国家计委首批批准设立的示范性软件学院之一。在著名高等院校设立国家示范性软件学院是国家发展的战略性规划,是国家经济和产业结构战略性调整的重要举措,是国家应对WTO的机遇和挑战,从而实现在软件产业方面赶超爱尔兰和印度等国家软件业发达国家。
同时,示范性软件学院的办学模式、管理体制和运行机制也是我国高等教育改革和创新的一种尝试。 软件学院在利用学校整体教育资源的基础上,苏州市政府给予了较大的投入。
软件学院依托我校信息科学技术学院等相关学科,尤其是计算机科学技术系的基础和专业基础课师资力量,同时,在海内外大学和著名企业招聘专职和兼职教师承担专业课程教学。已与微软、IBM、WebEX、中国科学院计算机所和科大讯飞等许多国内外著名IT企业建立了长期的合作关系,以不断改进课程设置和教学内容。
并与英国伯明翰大学合作办学,建立联合培养软件工程学士和硕士计划。在培养模式和教学方法上进行了大胆改革,以强化实践和英语能力,提高综合的开发能力。
1. 培养目标 我校软件学院将培养具有高素质的软件产业系统分析、设计和开发人员及项目管理人员,培养学生在掌握本专业基础知识和技能的同时,具有较强的实用英语能力,较强的工程实践经验、研发能力和市场与国际意识,了解和掌握一定的工商管理知识和行业规范,成为具有国际竞争力的高层次实用型软件人才。 软件工程领域工程硕士的培养目标是面向国民经济信息化建设和发展的需要、面向企事业单位对软件工程技术人才的需求,培养高层次实用型、复合型软件工程技术和软件工程管理人才。
作为一名合格的软件工程领域工程硕士获得者,应当符合国民经济信息化建设和发展需要, 以及国家和企业对软件工程技术人才需求,能够成为企业所需要的高层次的软件工程技术和管理人才,其基本能力应当达到(具有国际水准的)高级程序员、系统分析和设计师、以及项目管理人员的水平。 软件工程领域工程硕士应当有较宽的培养方向,包括软件工程、系统工程、领域工程、数字化技术、嵌入式软件及应用、网络安全与信息安全技术,以及软件项目管理、软件开发、软件测试、软件质量保证、系统管理与支持、市场营销等方向。
软件学院还可以根据政府机关、企业和市场的需求,设立软件工程相关领域或交叉领域的培养管理。 软件工程领域工程硕士专业学位获得者应掌握软件工程领域扎实的基础理论和宽广的专业知识,具有很强的工程实践能力,具备运用先进的工程化方法、技术和工具从事软件分析、设计、开发、维护等工作的能力,以及工程项目的组织与管理能力、团队协作能力、技术创新能力和市场开拓能力。
此外,还必须熟练掌握一门外语,具备良好的阅读、理解和撰写外语资料的能力和进行国际化交流的能力。 2. 专业方向 软件学院以软件工程领域为背景,重点培养两种类型的专业人才:软件工程管理型和软件工程技术型。
其中,软件工程管理型人才面向软件企业的管理层,包括中小型软件企业管理者和大型企业的软件工程项目经理,而软件工程技术型人才面向软件技术应用的各个专业领域,作为软件工程项目的技术主管或技术骨干。 根据上述要求,学院目前设置4个专业方向:软件项目管理、软件系统设计、嵌入式系统设计和集成电路设计。
其中,软件项目管理专业的学生在掌握软件工程领域知识的基础上,加强管理类学科的教学,包括企业管理、市场营销、企业财务管理与工程预决算等。而其他3个专业方向的学生,更强调其专业技术能力的培养。
软件学院在办学过程中,将紧密结合市场需求和软件学院自身的发展,动态确定并随时调整培养方向,详见当年招生简章。 软件项目管理方向。
其培养目标面向软件企业的中高级管理人才,要求学生全面掌握软件工程专业的基础知识和基础理论,以及相应的企业管理、项目成本控制和市场营销等理论,并具备一定的实践经验。 本专业主要课程设置包括:软件体系结构、高级软件工程、。
4.candence版图设计
Cadence的产品很多,其中布局布线工具占据最大市场份额,尤其以芯片后端设计工具最为出名,但pcb板级电路的布局布线工具也是非常不错的,两者属于不同层次的东西。
Cadence芯片版图设计工具最基本的是virtuoso,而pcb板级制图则是Allegro。两者的区别在于对象不同,前者给芯片布局布线,有些版图是从晶体管到连线再最后到整块芯片top的绘制都需要手工画(特别是memory和模拟版图方面的芯片),Allegro虽然没有使用过,但估计和protel差不了多少,就是电路板了。
如果说一个在做电路板,那么另一个就是在做芯片了。
5.IC制图是什么,学习难度如何
是ic版图,与PCB制图截然不同
是将集成电路用几何图形表示,即画版图,这个过程是在计算机软件上完成的,例如:Cadence,版图包括:包括布图规划、布局、布线、验证、产生文件这些。没有接触过的,一般很难理解,就算给你一个很简单的版图,你也看不出到底是什么电路。
比较适合女生的工作,要细心,招聘时女生会有优势的。
选择这种工作就得做好心理准备,工作压力相对要大些
因为版图是ic后端,在规定时间内完成一项产品,若果前端的电路设计用的时间多了,版图这块就得缩短时间,完成任务了;而且一旦设计出了问题,也是要找版图这一块的。
不过得看你选择的公司了,如果要是做做山寨产品,或者是竞争压力不大的公司,工作也会轻松很多
关键是你没学过这类,IC的知识比较复杂。一些基础的电路基础,器件基础(最简单的举个例子:MOS器件懂不懂,如果学过相关的,你可以更深的学习;如果没学过,除非你有时间参加一些培训,要不然还是放弃吧,呵呵)IC工艺,最起码的流程要知道,IC版图设计基础知识:设计规则这点比较重要的
6.ic layout 工程师具体做什么工作的
ic layout应该从两个方面来说:digital或者analog
我从analog layout的方面说一下
作为一个junior的ic layout 工程师,你需要根据designer的要求绘制版图,通过所有的drc,lvs,erc的检查,如果涉及要post simulation,你需要提取版图的寄生参数,再反馈给designer做后仿。
senior的工作不仅限于模块的layout,还包括top的floorplan以及routing,bonding,esd,latchup==问题,如果涉及到command file,那还需要学习相关的语法。
工作内容只能做一个概述,要想了解更多的知识,你需要学习相关的知识。
the art of analog layout
半导体相关知识
这些都是最基础的
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