叠层模具技术进展
冯孝中（郑州轻工业学院河南郑州 450002）
摘要：在简要回顾叠层模具技术发展的基础上，综合多种媒体报道，介绍了近几年国外叠层模具技术的研发成果，提出了我国叠层模具的研发方向。
关键词注射模；叠层模；热流道
Stack Mould Technology Progress
FENG Xiao-zhong
(Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China)
Abstract：In the brief review stack mould technological development in the foundation, synthesis many kinds of media reported, that introduced in recent years international achievement about the stack mould technology's research and development, proposed our country stack mould's research and development direction.
Keywords：Injection mould；Stack moulds；Hot runner
叠层式塑料注射模具在工业上有着广阔的应用前景。采用叠层式注塑模具可以极大地提高生产效率和设备利用率，并可降低能耗和人力需求，从而节约生产成本。作为高效节能的新技术叠层式注塑模具在我国也已受到普遍关注并逐渐开始推广应用，但与发达国家相比我们在这方面还存在较大差距。在此，介绍几种近几年国外叠层模具技术的研发成果，供业内人士参考。
1 叠层模具技术简介
所谓叠层模具就是在一副模具中将多个型腔在合模方重叠布置，这种模具通常有多个分型面，每个分型面上可以布置一个或多个型腔。简单地说，叠层模具就相当于将多副单分型面模具叠放组合在一起。
叠层模具设计因为它们的生产效率超过普通的单分型面模具而闻名。这种模具所需的锁模力只需增加5%～10%，但型腔数目却增加了一倍或几倍，产量亦成倍增加，这可以充分发挥注射机的塑化能力，极大地提高设备利用率和生产效率，降低生产成本[1]。由于模具制造要求基本上与常规模具相同，主要是将2副或多副型腔组合在1副模具中，与生产2副单面模具相比，模具制造周期也可缩短5%～10%[2]。
但是，这种模具比常规注射模具要求更精确的设计计算，加工要求也更高，而且要求注塑机具有更大的额外开模行程。叠层模具型腔数目成倍增加，模具厚度也要相应增加，因此这种模具往往需要有一个较长的主流道来输送熔体。早期的叠层模具使用普通的冷流道，熔体在流道内的温度、压力损失不得不考虑，而且每个成型周期都要脱出较长的浇道凝料，这成了模具实现自动化的主要障碍。这些都阻碍了叠层模具的推广应用。因此，过去数十年里，叠层模具主要用在生产批量较大的板、片、框、浅壳类大型扁平制件、小型多腔薄壁制件和其他小型的一次性制品生产领域，以充分发挥注射机的生产能力，
提高设备利用率，很少用于除此之外的其他制品。
20世纪80年代末期，注射模具热流道技术的发展和推广应用，可以将熔体直接输送到模具的中心部分，解决了流道内熔体温降和浇道凝料脱出的问题，克服了模具实现自动化的主要障碍，叠层模具应用才得到了较大的发展。如今，叠层模具几乎都采用热流道系统[2-26]。
近几年，热流道技术的完善、制模技术的提高以及模内组装等复合注塑成型技术对模具设计的需求极大地促进了叠层模具技术的进步和发展。新颖的模具设计正给叠层模具的传统市场带来勃勃生机。过去几年中引入的一批模具新概念拓展了叠层模具的性能，叠层模具应用已经拓宽到包括多材料成型和大型工业零部件成型（如汽车的前大灯棱镜、车窗和侧边修饰件）等方面，实现了多种颜色和多种材料成型的能力，应用前景非常好。叠层模具现在也在抓住大吨位成型机上生产大型工业零部件的机会，叠层模具首次应用在大于1000 t的成型机上成型大型汽车零部件已获成功。
2 国外叠层模具技术进展[27-29]
2.1 复合注射成型与旋转叠层模具系统
复合注射成型的技术革新一直相当活跃，复合注射成型技术推动极大地推动了叠层模具的发展。
通常的单分型面多组分成型模具的典型成型方式是在模具的半面注射一种材料进入型腔，再注射第二种材料进入模具的另一个半面。在一个循环之中，在水平轴上旋转模板，使模具翻面。
叠层模具成倍地增加可使用的模具型面，还允许各个模具型面用各自的材料成型。这种新设计有一个或多个在垂直轴上旋转的中心模板，中心模板可以有2个或4个型面，每当模具打开时旋转180°或90°。这类新型模具的结构包括Engel公司的一种旋转模板设计，其中心模板有两个面，每个周期旋转180°。由Ferromatik Milacron欧洲公司与德国模具制造商Foboha公司合作开发的旋转叠层模具有一个四个面的中心模板，它每一周期旋转90°。丹麦的Gram技术公司的旋转叠层方法有多达四个边挨着边的小的中心叠层结构，各自又有四个面，并且每一周期旋转90°。另一种独特的结构，叫做低惯性技术（LIT），来自Caco-Pacific公司。在这种较为简单的设计中，带有两个芯组的旋转杆连接到每个模具的半边，而不是像在其他的设计中那样的单独设置。这四种制模概念使得多组分零部件的大批量生产方法得以商业化。例如，牙刷柄、多色手机机壳、阻透包装、带有模塑衬里的帽子和盖子，以及由不同材料组成的医用零部件等。一个成功的实例是Foboha公司的带有PET（40g）阻透层的HDPE（70g）牙膏管式瓶肩的模具，设计能力10亿只。公司拥有加工方法和制品两方面的专利。特别的注射量控制装置允许在设备运行中调节PET层的厚度，并且可以帮助减少43%的零件重量。这一新型4×64腔旋转叠层系统在一个8.4s 的周期中可产出64只双层零件。产量估计为一年17500万只，所以将使用六套生产系统。这样的生产规模在通常情况下需要21套常规的叠层模具和机器。
与通常的用于多组分成型的旋转模板比较，这种新型的旋转叠层模具由于旋转部分的质量较小，所
以转位迅速。在Gram公司的旋转叠层模具和Caco-Pacific公司的低惯性系统中，质量减小特别明显。据商家介绍，能节省20%到30%的周期时间，特别情况可节省达到50%到80%。Gram公司的系统还有个附加的优点，它有允许叠层模具旋转所需要的最小的模板开距，一个双组分的盖子模具只需打开100mm 即可使系统转位。正在开发的一种新式顶杆设计可以使模板开距减小为60mm。Gram公司说：“旋转叠层概念在市场上是最灵活的，转动机构、液压装置和所有部件均包括在模具内部，所以该项技术被允许用于任何常规的注射成型机，第二种材料可在机器旁边用一台补充的组合式注射装置来供给。”
Gram公司将它的旋转叠层技术扩展到了一种名为双两次注射模具的系统。设计用于双组分的牙膏瓶肩模具，具有四个分型面和两对各有四个面的旋转叠层，每个型面具有24个型芯，总共有384个型芯和192个型腔。周期时间短于7 s，它的生产能力达到115万件/d，即3.9亿件/a。这种两次注射加工过程对单一材料的厚的零部件成型也有好处。这种方法可以使用同一个热流道供给注射同一种材料的第二层。因为在每次注射时只要注射和冷却较小体积的熔体，这就减少了缩痕产生的可能性。如果旋转叠层系统的中心叠层的（第二和第四个）面不用于成型，可用于装嵌件或冷却部件，而不会增加周期时间。
Gram公司近来取得一种新型顶杆系统的专利，它能将制品顶到机器的侧面。该顶杆的液压系统安装在模具框架内。附加的叠层表面的另一种利用方法是成型一种三次注射制品。例如，Gram公司制造的一种用于生产医用管道连接器的模具，第一次注射PVC，第二次注射热塑性弹性体（TPE），第三次注射PVC，以重叠部分注塑TPE。该制品在三个工位成型，并从第四个工位顶出。演示操作在一台88t 的Demag公司的机器上进行，周期时间不到15s。这种8+8+8型腔的模具为丹麦的Carmo工业公司每天生产多于46000 只零件。
Ferromatik Milacron欧洲公司和德国Foboha公司联合开发的旋转叠层模具是这种系统迄今为止使用过的最多的型腔数。这个4×64系统的中心立方在其四个面的每一面有64个型芯，以及供两种材料的每一种用的64个型腔。此旋转叠层系统只在Ferromatik公司的K-Tec机器生产线上运行。这些设备有一个标准化的适应叠层模具的可任选的成套构件，提供较长的拉杆，以增加闭合高度，提供一个较坚固的机器床身，以支撑可旋转的中心部分。第二注射单元位于旋转台的旁边，与主机轴线垂直。
Engel公司也介绍了他们的旋转叠层系统，由一台Duo公司的双模板成型机和一套有一个180°转位中心模板的两种材料叠层模具组成，转位速度是1.5s或更短。Engel公司只在Duo公司的机器上提供它的旋转叠层模具，这是由于它的合模装置较短，允许在可动模板的反面安装第二注射单元，从而大大简化了系统的流道设计。Engel公司有一套由奥地利High Tech塑料公司制造的这种类型的演示用模具。在
K2001展览会上，它表明了多组分叠层模具在汽车零部件方面的应用，Engel公司用它生产了由透明的聚碳酸酯（PC）和黑色PC边框架构成的左右前大灯罩。
与其他技术不同，美国Caco-Pacific公司的多次注射技术适用于通常的没有可旋转的中心部件的叠层模具设计。全伺服驱动的低惯性技术系统将模具型芯与模具主体分开，将它们固定在安装于一个模具
面上的可旋转水平杆上，两组型芯一组向上一组向下。此杆借助一个导轨连接到一个模具的半边上。在成型过程中，型芯与模具面平齐。一种材料注入上面一排型腔，而第二种材料同时注入下面一排型腔，使用的是两个Caco-Pacific热流道。当合模装置打开时，型芯杆从模具表面滑离，以允许型芯杆旋转180°。一个脱模杆将成型完成的制品从下面一组型芯顶出，然后此杆滑回模具表面，模具闭合。这种旋转型芯杆的质量相对较轻，由一台安装在端部的小伺服电机来转动，旋转过程短于0.5s。如果需要，该系统允许第二次注射，并完全包覆第一次注射材料。
Caco-Pacific公司在不到两年的时间内制造了几种低惯性技术模具。到目前为止最大的应用是一个16+16的单面模具，用于生产具有软手感的重叠注塑的全包覆型笔杆。另一种两种材料的32+32叠层模具正在设计中。低惯性技术因为它的全电动驱动清洁卫生，所以在医用市场引起了极大的兴趣。
2.2 叠层模内组装系统
Gram公司和Ferromatik公司/Foboha公司两者都指出，可旋转叠层模具使它们发展了许多不同寻常的应用。其一是热塑性/热固性塑料（热/冷）成型。成型时，一种材料需要一个热模具进行固化，而另一种材料需要一个冷模具以固化。Gram公司设计了一套2+2型腔的旋转叠层模具，用来加工带有内部硅橡胶垫圈的尼龙件，用于汽车零件。他们利用了一个四面旋转叠层系统实现了两者的活动模内组装。如果第一个制品在重叠注塑前已经足够彻底地冷却了，最终制成制品的两个组分能彼此相对地自由滑动。
Gram公司用此法演示成型了一种阀门，其中一个零件在另一个零件内滑动。
另一个实例是成型具有三角形顶面的果汁盒所用的连同管口的螺旋盖。首先成型果汁盒的PP共聚物盖，旋出型芯，然后LDPE管口使用一组新型芯在盖内部成型。因为盖冷却时间较长，并且第二次注射的LDPE熔融温度较低，盖和管口不会粘连在一起。
另外，Tradesco模具公司是法国一家叠层技术公司，其叠层模具模内贴标技术，有望在近期在市场上推出。
2.3 组合式叠层模具
Tradesco公司新开发了一种组合式快速制品更换（QPC）系统，由模具框架和模芯构成，所有电、气、水都连接在框架上，型芯和型腔组可以滑进滑出模具框架。它无需移动热流道或模具框架，即可更换模具，非常灵活方便。此系统允许使用者从一个标准的单面模具升级到四层叠层设计，总裁Henry Rozema说。它给与了叠层模具使用者可在较短时间内运转的选择，以帮助对存货水平的管理，对于这种复杂的模具，这一直是不很容易做到的事情。
Tradesco公司还设计生产享有专利的三层叠层模具，这种设计具有在两层和四层叠层模具之间的中等水平的生产效率。它可以使注塑生产商在闭模高度、塑化能力或注射压力还不足以使用4层叠层模具的情况下，达到高于2层叠层模具的生产能力。其第3个模具组为灵活组件，可加在托架上，在与2层叠层模具占用同样大小空间的条件下，可提高生产能力50%。该公司在此领域有四套三层叠层模具。
2.4 大型叠层模具
叠层模具技术已突破尺寸障碍，进入在大于1000 t的机器上成型大型零部件的应用领域。
Plastcoat公司正在使用一种在每个面上有一个型腔的Husky公司的双层叠层模具，为福特公司的XLT型卡车同时生产前后旋转照明灯。另一种1+1叠层模具正在为丰田公司的Camry生产线制造摇臂。这种零件各有数英尺长，使用300 g的热塑性聚烯烃（TPO）。这种零件在Husky公司的2200 t EWLL（加宽、加长）两板式成型机上成型。该模具有一种独特的在模具下面运转的注道杆(sprue-bar)，它将熔体分配到叠层模具的托架上，托架有一个给两个模具供料的独特的热流道系统。独特设计的流道使熔体系统，即使A侧和B侧的零件不同，也总是处于平衡状态。当模具打开时，注道杆分为两半，一半连接到固定模板，另一半连接到叠层模具托架上。一个“协调的”杆拉住模具所有的部分到一起进行合模。此杆可以调节，以适应两侧不同的模具高度。
3 国内叠层模具研发方向
叠层式模塑技术直到上世纪80年代末才逐渐传入我国模具行业。叠层热流道模具技术则直到上世纪末才在我国刚刚起步。虽然叠层式热流道模具的加工成本高一些，但可以实现人力、能源、设备的节省，效率的极大提高和制品质量的稳定。随着相关技术的不断改进，叠层式热流道模具在塑料制品加工中的应用将会不断扩大。考虑到这一技术突出的经济性，如何更好地应用叠层式热流道模具技术将成为各注塑制品生产企业提高效率、降低成本和增加产品市场竞争力的重要途径之一。
我国作为发展中国家，企业经济承受能力有限，购买国外高新技术使用权不太现实。根据国情，我国叠层式热流道模具研发应朝着降低价格、延长寿命的方向努力。主要在以下几个方面多做工作，以促使叠层式模塑技术在我国的广泛普及应用。
①开发具有自主知识产权的结构和技术，降低模具制造企业的技术成本。
②延长一些核心元件（如加热元件、温控元件等）的使用寿命，降低模具维护费用。
③使叠层式热流道模具与普通的注射模成型机配套，减少用户更新模具时的设备投入。
④借助于CAD、CAE、CAM进行设计、分析与加工，实现模具结构最优化，降低模具的制造成本。
⑤叠层式热流道模具的通用零件实现标准化、商品化，通过规模化生产和社会协作降低模具成本。
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芯片封装的主要步骤 板上芯片（Chip On Board, COB)工艺过程首先是在基底表面用导热环氧树脂(一般用掺银颗粒的环氧树脂)覆盖硅片安放点，然后将硅片直接安放在基底表面，热处理至硅片牢固地固定在基底为止，随后再用丝焊的方法在硅片和基底之间直接建立电气连接。 裸芯片技术主要有两种形式：一种是COB技术，另一种是倒装片技术（Flip Chip）。板上芯片封装（COB），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，并用树脂覆盖以确保可靠性。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。 COB主要的焊接方法： （1）热压焊 利用加热和加压力使金属丝与焊区压焊在一起。其原理是通过加热和加压力，使焊区（如AI）发生塑性形变同时破坏压焊界面上的氧化层，从而使原子间产生吸引力达到“键合”的目的，此外，两金属界面不平整加热加压时可使上下的金属相互镶嵌。此技术一般用为玻璃板上芯片COG。 （2）超声焊 超声焊是利用超声波发生器产生的能量，通过换能器在超高频的磁场感应下，迅速伸缩产生弹性振动，使劈刀相应振动，同时在劈刀上施加一定的压力，于是劈刀在这两种力的共同作用下，带动AI丝在被焊区的金属化层如（AI膜）表面迅速摩擦，使AI丝和AI膜表面产生塑性变形，这种形变也破坏了AI层界面的氧化层，使两个纯净的金属表面紧密接触达到原子间的结合，从而形成焊接。主要焊接材料为铝线焊头，一般为楔形。 （3）金丝焊 球焊在引线键合中是最具代表性的焊接技术，因为现在的半导体封装二、三极管封装都采用AU线球焊。而且它操作方便、灵活、焊点牢固（直径为25UM的AU丝的焊接强度一般为0.07～0.09N/点），又无方向性，焊接速度可高达15点/秒以上。金丝焊也叫热（压）（超）声焊主要键合材料为金（AU）线焊头为球形故为球焊。 COB封装流程 第一步：扩晶。采用扩张机将厂商提供的整张LED晶片薄膜均匀扩张，使附着在薄膜表面紧密排列的LED晶粒拉开，便于刺晶。 第二步：背胶。将扩好晶的扩晶环放在已刮好银浆层的背胶机面上，背上银浆。点银浆。
￥ 一、填空题 1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装 ;在次基础之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。 2、芯片封装所实现的功能有传递电能；传递电路信号；提供散热途径；结构保护与支持。 3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。 4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。 5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。 6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。 ' 7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做焊料；用于去除焊盘表面氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡膏。 8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、陶瓷气密性封装、玻璃气密性封装。 9、薄膜工艺主要有溅射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、
光刻工艺。 10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（Module）、电路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。 11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。 12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。 ^ 13、DBG切割方法进行芯片处理时，首先进行在硅片正面切割一定深度切口再进行背面磨削。 14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料干燥烧结的方法。 15、芯片的表面组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、 丝网印刷、钢模板印刷三种。 16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。 二、名词解释 1、芯片的引线键合技术(3种) ] 是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。 2、陶瓷封装
智能制造加工技术课后习题参考答案 第一章 1-1 本课程主要介绍哪几种智能加工技术？ 答：数控加工中心加工技术、增材制造技术、柔性制造技术、数控机床与自动化工厂 1-2 智能制造加工技术由信息和传统制造相结合，这些信息技术包含哪些？ 答：网络化、智能化、透明化、数字化、可控化。 1-3 你觉得未来的智能制造加工会沿着哪个方向发展呢？ 答：1.产品智能化2. 装备智能化3. 车间智能化4.工厂智能化 第二章 2-1 机床按加工性质和所用刀具可分为：、、、、、、、、、、及等12类。 答：车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床以及其它机床。 2-2 任何规则表面都可以看作是一条线沿着另一条运动的轨迹，和统称为形成表面的发生线。 答：母线、导线 2-3 可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动；可以是步进的，也可以是连续进行的；可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动。 答：主运动、进给运动 2-4 写出下列机床型号各部分的含义。 1）Y3150E 答： Y:类别代号,表示齿轮加工机床; 3:组别代号(滚齿及铣齿机组): 1:系别代号(滚齿机系); 50:主参数的折算值,折算系数1/10,最大滚切直径500m; E:重大改进序号(第五次重大改进) 2）CM1107精密型转塔车床
答： C:类别代号,表示车床类: M:通用特性代号(精密); 11:组别代号(单轴自动、半自动车床组>1:系别代号(单轴纵切自动车床系); 07:主参数的折算值,折算系数1,表示最大加工棒料车削直径7mm: 3）C1312最大切削直径为120mm的转塔车床 答： C:类别代号,表示车床类; 1:组别代号(单轴自动、半自动车床组); 3:系别代号(单轴转塔自动车床系); 12:主参数的折算值,折算系数1,表示最大加工棒料车削直径12mm 4）M1432A最大加工直径为320mm经过一次重大改良的台式坐标钻床 答： M:类别代号,表示磨床类; 1:组别代号(外圆磨床组)4:系别代号(万能外圆磨床系); 32:主参数的折算值,折算系数1/10,最大磨削直径320mm; A:重大改进序号(第一次重大改进)。 5）CA6140最大切削直径为400mm的卧式车床 答：C代表车床A为结构特性代号，6代表卧式，1代表基本型，40代表最大回转直径400MM。 2-5 画出卧式车床车锥螺纹的传动原理图。
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
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，国芯片制造规模的不断扩大，也极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需求。因此，只有掌握先进的技术，不断扩大产业规模，将国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
年来，叠层芯片封装逐渐成为技术发展的主流。叠层芯片封装技术，简称3D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。 叠层芯片封装技术对于无线通讯器件、便携器件及存储卡来讲是最理想的系统解决方案。近年来，手机、PDA、电脑、通讯、数码等消费产品的技术发展非常快，此行业的迅猛发展需要大容量、多功能、小尺寸、低成本的存储器、DSP、ASIC、RF、MEMS等各种半导体器件，叠层芯片技术因此也得到了蓬勃发展。 3D封装技术的主要特点包括：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。在NAND的封装形式上，虽然发展最快的是SIP，但是TSOP仍然是大容量NAND封装的一个主要解决方案。和SIP相比，TSOP更具有柔韧性，因为TSOP可以通过SMD制作成SD卡、MiniSD卡、CF卡或是集成到MP3/MP4、移动存储器等不同的终端产品中，而SIP一旦完成组装，它就是成品了，不能再根据市场需求来进行调整。和另一种同样可以通过SMD组装的PBGA封装形式相比，TSOP具有非常明显的成本优势。 TSOP叠层芯片封装技术 单芯片TSOP生产工艺流程比较简单，只需要经过一次贴片、一次烘烤、一次引线键合 就可以了，流程如图1：
我们可以根据封装名称来识别叠层芯片封装中有多少个芯片。比如，“TSOP2+1”就是指一个TSOP封装体内有两个活性芯片(ActiveDie)、一个空白芯片(Spacer)，如果我们说“TSOP3+0”，那就是说一个TSOP封装体内有三个活性芯片、没有空白芯片，以此类推。 图2是最典型的TSOP2+1的封装形式剖面和俯视图，上下两层是真正起作用的芯片（ActiveDie），中间一层是为了要给底层芯片留出焊接空间而加入的空白芯片（Spacer）。 空白芯片(Spacer)由硅片制成，里面没有电路。 我们以最简单的二芯片叠层封装（TSOP2+X）为例查看其工艺流程： 方法一，仍然沿用单芯片封装的液态环氧树脂作为芯片粘合剂、多次重复单芯片的工艺， 其工艺流程如下：
先进制造技术复习题 一、填空题 1．先进制造技术包含主体技术群、支撑技术群和制造技术环境三个技术群。2．制造系统是由制造过程及其所涉及硬件、软件和人员组成的一个有机整体。 3．系统的可靠性预测要根据系统的组成形式分别按串联系统，并联系统 和混联系统可靠度进行计算。 4．根据产品的信息来源，反求工程可分为实物反求，软件反求和影像反求。5．先进制造工艺技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括清洁 和灵活生产。 6．微细加工中的三束加工是指电子束，离子束，激光束。7．超精密机床的关键部件包括：主轴，导轨，床身，其中机床的床身多采用天然花岗石制造。 8. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响 和资源效率的现代制造模式。 9.及时制生产追求的目标为零缺点，零库存，零整备时间，零前置时间。最终目标是排除一切可能浪费。 10．扫描隧道显微镜的两种工作模式为恒（直）电流工作模式，恒高度工作模式。 11.超高速机床主轴的结构常采用交流伺服电动机内置式集成结构，这种主轴通常被称 为空气轴承主轴。 12.快速原型制造常用的工艺方法光固化成形，叠层实体制造， 选择性激光烧结，熔融沉积制造。
13.精益生产的体系结构中三大支柱是GIT及时生产制，GT成组技术和 T QC全面质量管理 14.敏捷制造的基本思想就是在“竞争—合同—协同”机制下，实现对市场需求作出快速反应的一种生产制造新模式。 15.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。 16.并行工程的特征为并行特性，整体特性，协同特性，约束特性。 17.大规模集成电路的微细制作方法有外延生长，氧化，光刻，选择扩散，真空镀膜。 18.优化设计的两个前提条件以数学规划为理论基础，以计算机为基础。 19.常用的看板有生产看板，运送看板两种。 20.快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是热塑性材料。 21.精密与超精密加工有色金属时，常用的刀具材料为金刚石。 22.FMS的机床配置形式通常有柔性制造单元，柔性制造系统和柔性制造生产线。 23.超精密机床导轨的主要形式有：立式，滚珠丝杠式和 R-θ式 24.制造业的生产方式沿着“手动→机械化→ 单机自动化→ 刚性流水自动化→ 柔性自动化→ 智能自动化”的方向发展。 25.与传统制造技术比较，先进制造技术具有的特征是：集成化，柔性化，网络化，虚拟化和智能化。 26.从时间维的角度划分，产品设计的四个阶段分别为：产品规划，方案设计，技术设计，施工设计。 27.优化设计的三要素是：目标函数，设计变量，约束条件。
TSOP叠层芯片封装的介绍 第六图书馆 叠层芯片封装技术,简称3D,是指在不改变封装体外型尺寸的前提下,在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上的芯片的封装技术,它起源于快闪存储器(NOR/NAND)及SDRAM的叠层封装。叠层芯片封装技术具有大容量、多功能、小尺寸、低成本的特点,2006年以来3D技术逐渐成为主流。随着NAND快闪存储器市场的高速增长及3D技术的兴起,加之TSOP封装成本低、柔韧性强,所以TSOP封装得以重新焕发生机。叠层芯片封装技术,简称3D,是指在不改变封装体外型尺寸的前提下,在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上的芯片的封装技术,它起源于快闪存储器(NOR/NAND)及SDRAM的叠层封装。叠层芯片封装技术具有大容量、多功能、小尺寸、低成本的特点,2006年以来3D技术逐渐成为主流。随着NAND快闪存储器市场的高速增长及3D技术的兴起,加之TSOP封装成本低、柔韧性强,所以TSOP封装得以重新焕发生机。叠层芯片封装技术 3D 快闪存储器 TSOP叠层芯片封装 环氧树脂薄膜半导体行业张德洪星科金朋上海有限公司LDP技术部2007第六图书馆 第六图书馆 https://www.doczj.com/doc/4e2414675.html,
TSOP叠层芯片封装的介绍 张德洪 星科金朋上海有限公司L D P技术部 摘要:叠层芯片封装技术，简称3D，是指在不改变封装体外型尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上的芯片的封装技术，它起源于快闪存储器（NOR/NAND）及SD RAM的叠层封装。叠层芯片封装技术具有大容量、多功能、小尺寸、低成本的特点，2006年以来3D技术逐渐成为主流。随着NA ND快闪存储器市场的高速增长及3D技术的兴起，加之TSOP封装成本低、柔韧性强，所以T SOP封装得以重新焕发生机。 关键词:叠层芯片封装技术；3D；快闪存储器；TS OP叠层芯片封装；环氧树脂薄膜 前言 近年来，叠层芯片封装逐渐成为技术发展的主流。叠层芯片封装技术，简称3D，是指在不改变封装体的尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上的芯片的封装技术，它起源于快闪存储器（NOR/NAND）及SDRAM的叠层封装。叠层芯片封装技术对于无线通讯器件、便携器件及存储卡来讲是最理想的系统解决方案。近年来，手机、PD A、电脑、通讯、数码等消费产品的技术发展非常快，这些行业的迅猛发展需要大容量、多功能、小尺寸、低成本的存储器、DSP、ASI C、R F、M EM S等半导体器件，于是叠层芯片技术在近几年得到了蓬勃发展。 3D封装技术的有以下几个特点： 1多功能、高效能 2大容量高密度，单位体积上的功能及应用成倍提升 3这种新技术带来了新一轮的技术革新 低成本 近几年来在NAND封装领域发 展最快的是SIP。但是，T SO P仍然是 大容量NAND的一个主要的解决方 案。和SI P相比，TSO P更具有柔韧 性，因为T SOP可能通过SM D制作 成SD卡、M i ni SD卡、CF卡或是 集成到M P3/M P4、SDRAM中，Si P 一旦完成组装，它就是成品了、不 能再根据市场需求来进行调整。和 另一种同样可以通过S MD组装的 PBG A封装形式相比，TSOP具有非 常明显的成本优势。 TSO P单芯片封装工艺介绍 半导体封装工艺分为两段，分别 叫前道（Fr ont-of-l i ne，FO L）和后 道（End-of-l i ne，EO L），前道（FO L） 主要是将芯片和引线框架 （L eadf r am e）或基板（Subsr t at e）连 接起来，即完成封装体内部组装。后 道（EOL）主要是完成封装并且形成 指定的外形尺寸。单芯片TSO P生产 工艺流程如下: 一、前道生产工艺： 封装测试 2007/127 https://www.doczj.com/doc/4e2414675.html, 第六图书馆 半导体行业3
叠层芯片封装技术与工艺探讨 一、引言 现代便携式电子产品对微电子封装提出了更高的要求，其对更轻、更薄、更小、高可靠性、低功耗的不断追求推动微电子封装朝着密度更高的三维封装方式发展，芯片叠层封装（stacked die package）是一种得到广泛应用的三维封装技术，叠层封装不但提高了封装密度，降低了封装成本，同时也减小了芯片之间的互连导线长度，从而提高了器件的运行速度，而且通过叠层封装还可以实现器件的多功能化，初级的3D芯片叠层封装就是把多个芯片在垂直方向上累叠起来，利用传统的引线封装结构，然后再进行封装。由于这种结构的特殊性，芯片和基板之间，芯片和芯片之间的互连是叠层封装的关键，现在普遍是以引线键合方式实现叠层封装的互连，其方式主要有2 种：一种是金字塔型的叠层封装，使用大小不同的芯片，上层的芯片的面积要小于下层，这样下层芯片表面就有足够的面积和空间可以用来进行引线键合；另一种是使用大小相同的芯片，通过在上下层芯片之间加入一层芯片（spacer）以便于下层芯片的引线键合，垫片是一块面积比上下层芯片小的普通硅片，使用这两种结构都可以制造出多层芯片的叠层封装。为避免对现有工艺进行大的改动，叠层封装一般通过减薄芯片的厚度来保证总的封装厚度不变，但是芯片厚度的减少会造成芯片刚度减少，易于变形，在热处理过程中芯片内应力集中点甚至会造成芯片的破坏，此外，由于塑封料厚度的减小，阻止水汽侵入芯片和塑封料界面的能力减弱，水汽的侵入会促使裂纹的产生和扩展。本文就LQFP系列3D封装在实际生产过程中所遇
到的问题及解决方案进行了详细的阐述。 二、超薄圆片减薄及划片 传统的MOS集成电路一般都是表面型器件，功耗小，无需考虑散热问题，所以对芯片厚度要求不高，芯片厚度主要由塑封体厚度而定，除了QFP、SOP 等扁平封装因受塑封体厚度限制，芯片厚度一般为300μm左右，其余芯片厚度一般为400μm左右，然而3D封装芯片厚度一般为200μm以下，这就必须考虑减薄后圆片的翘曲以及划片崩裂等问题。 2.1.薄圆片减薄后圆片翘曲成因及对策 2.1.1.翘曲原因 实践证明，减薄后，圆片翘曲主要是由机械切削造成的损伤层引起，这是因为，硅材料片是单晶硅片，硅原子按金刚石结构周期排列，而背面减薄就是通过机械切削的方式对圆片背面进行切削，切削必然会在圆片背面形成一定厚度的损伤层，损伤层的厚度与砂轮金刚砂直径成正比，背面损伤层的存在，破坏了圆片内部单晶硅的晶格排列，使圆片的内部存在较大的应力，当圆片很薄时，使圆片自身抗拒上述应力的能力就很弱，体现在外部，就是圆片翘曲，圆片翘曲与粗糙度、砂轮金刚砂直径及圆片直径成正比，另外，圆片厚度越大，圆片自身抗拒内部应力的能力越强。 2.1.2.3D封装减薄技术和传统封装减薄技术的差别 机械切削是常规的背面减薄技术，一般分为两阶段：即前段粗磨和后段细磨两部分，由于细磨后圆片比较光滑，并且细磨砂轮金刚砂直径一般在20μm以
多芯片封装技术及其应用 1 引言 数十年来，集成电路封装技术一直追随芯片的发展而进展，封装密度不断提高，从单芯片封装向多芯片封装拓展，市场化对接芯片与应用需求，兼容芯片的数量集成和功能集成，为封装领域提供出又一种不同的创新方法。 手机器件的典型划分方式包括数字基带处理器、模拟基带、存储器、射频和电源芯片。掉电数据不丢失的非易失性闪存以其电擦除、微功耗、大容量、小体积的优势，在手机存储器中获得广泛应用。每种手机都强调拥有不同于其他型号的功能，这就使它需要某种特定的存储器。日趋流行的多功能高端手机需要更大容量、更多类型高速存储器子系统的支撑。封装集成有静态随机存取存储器（SRAM）和闪存的MCP，就是为适应2.5G、3G高端手机存储器的低功耗、高密度容量应用要求而率先发展起来的，也是闪存实现各种创新的积木块。国际市场上，手机存储器MCP 的出货量增加一倍多，厂商的收益几乎增长三倍，一些大供应商在无线存储市场出货的90％是MCP，封装技术与芯片工艺整合并进。 2 MCP内涵概念 在今年的电子类专业科技文献中，MCP被经常提及，关于MCP技术的内涵概念不断丰富，表述出其主要特征，当前给定的MCP的概念为：MCP 是在一个塑料封装外壳内，垂直堆叠大小不同的各类存储器或非存储器芯片，是一种一级单封装的混合技术，用此方法节约小巧印刷电路板PCB
空间。MCP所用芯片的复杂性相对较低，无需高气密性和经受严格的机械冲击试验要求，当在有限的PCB面积内采用高密度封装时，MCP成为首选，经过近年来的技术变迁，达到更高的封装密度。目前，MCP一般内置3～9层垂直堆叠的存储器，一块MCP器件可以包括用于手机存储器的与非NOR，或非NAND结构的闪存以及其他结构的SRAM芯片层，如果没有高效率空间比的MCP，在高端手机中实现多功能化几乎是不可能的。MCP不断使新的封装设计能够成功运用于使实际生产中。各芯片通过堆叠封装集成在一起，可实现较高的性能密度、更好的集成度、更低的功耗、更大的灵活性、更小的成本，目前以手机存储器芯片封装的批量生产为主，开发在数码相机和PDA以及某些笔记本电脑产品中的应用。 在封装了多种不同的、用于不同目的芯片的MCP基础上，一种更高封装密度的系统封装SiP成为MCP的下一个目标。反过来讲，SiP实际上就是一系统级的MCP，封装效率极大提高。SiP将微处理器或数字信号处理器与各种存储器堆叠封装，可作为微系统独立运行。将整个系统做在一个封装中的能力为行业确立了一个新标准："2M/2m"。设计者需要把最好性能和最大容量存储器以最低功耗与最小封装一体化，用于手机中。换句话说：将两大写的M（MIPS和MB）最大化，把两个小写的m（mW和mm）最小化。无线存储器向单一封装发展，任何可以提高器件性能、降低封装成本的新技术都是双赢，现在市场潮流MCP产品是将来自不同厂家的多种存储芯片封装在一起，技术上优势互补，封装产品具有很高的空间利用率，且有利于提高整机的微型化和可靠性，改善电气性能。
先进封装技术发展趋势 2009-09-27 | 编辑： | 【大中小】【打印】【关闭】 作者：Mahadevan Iyer, Texas Instruments, Dallas 随着电子产品在个人、医疗、家庭、汽车、环境和安防系统等领域得到应用，同时在日常生活中更加普及，对新型封装技术和封装材料的需求变得愈加迫切。 电子产品继续在个人、医疗、家庭、汽车、环境和安防系统等领域得到新的应用。为获得推动产业向前发展的创新型封装解决方案（图1），在封装协同设计、低成本材料和高可靠性互连技术方面的进步至关重要。 图1. 封装技术的发展趋势也折射出应用和终端设备的变化。 在众多必需解决的封装挑战中，需要强大的协同设计工具的持续进步，这样可以缩短开发周期并增强性能和可靠性。节距的不断缩短，在单芯片和多芯片组件中三维封装互连的使用，以及将集成电路与传感器、能量收集和生物医学器件集成的需求，要求封装材料具有低成本并
易于加工。为支持晶圆级凸点加工，并可使用节距低于60μm凸点的低成本晶圆级芯片尺寸封装（WCSP），还需要突破一些技术挑战。最后，面对汽车、便携式手持设备、消费和医疗电子等领域中快速发展的MEMS器件带来的特殊封装挑战，我们也要有所准备。 封装设计和建模 建模设计工具已经在电子系统开发中得到长期的使用，这包括用于预测基本性能，以保证性能的电学和热学模型。借助热机械建模，可以验证是否满足制造可行性和可靠性的要求。分析的目标是获得第一次试制时就达到预期性能的设计。随着电子系统复杂性的增加以及设计周期的缩短，更多的注意力聚焦于如何将建模分析转换到设计工程开始时使用的协同设计工具之中，优化芯片的版图和架构并进行必要的拆分，以最低成本的付出获得最高的性能。 为实现全面的协同设计，需要突破现今商业化建模工具中存在的一些限制。目前的工具从CAD数据库获得输入，通常需要进行繁杂的操作来构建用于物理特性计算的网格。不同的工具使用不同IP的特定方法来划分网格，因而对于每种工具需要独立进行网格的重新划分。重复的网格划分会浪费宝贵的设计时间，也会增加建模成本。网格重新划分也限制了在这三种约束下进行多个参数折中分析的可行性。
专业班级：材料成型及控制工程1班 姓名：郭富涛 学号：201310156129 快速原型制造技术 —叠层实体制造工艺 摘要： 本论文简单介绍了快速原型制造技术-叠层实体制造工艺。包括工艺在上世纪的发展到现阶段的应用情况，以及叠层实体制造工艺原理，制造过程和工艺的特点。通过此文章，为了加深对快速原型制造技术的了解，能够掌握叠层实体制造工艺过程。 关键词：叠层实体，快速成型 一叠层实体制造工艺发展背景 随着社会的需要和科学技术的发展，产品的竞争越开越激烈，更新的周期也越来越短。因而要求设计者不但能根据市场的需要很快的设计新产品，而且能在尽可能短的时间里制造出产品的样品。并进行必要的性能测试，征求用户的意见，从而进行修改，最后形成能够投放市场的定型产品。用传统的方式制作样品时，需要采用多重的机械加工机床，以及相应的工具和磨具，即费时，成本又高，周期往往长达几个周甚至几个月，不能适应日新月异的变化。为了克服这些问题，进这些年，快速成型技术飞速发展其中比较完备的快速成型技术就是叠层实体快速成型技术。 叠层实体制造技术是几种最成熟的快速原型制造技术之一。这种制造方法和设备自1991年问世以来，得到迅速发展。由于叠层实体制造技术多用纸张，
成本低廉，制造精度高，而且制造出来的木质原型具有外在的美感性和一些特殊的品质，因而受到了广泛的关注，在产品设计可视化，造型设计评估，装配检验，融摸制造型芯，砂型铸造木模，快速制模母模以及直接制模等方面得到了快速的应用。在我国具有广泛的应用前景。因而，加强对叠层实体快速制模技术的研究是十分有必要的。 二叠层实体制造工艺原理 叠层实体制造成型又称薄片分层叠加成型（LOM），叠层实体制造工艺采用薄片材料（如纸、塑料薄膜等）作为成型材料，片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时，用CO2激光器在计算机控制下按照CAD分层模型轨迹切割片材，然后通过热压辊热压，使当前层与下面已成型的工件层黏结，然后用CO2激光器在刚黏结的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并将无轮廓区切割成小方网格以便在成型之后能剔除废料。激光切割完成后，升降工作台带动已成型的工件下降，与带状片材分离；供料机构转动收料轴和供料轴，带动片材移动，使新层移到加工区域；升降工作台上升到加工平面，热压辊热压，再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面切割、黏结完，得到完整的三维实体零件。 三叠层实体快速成型工艺过程 快速成型制造过程也可称为数字化成型，其是在CAD模型在原型的整个制作过程中，相当于产品在传统加工流程中的图样，他为原型的制作过程提供数字信息，目前国际上商用的造型软件Pro/E ，UG，CAD等等。当模型建立好后，要将三维模型切片处理，因为叠层实体快速成型是按照一层层截面轮廓来进行加工的，因此必须先做切片处理，用切片软件沿成型高度方向，每隔一定的间隔进行切片处理，以便获取界面轮廓。在加工过程中，需要控制好叠层实体工艺参数，而且由于叠层在制造过程中要有工作台带动频繁起降，为了实现原型和工作台之间的链接，需要制作基底。当参数设定之后，设备便可以根据给的参数自动完成原型所有的叠层制作过程。从LOM快速成型机上取下的原型件埋在叠层快中，需要进行剥离，以便去除废料，优势还需进行修补，打磨，抛光，和表面强化处理，这样原型件就制作完毕。
《微电子封装技术》试卷 一、填空题(每空2分,共40分) 1．狭义的集成电路芯片封装是指利用精细加工技术及，将芯片及其它要素在框架或基板上，经过布置、粘贴及固定等形成整体立体结构的工艺。 2．通常情况下，厚膜浆料的制备开始于粉末状的物质，为了确保厚膜浆料达到规定的要求，可用颗粒、固体粉末百分比含量、三个参数来表征厚膜浆料。 3．利用厚膜技术可以制作厚膜电阻，其工艺为将玻璃颗粒与颗粒相混合，然后在足够的温度/时间下进行烧结以使两者烧结在一起。 4．芯片封装常用的材料包括金属、陶瓷、玻璃、高分子等，其中封装能提供最好的封装气密性。 5．塑料封装的成型技术包括喷射成型技术、、预成型技术。 6．常见的电路板包括硬式印制电路板、、金属夹层电路板、射出成型电路板四种类型。 7. 在元器件与电路板完成焊接后，电路板表面会存在一些污染，包括非极性/非离子污染、、离子污染、不溶解/粒状污染4大类。 8. 陶瓷封装最常用的材料是氧化铝，用于陶瓷封装的无机浆料一般在其中添加玻璃粉，其目的是调整氧化铝的介电系数、，降低烧结温度。 9. 转移铸膜为塑料封装最常使用的密封工艺技术，在实施此工艺过程中最常发生的封装缺陷是现象。 10. 芯片完成封装后要进行检测，一般情况下要进行质量和两方面的检测。 11. BGA封装的最大优点是可最大限度地节约基板上的空间，BGA可分为四种类型：塑料球栅阵列、、陶瓷圆柱栅格阵列、载带球栅阵列。 12. 为了获得最佳的共晶贴装，通常在IC芯片背面镀上一层金的薄膜或在基板的芯片承载架上先植入。 13. 常见的芯片互连技术包括载带自动键合、、倒装芯片键合三种。 14. 用于制造薄膜的技术包括蒸发、溅射、电镀、。 15. 厚膜制造工艺包括丝网印刷、干燥、烧结，厚膜浆料的组分包括可挥发性组分和不挥发性组分，其中实施厚膜浆料干燥工艺的目的是去除浆料中的绝大部分。 16. 根据封装元器件的引脚分布形态，可将封装元器件分为单边引脚、双边引脚、与底部引脚四种。 17. 载带自动键合与倒装芯片键合共同的关键技术是芯片的制作工艺，这些工艺包括蒸发/溅射、电镀、置球、化学镀、激光法、移植法、叠层制作法等。 18. 厚膜浆料必须具备的两个特性，一是用于丝网印刷的浆料为具有非牛顿流变能力的粘性流体；二是由两种不同的多组分相组成，即和载体相。
阐述LED 产品封装工艺流程 03、点胶 在LED 支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAs 、SiC 导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED 芯片，采用绝缘胶来固定芯片。） 06、自动装架 自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED 支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED 芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。 自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED 芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。 07、烧结 烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170℃，1小时。 绝缘胶一般150℃，1小时。 银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其它用途，防止污染。 08、压焊 压焊的目的将电极引到LED 芯片上，完成产品内外引线的连接工作。 LED 的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程，先在LED 芯片电
极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。 压焊是LED 封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。 对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金（铝）丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。（下图是同等条件下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而影响着产品质量。）我们在这里不再累述。 09、点胶封装 LED 的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED 无法通过气密性试验）如右图所示的TOP-LED 和Side-LED 适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光LED ），主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED 的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。 10、灌胶封装 Lamp-LED 的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED 成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED 支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED 从模腔中脱出即成型。 11、模压封装 将压焊好的LED 支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED 成型槽中并固化。 12、固化与后固化
76 (一) 单选题：每题1分，共30题，只有唯一一个选项正确 1. SLA工艺的尺寸精度高，可达（）。 (A) ?0.01mm (B) ?0.1mm (C) ?1mm (D) ?0.5mm [分值：1.0] 2. 高速加工机床的进给系统是（） (A) 精密步进电机+精密丝杆 (B) 高性能伺服电机+精密丝杆 (C) 交流伺服电机+滚珠丝杠螺母副 (D) 直线驱动电机 [分值：1.0] 3. 精密与超精密加工技术中纳米级表面粗造度为（） (A) 表面粗糙度Ra≤0.03μm (B) 表面粗糙度Ra≤0.05μm (C) 表面粗糙度Ra﹤0.005μm (D) 表面粗糙度Ra﹤0.003μm [分值：1.0]
4. 一般认为不可替代的超精密切削刀具材料是( ) (A) 硬质合金 (B) 高速钢 (C) 单晶金刚石 (D) 立方氮化硼 [分值：1.0] 5. 将微型机械与微型电子器件或微型光电器件结合起来，便得到（） (A) 机电系统 (B) 小型机电系统 (C) 微机电系统 (D) 纳机电系统 [分值：1.0] 6. 下列哪些成形制造工艺过程中需要设计支撑设计。 (A) 光固化成形工艺 (B) 叠层实体制造工艺 (C) 选择性激光烧结工艺 [分值：1.0] 7. 最硬的刀具材料为（） (A) 硬质合金 (B) 陶瓷 (C) 天然金刚石
(D) 人造金刚石 [分值：1.0] 8. 制造业的核心是（） (A) 重工业 (B) 轻工业 (C) 汽车制造业 (D) 装备制造业 [分值：1.0] 9. 超精密磨床在导轨结构上的发展趋势多采用（） (A) 普通滑动导轨 (B) 滚动导轨 (C) 液压导轨 (D) 空气静压导轨 [分值：1.0] 10. FMS适合多品种,（）生产环境 (A) 大批量 (B) 中小批量 (C) 单件 (D) 中大批量 [分值：1.0]
芯片倒装技术及芯片封装技术 引言世纪90年代以来，移动电话、个人数字助手(PDA)、数码相机等消费类电子产品的体积越来越小，工作速度越来越快，智能化程度越来越高。这些日新月异的变化为电子封装与组装技术带来了很多挑战和机遇。材料、设备机能与工艺控制能力的改进使越来越多的EMS 公司可以跳过尺度的表面安装技术(SMT)直接进入提高前辈的组装技术领域，包括倒装芯片等。因为越来越多的产品设计需要不断减小体积，进步工作速度，增加功能，因此可以预计，倒装芯片技术的应用范围将不断扩大，终极会取代SMT当前的地位，成为一种尺度的封装技术。 多年以来，半导体封装公司与EMS公司一直在通力进行，在施展各自特长的同时又介入对方领域的技术业务，力争使自己的技术能力更加完善和全面。在半导体产业需求日益增加的环境下，越来越多的公司开始提供\\\"完整的解决方案\\\"。这种趋同性是人们所期望看到的，但同时双方都会面对一定的挑战。 例如，以倒装芯片BGA或系统封装模块为例，跟着采用提高前辈技术制造而成的产品的类型由板组装方式向元件组装方式的转变，以往好像不太重要的诸多因素都将施展至关重要的作用。互连应力不同了，材料的不兼容性增加了，工艺流程也不一样了。不论你的新产品类型是否需要倒装芯片技术，不论你是否以为采用倒装芯片的时间合适与否，理解倒装芯片技术所存在的诸多挑战都是十分重要的。 倒装芯片技术倒装芯片技术\\\"，这一名词包括很多不同的方法。每一种方法都有很多不同之处，且应用也有所不同。例如，就电路板或基板类型的选择而言，不管它是有机材料、陶瓷材料仍是柔性材料，都决定着组装材料(凸点类型、焊剂、底部填充材料等)的选择，而且在一定程度上还决定着所需设备的选择。在目前的情况下，每个公司都必需决定采用哪一种技术，选购哪一类工艺部件，为知足未来产品的需要进行哪一些研究与开发，同时还需要考虑如何将资本投资和运作本钱降至最低额。 在SMT环境中最常用、最合适的方法是焊膏倒装芯片组装工艺。即使如斯，为了确保可制造性、可靠性并达到本钱目标也应考虑到该技术的很多变化。目前广泛采用的倒装芯片方法主要是根据互连结构而确定的。如，和婉凸点技术的实现要采用镀金的导电聚合物或聚合物／弹性体凸点。 焊柱凸点技术的实现要采用焊球键合(主要采用金线)或电镀技术，然后用导电的各向同性粘接剂完成组装。工艺中不能对集成电路(1C)键合点造成影响。在这种情况下就需要使用各向异性导电膜。焊膏凸点技术包括蒸发、电镀、化学镀、模版印刷、喷注等。因此，互连的选择就决定了所需的键合技术。通常，可选择的键合技术主要包括：再流键合、热超声键合、热压键合和瞬态液相键合等。 上述各种技术都有利也有弊，通常都受应用而驱动。但就尺度SMT工艺使用而言，焊膏倒装芯片组装工艺是最常见的，且已证实完全适合焊膏倒装芯片组装技术传统的焊膏倒装芯片组装工艺流程包括：涂焊剂、布芯片、焊膏再流与底部填充等。但为了桷保成功而可靠的倒装芯片组装还必需留意其它事项。通常，成功始于设计。 首要的设计考虑包括焊料凸点和下凸点结构，其目的是将互连和IC键合点上的应力降至最低。假如互连设计适当的话，已知的可靠性模型可猜测出焊膏上将要泛起的题目。对IC 键合点结构、钝化、聚酰亚胺启齿以及下凸点治金(UBM)结构进行公道的设计即可实现这一目的。钝化启齿的设计必需达到下列目的：降低电流密度；减小集中应力的面积；进步电迁移的寿命；最大限度地增大UBM和焊料凸点的断面面积。 凸点位置布局是另一项设计考虑，焊料凸点的位置尽可能的对称，识别定向特征(去掉一个边角凸点)是个例外。布局设计还必需考虑顺流切片操纵不会受到任何干扰。在IC的有