传输介质课件

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网络传输介质
双绞线概述
有线 同轴电缆 光纤 无线传输媒体概述 微波 卫星 红外线
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1.1双绞线概述
双绞线的两种类型
双绞线的结构
双绞线的颜色
双绞线的接头(RJ45)
双绞线的线材等级
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双绞线的两种类型
•非屏蔽双绞线 (Unshielded Twisted-Pair, UTP) •屏蔽双绞线 (Shielded Twisted-Pair, STP) 比UTP多一层屏蔽层
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键合铜丝第一焊点变形机理及其硬度过高造成的基板损伤
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对于高纯铜键合丝来说，第二焊点的不稳定造成焊接过程中 short tail（尾丝短）问题的出现频率较高，如图所示，严重增加了 MTBA（维修间隔平均时间），降低了 UPH（每小时件数），对 于焊线数目较多的产品，该影响更为严重，部分产品只有键合金丝
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金属间化合物(Intermetallic)生长速度慢
在同等条件下，Cu/Al 界面的金属间化合物生长速度比 Au/Al 界面的慢 10 倍。因此，铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球 焊焊点。
Cu-Al金属间化合物缓慢增长
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高纯单晶铜被作为最初的键合铜线应用于微电子连接中，但 是随着键合铜线应用的广泛和在复杂电路中应用，以高纯 单晶铜为原料的键合铜丝在应用过程中暴露出一些弊端， 最为明显的问题就是其本身容易腐蚀，在室温下就可以与 氧气发生反应，高温时氧化速率会明显增大。 铜的氧化对键合铜线(直径 0.015-0.075mm)的电学性能、力 学性能和键合性能等产生严重的影响，造成键合过程中出 现 NSOP(No Stitch on Pad)(焊点不粘)现象及键合后的拉 力和球推力不能达到要求，造成器件早期失效，降低其使 用性能及器件的可靠性。
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光纤的分类
光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、 原材料和制造方法上作一归纳的，兹将各种分类举例 如下。 （1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、 红外光纤（0.85pm、1.3pm、1.55pm）。 （2）折射率分布：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变 （GI）型、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。 （3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏 振保持光纤）、多模光纤。 （4）原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材 料（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。按被 覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、 镍等）和塑料等。 （5）制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学 汽相沉（CVD）等，拉丝法有管律法（Rod intube） 和双坩锅法等。
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键合铜丝第二焊点颈部氧化现象
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目前，键合铜线多采用高纯铜为原料，其应用过程中存 在诸多问题。首先，铜键合线硬度较高，尤其是第一焊 点焊接过程中，如图所示，由于铜的加工硬化速率高于 Hv 显微 金，在第一焊点焊接后，铜线硬度增加 40%以上，这 硬度 样就增加了基板损伤的几率。
键合金丝与高纯键合铜丝硬度对比
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同轴电缆
同轴电缆的结构
同轴电缆的分类和技术标准
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同轴电缆的结构
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同轴电缆的类型和技术标准
类型 技术标准 直径 传输距离 接头 阻抗 应用的 局域网类型 细缆 0.25英寸 185m 螺旋形BNC头(端接) T形头(分接) 50 Ω 10Base2 (细缆以太网) 粗缆 0.5英寸 500m AUI 50 Ω 10Base5 (粗缆以太网)
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双绞线2
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双绞线的颜色
序号
1
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3
4
5
6
7
8
颜色 橙白
橙
绿白
蓝
蓝白
绿
棕白
棕
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双绞线的接头(RJ45)
正面
侧面
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双绞线的线材等级
类别 最大传输速度
1类 2Mbit/s
应
用
模拟和数字语音 ( 电话 ) 通信以及低速的数据传 输。
2类
3类 4类
4Mbit/s
16Mbit/s 20Mbit/s
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光纤系统的运用
多股光导纤维做成的光缆可用于通信，它的传导性能良好，传输信息容量大，一条通 路可同时容纳数十人通话；可以同时传送数十套电视节目，供自由选看。光导纤维 内窥镜可导入心脏和脑室，测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。用光 导纤维连接的激光手术刀已在临床应用，并可用作光敏法治癌。
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光纤结构
光纤结构： 光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻 璃芯（芯径一般为50或62.5μm），中 间为 低折射率硅玻璃包层（直径一般为 125μm），最外是加强用的树脂涂层。 数值孔径： 入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所 传输，只是在某个角度范围内的入射光才可 以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤 的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。
的 60%
Short tail 形成原理
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高纯键合铜丝应用过程出现的问题
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高纯键合铜丝与键合金丝 UPH 对比
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键合铜线以其低的成本因素、优良的电学性能和力学性能，在微电 子封装逐步替代金线应用于中低端半导体器件中，但实际应用中，
由于铜线本身容易腐蚀( 氧化) 、Cu/Al金属间化合物在高温高湿环
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光纤传输优点
频带宽 损耗低 重量轻 抗干扰能力强 保真度高 工作性能可靠 成本不断下降
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1.4铜线
目录
键合铜线的优势 缺陷 最新发展
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如图 1.1 所示，键合线起联结硅片电极与引线框架的外部引出端子的作用， 并传递芯片的电信号、散发芯片内产生的热量，是集成电路封装的关 键材料。
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们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛 丝一样的玻璃丝──光导纤维. 光导纤维可以用在通信技术里。1979年9 月，一条3．3公里的120路光缆通信系统 在北京建成，几年后上海、天津、武汉等 地也相继铺设了光缆线路，利用光导纤维 进行通信。 还可以制成的内窥镜 ，用于医疗. 铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨 铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以
1 传输介质
传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通 路。计算机网络中采用的传输介质可以分为有线、无线 两大类。传输介质本身的特性对网络数据通信质量有很 大的影响，这些特性包括： 物理特性，包括外观、直径等内容。 传输特性，包括信号形式、调制技术、传输速率及频带 宽度等内容。 连通性，采用点到点连接还是多点连接。 地理范围。 抗干扰性，防止噪音、电磁干扰影响数据传输的能力。 相对价格。
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准备工具和材料
UTP
RJ45接头
护套
压线钳
简易测线仪
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连接UTP和RJ45接头(1)
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连接UTP和RJ45接头(2)
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连接UTP和RJ45接头(3)
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1.2同轴电缆
网络中使用的第二种导线是同轴电缆， 和有线电视所用的电缆一样。同轴电缆较 双绞线有更好的抗干扰作用。与双绞线绞 在一起以限制干扰不同，同轴电缆由一根 为金属屏蔽层所包围的导线组成。
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1.3光纤
光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻 璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达 成的光传导工具 .
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光导纤维的发明
1870年的一天，英国物理学家丁达尔 到皇家学会的演讲厅讲光的全反射 原理，他做了一个简单的实验：在 装满水的木桶上钻个孔，然后用灯 从桶上边把水照亮。结果使观众们 大吃一惊。人们看到，放光的水从 水桶的小孔里流了出来，水流弯曲， 光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲 曲的水俘获了。人们曾经发现，光 能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输； 人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃 棒前进。这是为什么呢？ 后来经过他的研究，发现这是全反 射的作用.实际上，在弯曲的水流里， 光仍沿直线传播，只不过在内表面 上发生了多次全反射，光线经过多 次全反射向前传播。
境下容易失效等原因，在大规模集成电路及 LED封装中的应用受 到了限制; 镀钯铜线在铜线表面形成一层纯钯，能够有效提高铜线 的耐腐蚀性能及高温高湿环境下器件的可靠性;目前镀钯键合铜线 采用电镀工艺在较粗 (直径>0.15mm) 线材上电镀较厚的金属钯，
然后采用拉制工艺制备出所需规格镀钯键合铜线，而该工艺存在对
理、表面清洗、中间热处理等工艺过程，减少了对线材表面的损伤
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台积电就WLCSP发表演讲， 封装技术水平提高
半导体封装技术相关国际学会“2015 Electronic Components and Technology Conference（ECTC）”（2015年5月26～29日，美国圣地亚哥）于美国时 间2015年5月26日开幕。 全球最大的硅代工企业——台湾台积电（TSMC）在上届的“ECTC 2014” 上只做了一场演讲，而本届做了四场演讲。其中两场是关于三维积层的，其 余两场是关于晶圆级CSP（wafer-level chip scale package：WLCSP）的。 题为“A flexible interconnect technology demonstrated on a Wafer-level Chip Scale Package”的演讲（演讲序号20-2），是关于旨在提高200mm2 大面积芯片的WLCSP封装可靠性的内容。台积电不仅从事半导体前工序，还 在向晶圆级封装领域扩大业务，其技术水平备受关注。 不用底部填充树脂也 可以确保封装可靠性 一般而言，WLCSP的芯片面积越大，封装基板与硅之间的热膨胀差所导致的 应力就越大。因此，基板与WLCSP的接合处——焊球上会产生裂缝，导致封 装可靠性降低。为改善这一点，原来采取的方法是在基板封装后在基板与芯 片之间注入底部填充树脂来加固的。
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光纤的衰减
造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲， 挤压，杂质，不均匀和对接等。 本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散 射，固有吸收等。 弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散 射而损失掉，造成的损耗。 挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而 造成的损耗。 杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传 播的光，造成的损失。