浅谈电子封装技术的重要性及发展趋势

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浅谈便携式电子设备电路封装的发展趋势　

邹勇明　（中国电子科技集团公司第十三研究所　石家庄０５００５１）　工业技术　

摘要：随着目前电子科学技术的不断发展，新型便携式电子设备的需求量日渐上升，同时对其性能功能质量要求也随之提高。电子设备　的电路封装对电子产品的外观以及性能影响很大，其封装质量的好坏将直接影响电子设备的市场价值。本文，首先对目前便携式电子设备　的优势，目前发展状况等做简要介绍。最后详细探讨了其电路封装的发展趋势。　关键词：便携式电子设备　性能功能　市场价值　发展趋势　中图分类号：ＴＰ３１　９．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７２－－３　７９ｌ（２０１　０）１　Ｚ（ｃ）－００８　２－－０１　

１概述　１　１引言　

模块就是通过一系列工艺加工过程将集　成电路芯片进行封装的器件，随着封装技术　

的不断进步，出现了多芯片模块（ＭＣＭ）的概　

念。在２Ｏ世ｔｇ９０年代中期，改技术曾被广泛认　

为是电子电路芯片封装的最佳技术，但是随　

着电子工业不断发展以及封装技术的不断　更新，ＭＣＭ封装技术逐渐显露出诸多缺　

陷，其制造成本高，对于大规模的应用无法　满足需求。芯片级产品（Ｄｉｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ）的出　

现，促进了ＭＣＭ技术的大规模应用。由于　

采用芯片级产品的ＭＣＭ封装较传统的封　

装技术相比，其大大减少产品的成本以及　研发周期等突出优点，让ＭＣＭ封装技术的　优势进一步体现出来。　

１．２便携式电子设备的优势　

便携式电子设备，主要采用的是芯片　

级产品封装，在如今信息发展如此迅速的　时代，计算机、通讯、娱乐、学习等领域都应　用了电子芯片级封装技术。因此，便携式电　

子设备的主要特点有以下几个方面。　

（１）采用芯片级封装产品，具有非常优　

异的性能，其缩短芯片之间连接距离，降低　

芯片之间的信号传输延迟，增强芯片输入　输出端口的电性能。　（２）随着芯片级产品尤其是芯片级产品　

组装３Ｄ产品的应用越来越广泛，便携式电　

工业技术　２０１３年第３５期ｌ科技创新与应用　浅谈电子技术的发展趋势与特点　

唐家燕　（内蒙古赤峰市赤峰农牧学校，内蒙古赤峰０２４０３１）　

摘要：电子技术发展趋势和特点，可用“五化”来概括，即：条件极端复杂化；微型化；绿色化；集成化；高精度，多功能和智能化。　该技术涉及到信息、机械、电子、材料、能源、管理等方面的知识。对推动国民经济的发展有着重要的作用。　关键词：电子技术；发展趋势；特点；电子设备　电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技　术。随着生产和科学技术的发展，工艺革新和新材料的使用，新器件　的出现，尤其是大规模和超大规模集成电路的研制和推广，电子技　术在二十世纪发展的最为迅速，成为近代科学技术发展的一个重要　标志。它已广泛用于国防、科学、工业、医学、通讯（信息处理、传输和　交流）、广播、电视、航空、导航、无线电定位、自动控制、遥控遥测、计　算机及文化生活等各个领域。对推动国民经济的发展起着重要的作　用．因此对电子技术的探究具有重要意义。现将电子技术的发展趋　势和特点归纳为以下几个方面。　１条件极端复杂化　电子产品在生产、储存、运输和使用过程中，经常受到结构的限　制和周围环境的各种有害影响。如自身结构的高硬度、大弹性、极　大、极小、极厚、极薄和奇形怪状等；外界条件如温度、湿度、大气压　力、太阳辐射、雨、风、冰雪、灰尘、沙尘、盐雾、腐蚀性气体、霉菌、昆　虫及其他有害动物以及振动、冲击、地震、碰撞、离心加速度、声振、　摇摆、电磁干扰及雷电等。这些在一定程度上都影响了电子产品的　工作性能、使用可靠性和寿命等。所以电子技术在生产制造技术上，　必须达到极端条件的要求。而“微机电系统”就是顺应而生的产品。　２微型化　电子产品在社会生活各个领域的广泛运用，技术精良，功能齐　全，造型优美，使用方便等要求，使其产品结构正朝着微型化、小型　化方向发展。现代电子组装技术的发展、大规模集成电路、功能集成　件及系统功能集成件不断涌现，为实现上述要求提供了技术保证。　而作为电子产品基础的各种电子元件则由大、重、厚，向短、小、轻、　薄方向发展。如在电子产品结构材料上可以使用一些塑料的电子材　料、钛合金、镁合金或是一些工程塑料合金来实现电子产品的轻薄　化。而在连接设计上可用无引线的片式元件（ＳＭＣ）和片状器件　（ＳＭＤ）实现短小化。贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的　１Ｏ左右。一般采用ＳＭＴ之后，电子产品体积缩小４０％～６０％，重量减　轻６０％～８０％。如目前的手机和掌上电脑的结构和组装。其结构材料　一般采用工程塑料，结构形式也各不相同，但基本都是采用螺钉、内　外卡连接固定，用表面贴装技术装配而成的微型化产品。　３绿色化　绿色化是电子技术未来发展的必然趋势。２００６年７月１日欧盟　《关于在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令（ＲｏＨＳ）》正式　生效。ＲｏＨＳ要求电子电器产品中所用的元器件原材料（单一均质材　料）中的六种有害物质含量不能超过限额值。目前限制使用的物质　有铅（Ｐｂ）、镉（ｃｄ）、汞（Ｈ　、六价铬（Ｃｒ＋６）、多嗅联苯（ＰＢＢ）、多嗅二苯醚　（ＰＢＤＥ），其限量标准分别是：１０００ｍｇ／ｋｇ、１００ｍｇ／ｋｇ、１０００ｍｇ／ｋｇ、　ｌＯ００ｍｇ／ｋｇ、ｌＯ００ｍｇ／ｋｇ、１０００ｍｇ／ｋｇ。我国也与２００６年２月２８日正式　发布了《电子信息产品污染控制管理办法》。这一系列与此对应的办　法的发布实施，有助于保护人类健康和报废电子电气设备合乎环境　要求的回收恶化处理，同时也是一个技术壁垒，提高产品进入市场　的准入门槛，使科技和环保实现可持续发展。人与自然界的和谐统　Ｏ　４集成化　它主要包括三个方面：现代技术的集成、加工技术的集成和企　业管理的集成。其中，实现电子系统集成化的关键是微组装技术　（Ｍｉｃｍｅｌｅｃｔｍｎｉｃｓ　Ｐａｃｋａｇｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，简称为Ｍ　ＰｒＩ１）和表面组装技　术（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｕｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，简称为ＳＭＴ）。ＭＰＴ利用三维微型　组件、大规模集成电路（ＶＬＳＩＣ）、超大规模集成电路（ＵＬＳＩＣ）和超高　速集成电路（ＵＨＳＩＣ）等元器件，采用自动表面安装、多层混合组装　和裸芯片组装方法来实现电子产品的集成化。ＳＭＴ则是用自动组装　设备将片式化、微型化的无引线或短引线表面组装元件、器件直接　贴、焊到印制线路板表面或其他基板的表面位置上来实现电子产品　的集成化。　５高精度，多功能和智能化　现代电子技术往往要求高精度，多功能和智能化，有的还引入　了计算机系统，因而其控制系统较为复杂。精密机械广泛地应用于　电子设备是现代电子设备的～大特点。　高精度往往要求超净、超纯和超精。例如在微电子制造中，不仅　对加工车间里的尘埃颗粒直径，颗粒数，芯片材料中的有害杂质含　量有严格限制，甚至要求加工精度达到纳米级。　智能化装备的基础是计算机智能技术，目前计算机技术已经被　广泛应用于电子电路的设计和仿真，集成电路的版图设计、印刷电　路板（ＰＣＢ）的设计和可编程器件的编程等各项工作中。　自控技术、计算技术和精密机械的紧密结合使电子产品具有更　全面的功能，比如具有更高级的人类思维能力，只有想不到没有做　不到。它们之间的紧密结合使电子设备的精度和自动化程度达到了　相当高的水平。　电子技术是信息、智力、知识密集型技术，其耗能低，污染少。展　望电子设备的前景，电子技术将会跟随时代的脚步不断的创新，更　高更好的新技术必将开拓更广的领域，其良好的运用将很好的促进　我国的现代化建设。　参考文献　［１ｌ王隆太，等．先进制造技术［Ｍ１．北京：机械工业出版社，２００３．　【２】张平亮，等．先进制造技术［Ｍ１．北京：高等教育出版社，２００９．　【３］冯宪章．先进制造技术基础ｆＭ】．北京：北京理工大学出版社，２００９．　［４］Ｙ－素芹．电力电子技术的发展及应用『Ｊ１．科技创新导报，２００９．　作者简介：唐家燕（１９８６，１一），女，籍贯：内蒙古赤峰市，现职称：　初级讲师，学历：大学本科，研究方向：电子信息技术。　

IT大视野

数码世界 P.46浅谈电子科学与技术专业的现状及发展趋势

朱兴泽 成都师范学院 摘要：随着国家经济的不断发展与繁荣，对于科技领域的投入规模也越发拓展。在大数据时代下，各大高校的电子科学与技术专业拥有了更为广阔的发展前景。但在目前的电子科学与技术专业教学中却存在着一些问题，下文就围绕着这些问题以及其建设与发展趋势进行探究。关键词：电子科学与技术 现状 发展趋势

伴随着国家社会主义现代化建设事业的不断发展，电子信息科

学与技术也在我国的社会建设中发挥着越来越重要的作用。目前，

我国的大部分高校为了顺应社会发展的需求都已经专门开设了电子

科学与技术专业，以期为行业建设输出高质量人才。但在目前的专

业教学进程中却呈现出一些问题。

1 电子科学与技术专业发展现状1.1缺乏专业特色国内的电子科学与技术专业建设起步较晚，因此尚处于初级发

展时期，还拥有着广阔的上升空间。大部分高校都仅仅是为了迎合

信息技术社会发展的需求而开设此专业的，因此缺乏对于电子科学

与技术教学内容与教育目标的深入研究。一些高校的专业口径设置

过宽，乃至于无法有效展现出专业特色。甚至于部分高校在设置电

子科学与技术专业的教学内容时，无法将其与电子信息工程专业的

教学内容区分开来，在两种专业的教学目标的制定上也存在着明显

的相似性。

1.2师资力量无法满足教学需求由于我国的信息化建设起步较晚，因此涉及到信息技术领域的

电子科学与技术专业也尚未构建出成熟的教学体系。大部分高校并

未引起对电子科学与技术专业教育的重视，因此在进行师资队伍的

建设时也存在着大量的不足。有些院校没有严格把控专业教师招聘

的关卡，引入了一些刚刚毕业，还并未具备充足的实践经验的研究生。

而部分院校甚至并未聘请电子科学与技术专业的教师，而是与一些

社会机构进行了合作，或者直接要求其他专业教师来进行代课。再

加之学校的师资结构布排不合理，从而对电子科学与技术专业发展

带来极大的阻碍。

1.3实践力度不足在任何专业教学的过程中，理论与实践都占据着同样重要的地

（2）集成电路封装行业现状及前景分析

集成电路封装简介

集成电路封装：在电子学金字塔中的位置既是金字塔的尖顶又是金字塔的基座。说它同时处在这两种位置都有很充分的根据。从电子元器件（如晶体管）的密度这个角度上来说，IC代表了电子学的尖端。但是IC又是一个起始点，是一种基本结构单元，是组成我们生活中大多数电子系统的基础。同样，IC不仅仅是单块芯片或者基本电子结构，IC的种类千差万别（模拟电路、数字电路、射频电路、传感器等），因而对于封装的需求和要求也各不相同。本文对IC封装技术做了全面的回顾，以粗线条的方式介绍了制造这些不可缺少的封装结构时用到的各种材料和工艺。

集成电路封装不仅起到集成电路芯片内键合点与外部进行电气连接的作用，也为集成电路芯片提供了一个稳定可靠的工作环境，对集成电路芯片起到机械或环境保护的作用，从而集成电路芯片能够发挥正常的功能，并保证其具有高稳定性和可靠性。总之，集成电路封装质量的好坏，对集成电路总体的性能优劣关系很大。因此，封装应具有较强的机械性能、良好的电气性能、散热性能和化学稳定性。

虽然IC的物理结构、应用领域、I/O数量差异很大，但是IC封装的作用和功能却差别不大，封装的目的也相当的一致。作为“芯片的保护者”，封装起到了好几个作用，归纳起来主要有两个根本的功能：

（1）保护芯片，使其免受物理损伤；

（2）重新分布I/O，获得更易于在装配中处理的引脚节距。封装还有其他一些次要的作用，比如提供一种更易于标准化的结构，为芯片提供散热通路，使芯片避免产生α粒子造成的软错误，以及提供一种更方便于测试和老化试验的结构。封装还能用于多个IC的互连。可以使用引线键合技术等标准的互连技术来直接进行互连。或者也可用封装提供的互连通路，如混合封装技术、多芯片组件（MCM）、系统级封装（SiP）以及更广泛的系统体积小型化和互连（VSMI）概念所包含的其他方法中使用的互连通路，来间接地进行互连。 随着微电子机械系统（MEMS）器件和片上实验室（lab-on-chip）器件的不断发展，封装起到了更多的作用：如限制芯片与外界的接触、满足压差的要求以及满足化学和大气环境的要求。人们还日益关注并积极投身于光电子封装的研究，以满足这一重要领域不断发展的要求。最近几年人们对IC封装的重要性和不断增加的功能的看法发生了很大的转变，IC封装已经成为了和IC本身一样重要的一个领域。这是因为在很多情况下，IC的性能受到IC封装的制约，因此，人们越来越注重发展IC封装技术以迎接新的挑战。