微电子封装技术论文

微电子封装技术论文（精选9篇）

1.微电子封装技术论文 篇一

【引言】：近年来，各种各样的电子产品已经在工业、农业、国防和日常生活中得到了广泛的用。伴随着电子科学技术的蓬勃发展，使得微电子工业发展迅猛，这很大程度上是得益于微电子封装技术的高速发展。这样必然要求微电子封装要更好、更轻、更薄、封装密度更高，更好的电性能和热性能，更高的可靠性，更高的性能价格比，因此采用什么样的封装关键技术就显得尤为重要。

1. 微电子封装的概述

1.1微电子封装的概念

微电子封装是指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出连线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。在更广的意义上讲，是指将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确定整个系统综合性能的工程【1】。

1.2微电子封装的目的

微电子封装的目的在于保护芯片不受或少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使电路具有稳定、正常的功能。

1.3微电子封装的技术领域

微电子封装技术涵盖的技术面积广，属于复杂的系统工程。它涉及物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等各门学科，也使用金属、陶瓷、玻璃、高分子等各种各样的材料，因此微电子封装是一门跨学科知识整合的科学，整合了产品的电气特性、热传导特性、可靠性、材料与工艺技术的应用以及成本价格等因素。

2 微电子封装领域中的关键技术

目前，在微电子封装领域中，所能够采用的工艺技术有多种。主要包括了栅阵列封装（BGA）、倒装芯片技术（FC）、芯片规模封装（CSP）、系统级封装（SIP）、三维（3D）封装等（以下用简称代替）【2】。下面对这些微电子封装关键技术进行一一介绍，具体如下：

2.1 栅阵列封装

BGA是目前 微电子封装的主流技术，应用范围大多以主板芯片组和CPU等大规模集成电路封装为主。BGA的特点在于引线长度比较短，但是引线与引线之间的间距比较大，可有效避免精细间距器件中经常会遇到的翘曲和共面度问题。相比其他封装方式，BGA的优势在于引线见巨大，可容纳更多I/0；可靠性高，焊点牢固，不会损伤引脚；有较好的点特性，频率特性好；能与贴装工艺和设备良好兼容等。

2.2 倒装芯片关键技术

倒装芯片技术，即：FCW。其工艺实现流程就是将电路基板芯片上的有源区采用相对的方式，将衬底和芯片通过芯片上的焊料凸点进行连接，需要说明的是，这些凸点是呈阵列的方式排列。采用这种封装的方式，其最大的特点就在于具有比较高的I/O密度。而其相对于其他微电子封装技术的优势在于：第一，具备良好散热性能；第二，外形尺寸减小；第三，寿命提升，可靠性良好；第四，具备较高密度的I/O；第五，裸芯片的具备可测试性。

2.3 芯片规模封装

CSP是与BGA处于同一个时代的封装技术。CSP在实际运用中，采用了许多BGA的形式。一般行业中在对二者进行区分时，主要是以焊球节距作为参考标准。一般焊球节距作小于1mm便是CSP，而高于1mm便是BGA。相对于BGA，CSP具有很多突出的`优势，如：具备优良的电、热性；具备高封装密度；超小型封装；易于焊接、更换和修正；容易测定和老化；操作简便等。主要有适用于储存器的少引脚CSP和适用于ASCI的多引脚CSP。

2.4三维（3D）封装

三维封装，即是向空间发展的微电子组装的高密度化。它不但使用组装密度更高，也使其功能更多、传输速度更高、功耗更低、性能及可靠性更好等。

2.5多芯片模式

多芯片模式（MCM），是指多个半导体裸芯片表面安装在同一块布线基板上。按基板材料不同，分为MCM-L、MCM-C、MCM-D三大类。

①MCM-L是指用通常玻璃、环氧树脂制作多层印刷电路基板的模式。布线密度高而价格较低。

②MCM-C通过厚膜技术形成多层布线陶瓷，滨海高以此作为基板。布线密度比MCM-L高。

③MCM-D通过薄膜技术形成多层布线陶瓷或者直接采用Si、Al作为基板，布线密度最高，价格也高。

2.6系统级封装

SIP是将多种功能芯片，包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内，从而实现一个基本完整的功能。与SOC（System On a Chip系统级芯片）相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式，而SOC则是高度集成的芯片产品。

3.微电子封装领域的应用前景

21世纪的微电子封装概念已从传统的面向器件转为面向系统，即在封装的信号传递、支持载体、热传导、芯片保护等传统功能的基础上进一步扩展，利用薄膜、厚膜工艺以及嵌入工艺将系统的信号传输电路及大部分有源、无源元件进行集成，并与芯片的高密度封装和元器件外贴工艺相结合，从而实现对系统的封装集成，达到最高密度的封装。

在近期内，BGA技术将以其性能和价格的优势以最快增长速度作为封装的主流技术继续向前发展；CSP技术有着很好的前景，随着其成本的逐步降低将广泛用于快速存储器、逻辑电路和ASIC等器件在各类产品中的封装；在今后不断的封装中，FCT技术将作为一种基本的主流封装技术渗透于各种不同的封装形式中；随着便携式电子设备市场的迅速扩大，适用于高速、高性能的MCM发展速度相当惊人；三维封装是发展前景最佳的封装技术，随着其工艺的进一步成熟，它将成为应用最广泛的封装技术【3】。

结束语

关键性封装技术在推动更高性能、更低功耗、更低成本和更小形状因子的产品上发挥着至关重要的作用。在芯片-封装协同设计以及为满足各种可靠性要求而使用具成本效益的材料和工艺方面，还存在很多挑战。为满足当前需求并使设备具备高产量大产能的能力，业界还需要在技术和制造方面进行众多的创新研究。

【参考文献】：

[1]罗艳碧.第四代微电子封装技术-TVS技术及其发展[J].科技创新与应用，（7）：3-4.

[2]关晓丹，梁万雷.微电子封装技术及发展趋势综述[J].北华航天工业学院学报，（1）：34-37.

[3]张力元.微电子封装技术的发展趋势[J].云南科技管理，（4）：42-45

2.微电子封装技术论文 篇二

关键词：封装工艺,电气互联,高频焊接

当前信息时代, 人们在应用电子元件对设备进行控制时不再只是简单的将之组装在一起对设备进行控制。而是通过与机械设备的传动控制设备连接在一起, 通过形成一个能够完成某项具体工作的控制系统的方式实现对应的连接和操作。这时, 各个电子器件之间的电气连接成为了影响电子设备高可靠性工作的重要因素。作为一项涉及知识面广、综合性强、技术性能高的核心技术, 其在生产过程中得到了广泛的应用。与此同时, 为了保证电子器件能够长时间稳定工作, 对连接之后的电子器件进行气密封装也尤为重要。因此, 完美互联之后的气密封装是保证规模化电气器件设备稳定工作的根本。

1 电子器件间互联技术的基本内容与作用

1.1 电子器件间互联技术的基本内容

电子器件的互联技术主要包括互联材料、元器件、互联工艺、联接方式以及互联系统等几部分构成, 其中各项技术为电子器件之间的可靠联接提供了丰富的技术保障。例如, 电气器件中的插装、贴装元件;元件基板、印刷电路板等。如何将电气器件合理的装设在母板之上就需要对应的互联技术、互联工艺等。同时, 如元器件里有插装和贴装元件;基板分为元件基板和印刷电路板、互联母板等, 如何把元器件装到基板上, 就需要利用相对应的互联技术, 将之安装、焊接在电路板上。在联接的过程中, 还需要考虑环境温度、机械强度以及加工工艺等相关因素。

1.2 电子器件互联技术的作用

1) 电子器件的互联技术使得元器件朝着精细化方向发展

随着电子器件制造工艺以及互联工艺技术的不断发展, 使得电子元器件可以插装于线路板上, 从而改变了传统的将微型器件直接粘贴于基板表面的方式。同时, 基板还可以是双面、多层电路, 使得电子元件朝着小型化、集成化、高性能化的方向发展。例如, 使用的铝电解电容、钽电容改片式之后, 元件的性能参数、精密程度都得到了明显提升。同时, 通过电子器件互联技术, 有效的减少了分立元件的安装, 使得虚焊、脱焊等故障问题明显减少, 提高了元器件的使用寿命和使用性能。

2) 电子器件互联技术有效提高了制造业水平

随着高集成微型电子器件的大量使用, 超薄型智能计算机、LED液晶面板以及制造业中的机电设备等都得到了迅速的应用。其内部采用的精密互联技术使得电子器件的制造工艺更加高速、精密。尤其是在当前电子设备组装化、集成化、IC成扁平化、引脚阵列化以及芯片叠层化的发展, 使得对应的制造业水平得到了明显提高。

2 电子器件互联组装工艺系统 (SMT)

在电子器件的互联组装过程中, 采用的工艺系统主要包括全表面组装、表面组装以及插装混合组装等三种形式。其通过整合光、机、电技术, 形成了一个可以与计算机控制技术相互配合的综合体系。随着组装技术自动化程度的不断提高、精度不断提高, 电气器件的互联组装成本也对应得到提高。且对设备的使用环境提出了更高的要求, 其维护与使用成本增加等缺点也不断暴露出来。因此, 在电子器件的设备过程中, 要对各项因素进行综合考虑, 选择一个合理的元件进行匹配, 同时对参与工艺设计、制造等工作的人员提出了更高的要求。

在生产的过程中, 可以将SMT组装系统氛围单面、双面组装两种形式。通常使用的双面组装系统的各条单面SMA组装系统还可以用于双面SMA组装工艺, 在配备焊膏自动印刷机、自动点胶机等设备之后能够满足不同工艺需求的电子器件组装工作。在计算机构成的控制系统控制之下, 对数据进行检测, 通过反馈调节的方式对伺服控制系统进行及时矫正, 使得整个系统实现自动化。

3 提高电子器件封装工艺水平的相关技术

3.1 陶瓷尺寸精度、平整度控制

对于外壳为陶瓷的互联电子器件, 其采用的陶瓷封装外壳通常是由多种不同材料的零件装配、组合以及焊接而成的。因此, 在封装过程中对零件的尺寸公差等严格控制, 通常其误差要求控制在“微米级”之内。在采用将陶瓷外壳与金属零件焊接而成的方式时, 陶瓷自身的尺寸精度以及平整度等都对焊接质量以及焊接之后的气密性有直接影响。由于陶瓷外壳的质量对设备的电子元器件的可靠性有直接影响, 因此其加工过程中对外壳的工艺提出了严格的要求。

根据本人在校企合作中长期的生产实践, 对影响陶瓷烧结收缩尺寸精度的因素进行总结, 主要包括如下几个方面:

通常而言, 普通陶瓷在正常烧结时发生的尺寸收缩率在±1%左右, 而这么高的尺寸误差难以满足设备的后期使用要求。在烧结过程中, 由于使用了推板式的烧结炉进行陶瓷烧结, 烧结温度会随着进炉量的不同而略有波动, 所以在烧结过程中对烧结温度、配热等进行控制是控制烧结收缩率的一个关键工艺技术。在调节过程中, 可以采用配热瓷对产品进炉后的温度进行微小调节, 同时应该对进炉数量进行严格控制, 以对烧结收缩率进行良好控制。通常而言, 通过适当的调节和控制, 调节精度可以达到±0.2mm, 能够满足后期对陶瓷的尺寸要求。

对自由收缩的陶瓷层而言, 由于其内部不会产生应力, 只会出现致密化收缩现象。但是当采用双层共烧技术时, 任何一层的变形都会由于发生受约束变形而导致内部应力的产生。在该内部应力的作用下, 采用叠层复合材料制成的封装材料必然会通过发送开裂、弯曲等方式来释放内部应力, 对封装结构造成破坏。

3.2 金属化强度

对于高可靠性要求的陶瓷金属外壳, 要求陶瓷与金属器件之间具有较高的结合强度, 通过提高其密封强度、气密性强度的方式来提高元器件的封装可靠性。而金属化强度将直接影响到电子元器件的封装与气密性。因此, 作为影响电子元器件封装失效性的主要因素, 根据封装强度的大小来确定金属化强度是否达到要求显得尤为必要。

部分学者在研究的过程中, 认为影响金属化强度的重要因素——金属化粘结激励是存在于玻璃相的迁移, 而不是化学反应。而所谓的玻璃相迁移, 其本质是一种毛细流动, 在迁移过程中以液态玻璃相的表面张力作为动力。为了使得氧化铝陶瓷中的毛细管能够通过玻璃相迁移进入到金属化层毛细管中, 并且形成稳固的金属化层, 则必须确保金属化层的毛细引力大于毛细引力。

与此同时, 通过对金属化浆料中的溶剂成分进行控制, 通过添加适当的添加剂可以达到是陶瓷与金属良好结合、浸润的目的, 从保证其在烧结之前就可以与生瓷通过相互渗透形成对应稳定的结合面。由于该界面只存在于陶瓷与金属化的结合处, 而没有逐步向陶瓷体内部的纵深方向发展, 所以对上、下层之间的绝缘电阻没有影响, 只是对烧结过程中结合的强度有所提高, 从而提高了电子元器件的密封强度。通过以上工艺操作, 使得封装之后的元器件金属化强度达到1.086 kg, 基本能够满足对应的强度要求。

3.3 平行封焊技术的应用

在金属元器件的焊接过程中, 高质量的封焊技术是电子元器件得以焊接良好的根本。当前, 平行封焊技术是电子元器件封装过程中广泛采用的一种焊接技术。在焊接的过程中, 实际上就是将电能转化为热能的过程。在焊接过程中通过控制电源的能量释放, 将热量均匀的释放于封装盖板、基座的边缘, 将两者熔接于一处。当前, 平行焊接技术广泛应用于光电器件、石英晶体以及集成电路的焊接中, 且封装的大部分器件为方形。图2是利用平行封焊焊接的电子元器件:

在焊接过程中, 主要通过对焊接温度、封焊压力、焊接电源等进行控制达到保证焊接质量的目的。

1) 降低焊接温度

由于电子器件对温度的波动较为敏感, 稍大的温度变化都将影响其工作性能。因此, 为了避免在焊接过程中由于焊接热量向封装的内部敏感器件、电路等传导, 影响内部电子器件的正常使用, 一般采用为材料增加镀层的方式来降低焊接材料的熔点, 减少热量的扩散。封焊过程中, 对于平行封焊一般是采用镀镍、镀金或者是镍合金, 将之均匀的。例如, 当电镀镍合金之后, 焊接熔点将降至880℃, 而电镀镍时, 焊接熔点为995℃。

2) 封焊压力的控制

封焊压力对焊接质量的控制有重要影响, 当封焊压力过大时, 焊接面之间的接触电阻将减小, 接触面之间消耗的热量越多;当焊接压力较小时, 焊接面间的接触电阻降低, 所消耗的热量自然也降低。所以, 为了保证能量得以稳定的传输, 确保其最佳的封焊效果, 则必须保证焊接过程中电极的稳定焊接压力, 从而确保接触电阻值恒定, 封焊质量最佳。通常而言, 在焊接过程中压力控制系统一般采用闭环控制系统, 系统通过实时监控气缸入口的压力反馈值来调整监控压力, 使得输出的压力处于一个合理范围内稳定变化。

3) 焊接电源的选择

当前最先进的电子器件焊接电源为高频逆变电源, 其具有实时反馈、动态响应快扥特点, 对能量脉冲可以实现精确控制。在平行封焊过程中, 可以采用美国Miyachi Unitek生产的HF25焊接电源, 能达到焊接点致密、精度高的焊接质量。图3为封焊电源能量输出图。

4 结论

电子元器件间的联接和封装是电子元器件生产制造的关键环节, 在生产过程中应该对影响两者制造质量的工艺技术进行分析, 并通过实时控制的方式提高联接、封装质量。

参考文献

[1]张锡忠.浅谈电气互联技术[J].机电工程技术, 2012, 41 (3) :91-94.

[2]庞学满, 等.提高微波器件封装可靠性的工艺研究[J].固体电子学研究与进展, 2011, 31 (4) :383-386.

[3]宋慧芳.微电子器件封装铜线键合可行性分析[J].电子与封装, 2012, 12 (2) :12-14.

3.微电子封装技术论文 篇三

【关键词】机械设计基础 教学改革 电子封装技术

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2015）06C-0076-02

机械设计基础课程是高等学校电子封装技术专业的一门重要的专业基础必修课。它在完成机械制图、工程材料及机械制造基础、金工实习、理论力学和材料力学等主要先修课程的基础上教学，为电子封装技术专业的学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础，在专业课程设置中起着承前启后的纽带作用；为培养从事工艺、运行、管理的技术人员，使其在了解机械的传动原理，设备的选购、正确使用与维护及故障分析等方面提供必要的基本知识。该课程设置在专业课程之前，此时的学生对机械设计的相关概念及理论认识较浅，面对课程概念多、原理难、内容抽象、实践性强等特点，往往会感到困难和枯燥，学习兴趣大打折扣。针对电子封装技术专业的培养目标，要使学生在有限的时间内掌握常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法，需要教师结合专业特点，充分利用包括通用和专业实验设备在内的资源和条件，有针对性地安排教学内容，灵活运用教学方法，重视实践教学环节，以期提高教学质量。

一、课程教学存在的问题

（一）教学目的针对性不强

电子封装技术专业机械设计基础课程的目的是为学习半导体制造工艺设备、电子封装与组装设备和片式元件制造工艺及设备等专业机械设备打基础，强调的是其基础性和应用性，而不是像机械设计专业学生以能够设计机器为目标。因此，学生不需要对复杂的设计计算公式和方法理解得完全透彻明白，而主要是能够运用这些公式、定理来解决专业机械设备学习过程中的疑问，能够在将来的工作和学习中解决在购置、管理、使用及维护专业设备中遇到的一些机械方面的问题。

（二）学生重视程度不够，学习兴趣不高

有学生片面地认为，电子封装技术专业主要是学习电子封装制造方面的知识，不设计机械，机械设计基础课程不用好好学，用处不大，在思想上没有正视课程的重要性。另外，学生感到课程内容抽象、枯燥、杂乱无章，学习困难，产生厌学情绪，消极应付，直接影响学习效果。

（三）教学方法单一，过分依赖多媒体

课程中的理论设计计算可以说贯穿整本教材，容易采用单一的教学方法；且理论性强，知识点众多，初学者容易混淆遗忘，理解掌握困难。再者，教学大都采用多媒体，虽然节省了板书时间，但由于信息量大，教学进度变快，学生的思路跟不上教师的讲解进度，使学生连思考的时间都没有，对需要掌握的知识点感到无所适从。

（四）实验室建设滞后

由于场地、经费等现实条件的限制，场地有限，实验设备不能及时更新，开出的实验项目受限；教学方式以教师讲解、学生观摩为主，学生不能亲自操作、感受实验的整个过程，好奇心不能得到满足，想法不能得到验证，对学生的实践能力提高不大，实验效果不佳。

二、教学改进途径

（一）转变观念

重视课程在电子封装技术专业课程体系中及在教学中的重要性介绍，上好第一堂课，让学生清楚了解该课程的纽带作用。在条件允许的情况下，增加参观实验室环节，通过介绍实验设备特别是本专业的教学科研仪器设备，使学生了解课程在机械设备中的重要地位。在此基础上，始终保持学习兴趣是激发学生学习动机的有效方法。这就需要采用灵活的授课方式（例如实物教学、设问式教学、专题讨论等）、多样的教学内容表现形式（例如动画演示、模拟仿真、图表比较等），充分发挥学生的主体能动性，激发学生的求知欲和学习兴趣，提高教学效果。

（二）优化整合教学内容

从机械设计角度讲，电子封装技术专业培养目标是使学生掌握封装设备运行与维护的专业知识和技能，毕业后成为在通信设备、军事电子设备相关厂家及科研机构从事生产及经营管理等方面工作的工程应用型高素质复合人才。根据此目标，课程内容应选择与本专业结合紧密的教学内容，特别是与专业设备密切相关的内容，主要包括各类机构和传动、连接和轴承等，使学生在有限的时间和精力上，掌握与本学科专业知识相联系的机构和零部件的工作原理及设计方法等基础内容，为后面的专业课学习打下坚实的基础。

（下转第104页）

（上接第76页）

（三）用好多媒体，板书辅助

多媒体教学是一种正在蓬勃发展的现代化教学手段，具有直观性、图文声像并茂、交互性、动态性、可重复性等诸多优点，可以生动形象地展示教学内容，充分调动学生的视觉、听觉系统，使学生在开阔视野的同时，调动学习积极性和能动性，但要避免多媒体教学的弊端，把握好教学节奏。当然，多媒体教学并不能完全取代传统的板书。板书教学更能适应学生的思维方式，更有利于学生记笔记和互动。教师能够随时通过观察学生的表情和积极性，而及时放慢或加快讲授速度，充分合理地利用时间。作为当前最为普遍使用的两大教学手段，采用以多媒体教学为主、板书教学为辅的联合教学方式，合理运用，无疑可以提高教学效果。

（四）实践环节应强调学以致用

电子封装技术专业的实践环节，应从本专业的社会需求出发，培养学生的实践动手能力，关注知识综合应用能力，重点解决与电子封装仪器设备直接相关的机械结构设计，运动学分析和动力学分析三个方面的能力。实验应体现设计性、综合性、研究性和系统性，实现实验教学学以致用的目标。

（五）充分利用网络资源

网络正在成为人们工作、生活和学习中不可或缺的部分，在教育教学方面也扮演着越来越重要的角色。网络教学、在线答疑、远程教育、资料查阅等网络资源，可谓丰富多彩，且具有实时性、快捷性、动态性等优点。充分合理地利用这些资源，不仅有利于学生自主学习，也提高了教学效率和教学质量。

随着社会对电子封装技术人才的专业知识结构、综合素质及实践能力等各方面要求的提高，机械设计基础课程的教学内容、授课方式也应进行相应的调整与改革。在优化教学内容的基础上，采用现代技术与传统教学相结合的教学模式，运用灵活多样的教学手段，激发学生学习的主动性，提高学生独立思考、解决问题的能力，以达到教学相长的目的。

【参考文献】

[1]杨柯祯，程光蕴，李仲生，钱瑞明.机械设计基础（第六版）[M].北京：高等教育出版社，2013

[2]周志刚，徐芳.机械设计基础教学质量控制及创新能力培养[J].实验室研究与探索，2013（10）

[3]陈厚荣.非机械专业机械设计基础课程教学方法探讨[J].西南农业大学学报：社会科学版，2012（5）

【基金项目】广西微电子制造工程特色专业（桂教高教[2011]66号）；桂林电子科技大学电子工程训练实习内容多样化改革与实施项目（ZL2454）

【作者简介】范 勇（1975- ），男，桂林电子科技大学讲师，研究方向：表面组装技术及教学。

4.先进封装技术 篇四

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。

图2.复杂的芯片叠层和互连方案需要谨慎的机械和电学建模

未来的工具必须通过访问同一个CAD数据库，在所有这三个约束下进行迭代分析，不需要用户干预就可自动进行网格划分，并通过合适参数的成本-功能最小化来优化设计。软件工具提供商要么考虑这些关键需求，要么去冒出局的风险（图2）。

电学建模的目标是精确地分析整个系统，包括从源芯片和封装体通过对应PCB板进入要接收的芯片内部。不断增加的系统性能和结构复杂性，给电学建模提出了很大挑战。在较高频率下，系统中较多的结构接近相当大比例的波长尺寸，将伴生有电磁干扰（EMI）的耦合风险。所用传输线或波导器件数目的增加，使得时序分析更加关键，也要求将诸如介质层厚度和连线宽度等制造误差包含进去。对于叠层芯片、叠层封装等三维封装以及穿透硅通孔（TSV）等互连技术，工程师必须考虑与芯片顶部和芯片底部结构的耦合。为应对这些新出现的复杂性，业界需要新型求解算法和问题分割来突破目前在求解速度和问题规模方面的限制。

工程师使用热学建模来优化芯片、封装和系统的功率承载能力，确保在使用过程中芯片不

会超过结温限制。热学问题通常是一个系统（甚至包括使用芯片的结构）问题，因为系统和结构是造成一个独立芯片热沉的原因。必须考虑空气流动、系统内部构造、外部环境、临近组件位置以及其他一些因素，以准确预测系统工作温度。三维封装将功率集中于更小体积之内，需要进行充分的测量来管理增加的功率密度，要在芯片热点分布的分辨率水平上进行分析。在这种系统复杂性水平上，进行热学建模面临很大挑战，业界正进行广泛合作来为不同等级的域开发合适的集总模型和边界条件。

热机械分析主要为了确保电子组件最优的制造可行性和可靠性，同时也指导新型TSV技术的可靠性研究和片上介质层的材料选择。系统设计则集中于冲击负荷和振动条件下如何提高可靠性。MEMS也需要协同设计，需要在各种封装应力下调节器件性能。最重要的是，工程师必须了解诸如热膨胀、模量、拉伸强度、粘性行为和疲劳行为等材料性能，来提供有效的可靠性预测。不仅要在室温条件下获取粘性和疲劳特性，还需要在焊球回流温度和温度循环极限条件下获取。

互连

传统的互连选择包括在成本敏感的高性能应用中的引线键合和焊球倒装芯片。随着电子产业更加转向消费类产品，即使对于高性能产品，成本也变得更加重要。消费类产品所需的便携性也增加了尺寸的重要性，推动了引线键合以及焊球倒装芯片互连节距的降低，也为新型互连技术的发展提供了动力。

在某些情况下节距低于150μm，传统的焊料凸点倒装芯片互连已不能提供足够的可制造性或可靠性，除了尺寸最小的芯片外。芯片与衬底的支起高度已经达到或低于凸点的半节距，影响了倒装芯片器件的可制造性和可靠性。在一些临界值下，由于邻近凸点以及芯片与衬底表面构成的通道非常小，芯片下填充物流动的阻力超过了毛细管效应提供的动力。

图3.图示铜柱拥有2.5:1的高宽比

实际应用中越来越多的采用带有焊料帽的铜柱来替代传统的焊球凸点，这种铜柱可提供与引线键合节距相同的倒装芯片方案。与焊球互连不同，基于铜柱的互连可以拥有大于1:1的高度直径比。对于给定的芯片节距，与焊球互连相比，铜柱之间以及芯片与衬底之间的间隙要大得多，从而可以获得更好的可制造性和可靠性。增加支起高度带来的不利影响是芯片与衬底间共面容差的降低，因为减小的焊料高度只能容许更小的接合高度变化。

铜柱互连技术的研究仍处于高校研发阶段。它的潜在好处包括：全铜结构（没有焊料或者金属间化合物）带来的较高的结构整体性，低于25μm的互连节距，以及因更高的高宽比（大于等于4:1）和互连强度而不需要进行底部填充。铜柱通过电镀的方式在芯片和/或衬底上制作，接合工艺使用化学镀铜的方式填充铜柱间或铜柱与焊盘间的空隙（图3）。它允许相对大的芯片和衬底间的共面容差。

材料

新材料推动不同的工艺相互作用，并改变互连、界面和可靠性等对应的物理特性。举例来说，在键合中转而使用铜线将带来新的现象，必须进行相应研究和表征。

绿色材料的引入大大影响了引线框架封装的可制造性、成本以及可靠性。其他的一些因素

包括，诸如汽车发动机腔体的高温环境，高电压（500-1000V）需求，用于高功率IC的高导电率芯片粘结材料，以及用于高电流承载的厚导体。在引线框架、模塑混合物和互连线中使用的传统材料的替代品正在出现，这包括铝引线框架、无金丝互连，以及与超薄芯片一起使用的低成本注模技术。

对于大多数倒装芯片封装来说，底部填充需使用另一种关键材料。目前的底部填充材料必须满足一些相互冲突的需求。它们必须在填充过程中表现良好，必须在不断缩小的空隙间迅速流动，必须可以保护焊球连接和有效电路免受热机械应力的影响，还必须在多次暴露于高温高湿环境之后保持性能。最新的底部填充材料使用尺寸分布较窄的亚微米填充物和多种添加剂，这些添加剂可以调节材料的粘性、模量、热膨胀系数（CTE）和玻璃转化温度（Tg），在保证使用超低k介质的有效电路叠层的低应力情况下成功增强新型硬质无铅焊料的性能。

在选择底部填充材料过程中，工程师们必须同时考虑在芯片粘结回流工艺中使用的助焊剂。无铅焊料使用的助焊剂比铅锡焊料使用的助焊剂更加有效，后者通常引起比较讨厌的回流后助焊剂残留物。这些残留物将与底部填充材料反应，形成性能不佳的混合物。一种潜在的解决方法是使用可清洁的助焊剂并在施加底部填充材料之前去除掉残留物。这一方法需要额外的设备和工艺步骤。如果使用免清洗助焊剂，将会存在一些残留物，在助焊剂残留物存在的情况下，必须对对应底部填充材料的表现进行表征（图4）。

图4.温度循环测试之后对应没有优化（上图）和最优化（下图）的助焊剂-底部填充材

料组合的剖面图。

窄节距凸点技术

部分游戏和无线领域使用或者正在考虑使用凸点节距低于60μm的倒装芯片封装，而标准的凸点节距为150μm。逐渐被采用的潜在解决方案包括缩小凸点的尺寸或者使用顶部覆盖一层焊料的较厚的钉头（stud）来提供芯片与衬底间的支撑高度。节距更密集的凸点以及提高电镀铜厚度的可能性为该领域材料和工艺的选择带来挑战和机遇。

对于通过电镀制作的凸点而言，首先面临的挑战是光刻胶材料的选择。制作这种节距范围的凸点，需要进行受控电镀，而非快速扩散的电镀，需采用较厚的光刻胶，高宽比可能超过3:1。采用正性和负性光刻胶都可以得到所需的厚度。正性光刻胶具有易控制形状和去胶方便的优势，而负性光刻胶具有易控制曝光能量和显影时间的优势。目前为止，选用的光刻胶已经可以将高宽比做到4:1，仅就图形的高宽比而言，已经得到了比预期更突出的能力。在化学浸润高的高宽比结构方面，一些材料表现出较强的能力或挑战。

高高宽比光刻胶开口给电化学带来了浸润性的挑战。而且，铜厚度的增加需要更高的电镀速度来保持产能。然而，电镀结构的均匀性趋于与电镀速度相关，需要电镀技术的进一步发展来获得令人满意的结果。

小尺寸结构还影响工具和化学组分的选择。在制作150μm或更大节距的凸点时，凸点结构为电镀工具和化学组分的选择保留了比较宽的工艺窗口。批量工具和强腐蚀的化学品会引起凸点结构较大的侧向钻蚀，如果特征尺寸由80μm减小到30μm时，这种钻蚀会严重影响质量。这些挑战可由使用单晶圆工具和反应不那么强烈的刻蚀化学品来解决。

更密集的凸点节距在大于60μm时，通过正确选择材料、工具和工艺优化可以获得重复性优异的高产能工艺。对于电镀工艺来说，优化时需要覆盖光刻工具和材料、电镀化学浸润性和

电镀速度，以及去胶和刻蚀工具与工艺等方面。

WCSP

晶圆级芯片尺寸封装（WCSP）应用范

围在不断扩展并进入新的领域，而且根据引脚数目和器件类型细分市场。无源器件、分立器件、RF和存储器件的份额不断提高，并开始进入逻辑IC和MEMS之中。随着芯片

尺寸和引脚数目的增加，板级可靠性成为一大挑战。

在过去的十年间，低引脚数目的WCSP部分已经变得非常成熟，众多厂家使用不同尺寸的晶圆不断推出高产量应用，并不断扩展面向不同市场的产品空间。随着基础设施建立的完成，并且也已经实现量产，下一个主要聚焦的方面是降低成本，这对于低引脚数目的器件来说尤为关键，同时对高数目引脚的器件来说也很重要，包括300mm晶圆。

较高引脚数目带来新的挑战，在一些因硅面积的限制导致扇入技术不能胜任的案例中，引入了扇出技术。这些技术存在制造和成本挑战，一个例子是在一个较大承载衬底上放置芯片的精度问题。扇出技术在系统级封装（SiP）中也存在应用潜力，而且可以是一个过渡性的方法，或者可以与诸如TSV叠层封装等替代性方案进行竞争。

简化现有结构可以实现成本节约，另一个节约的来源是与材料供应商合作开发下一代材料。

针对MEMS的特殊考虑

SiP技术已经开始集成MEMS器件，以及其他的一些逻辑和面向特定应用的电路。MEMS应用覆盖了惯性/物理、RF、光学和生物医学等领域，而且这些应用要求使用不同种类的封装，比如开腔封装、过模封装、晶圆级封装和一些特殊类型的密闭封装。这些微系统必须具备可以

在潮湿、盐渍、高温、有毒和其他恶劣环境中工作的能力（图5）。

图5.扇出技术使用再分布层或者其他替代物，有可能与使用TSV的叠层封装进行竞争

使用TSV的三维封装技术可以为MEMS器件与其他芯片的叠层提供解决方案。TSV与晶圆级封装的结合可以获得更小的填充因子。潜在的应用包括光学、微流体和电学开关器件等。

医疗、安防、汽车和环境应用是电子产业中出现的具备高增长潜力的领域。大多数的这些应用需要将传感器或MEMS与IC作为系统的一部分。独立系统通过使用电池或能量提取技术以很低的功率进行工作。这类器件在个人医疗中的广泛应用将依赖于它们的效用、使用方便性以及价格。

在医疗器件方面，MEMS具有很多机会，这包括体外诊断、芯片上实验室以及药物供给等。基于MEMS的微流体技术将是支撑这些应用的一项关键技术。其他的一些机遇包括三轴加速度计、压力传感器、能量收集器以及用于听觉器件的硅微麦克风。可植入器件同样需要特别的封装，以在人体内恶劣的环境下保持可靠的性能。

降低封装成本是MEMS器件面临的最大挑战，而这推动着更多的标准化和封装在填充因子方面通用性的发展。其他的一些关键性挑战包括应力管理（特别是对于压力和惯性传感器）、避免污染杂质、组装位置偏差、压力控制以及密闭性等。

结论

5.微电子封装技术论文 篇五

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平台不限，但不建议在虚拟机上制作，CPU及主板芯片没有限制，关于intelide和intelppm的不兼容问题，深度白金3in1并没有删除这些注册表，没有反馈因此在AMD机器上蓝屏的现象。

1、选用免激活的版本安装盘，正常安装系统，打补丁，优化服务

这里选用深度XP精简版5.7，安装大约需要15-20分钟。

建议关闭系统还原及自定义通知，关闭远程，关闭共享，关闭休眠

注意声卡要驱动上，否则封装后的系统都不在任务栏显示音量。

运行一次windowsmeidaplayer，避免以后出现向导

安装输入法，并在“区域和语言选项”的“高级”中，应用于默认用户账户。

我的文档，如果有需要也可以移动到D盘。

outlook不能保存密码及SQL安装挂起的问题，也可以在这里清理一下相关注册表。

2、安装需要的软件

OFFICE安装时要将“第一次使用时安装”的项目完全安装上，否则会以后提示插入光盘。

不建议安装杀毒软件，特别是卡巴斯基，该软件会与某封装工具冲突。

不建议安装虚拟光驱及刻录软件，已知部分软件在封装后失效。

不建议删除windowsInstaller下的安装文件，可能会造成部分程序无法卸载。

3、封装准备

运行“gpedit.msc“打开组策略

“计算机配置管理模板系统”

启用“关闭WindowsUpdate设备驱动程序搜索”

“管理模板/系统/Internet通信管理/Internet通信设置”

启用“关闭WindowsUpdate设备驱动程序搜索”

“用户配置管理模板系统”

启用“配置驱动程序搜索位置”(不搜索软盘，光驱，WindowsUpdate)

“用户配置管理模板系统”

忽略“设备驱动程序的代码签名”

检查系统属性中的驱动签名是否为忽略，update是否为从不搜索。

清理DocumentsandSettings目录，可以清理到10M以下。

当前账户收藏夹，安装软件后经常有链接，清之~

当前账户SendTo，邮件接收，建议删除

当前账户Recent，历史记录，现在删了以后还得删

当前账户LocalSettingsTemp，临时文件，能删的全删

当前账户LocalSettingsApplicationData下的图标缓存IconCache.db，约5-10M

当前账户桌面，建议将所有图标移动到AllUsers桌面

看下控制面板里的添加删除程序，有没有流氓软件，有就干掉，当然，除非你有特殊目的。

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二、封装

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1、更改IDE控制器及电源

在设备管理器中更新驱动

从列表或指定位置安装

不要搜索，我要自己选择要安装的驱动程序

IDE更改为“标准双通道PCIIDE控制器”，电源更改为“StandardPC”

2、提取检测电源需要的相关文件

WIN在SP4.CAB/WINDOWSXPSP2在SP2.CAB/WINDOWS在SP1.CAB中

halacpi.dll

halapic.dll

halmps.dll

halaacpi.dll

halmacpi.dll

hal.dll →并更名为halstnd.dll

ntkrnlmp.exe

ntkrnlpa.exe

ntkrpamp.exe

ntoskrnl.exe→并更名为ntkrnlup.exe

将上述文件拷贝到系统SYSTEM32目录

3、添加inf文件

将以下代码保存为dtecthal.inf并拷贝到WINDOWSINF，2000为WINNTINF

[Version]

signature=”$WindowsNT$“

DriverVer=07/01/

[hal]

MPS_MP=halmps.dll

MPS_UP=halapic.dll

E_ISA_UP=halstnd.dll

ACPIPIC_UP=halacpi.dll

ACPIAPIC_UP=halaacpi.dll

ACPIAPIC_MP=halmacpi.dll

[ACPIOptions]

ACPIEnable=2

ACPIBiosDate=01,01,

4、引导

修改boot.ini，加上/DETECTHAL参数，使系统启动时检测电源

注意将原boot.ini备份，并在部署后还原

[bootloader]

timeout=3

default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)WINDOWS

[operatingsystems]

multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)WINDOWS=”MicrosoftWindowsXPProfessional“/noexecute=optin/fastdetect/detecthal

C:GHLDR=一键GHOSTv11.0Build070707

5、NTLDR

引导文件，将LONGHORN版本的NTLDR放到C盘下

注意将原NTLDR备份，并在部署后还原

6、封装

将sysprep.exe，setupcl.exe，及配置好的sysprep.inf放到c:sysprep

运行sysprep，“使用最小化安装”、关机模式“退出”，点击“重新封装”

等待大约5-10秒，完成，

7、删除注册表中本地连接、电源相关

搜索“本地连接”，删除上级节点，可避免安装到其他机器出现“本地连接2”

删除电源相关的注册表键：

HKLMSYSTEMCurrentControlSetEnumACPI_HAL

HKLMSYSTEMCurrentControlSetEnumRootACPI_HAL

HKLMSYSTEMCurrentControlSet001EnumACPI_HAL

HKLMSYSTEMCurrentControlSet001EnumRootACPI_HAL

如果有002和003也删除，删除时先右点权限，赋予完全控制权限，否则无法删除。

注意删除电源的注册表必须在封装后操作，否则运行sysprep时会死机。

另外封装后切勿运行windows优化大师，运行后死机。

8、设置好部署需要调用的文件，如注册组件时运行的程序，可写在注册表runonce。

系统启动菜单的时间是在注册组件前恢复为默认的30秒的

所以也可以在这里更改回原来的boot.ini及ntldr

9、卸载驱动

很多文章讲求顺序，但是实际中并没发现不按顺序会怎样。

卸载显示器、显卡、声卡、网卡、USB。都不卸载也不会有问题。

所谓的“幽灵硬件”就是指系统中母机残留的硬件信息，不要紧的。

10、最后的检查及清理

清除windows下的lastgood(最后一次正确的配置)

清除windows下的Prefetch(程序缓存)

LocalSettingsApplicationDataIconCache.db看是不是又出来了，有就删除

windows及C盘，点左面的“隐藏此文件夹内容”，文件夹选项中恢复默认

任务栏属性，清除开始菜单及最近文档的列表

如果要备份DllCache，使用相关工具在任何时候运行都可以。

以上是手动封装的过程，中间无需重启，如果是工具辅助封装，基本可做到完全自动化。

封装工具已知的有ASR、S&R&S，MSDP，YLMF，创辉，自由天空，PreTooler，

当然还有小兵的Dprep，另外于安的工具应该属于S&R&S辅助扩展。

这里讲原理，不讲使用。以我自己的封装工具为例吧：P

工具集成了sysprep.exe及配置好的自动应答文件，并根据当前系统XP/2K/03进行释放，

运行后使用devcon.exe来更新及卸载硬件驱动，从I386下提取判断电源需要的文件，

修改boot.ini并替换新的ntldr，调用sysprep完成封装，并在封装后清理系统及注册表。

封装到此为止，可以重启制作GHO镜像了，注意现在boot菜单时间是0。

可以使用光盘引导，推荐一键GHOST，可选择最大压缩。

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三、部署

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封装工具一般都在注册表cmdline处接入自己的部署界面，再间接调用setup

使用工具封装，扩展接口可以在部署前调用外部程序，如驱动选择工具及dllcache恢复。

开始安装的过程也是检测硬件的过程，所以驱动如果是压缩包，要在安装前释放完毕。

封装工具调用的批处理，一般都是不显示窗口的，如果手动封装，可用VBS来调用批处理。

如果封装工具不支持恢复菜单选择时间，或是手动封装，可在注册组件处还原boot.ini及ntldr

进入桌面后，封装工具仍可以发挥作用，如填写IP，调用程序，删除文件，删除目录

对于手动封装，这些可以通过批处理来完成。

另外恢复dllcache也可以在进入桌面后运行。

不建议在第一次进入桌面时调用太多的程序。

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所有教程其实都大同小异，我这里只是详细提了些细节问题，算做给大家参考。

希望大家都能做出自己的封装作品，当然，选择一款好的封装工具也很重要：)

6.什么是led封装? 篇六

什么是led封装?

不同于沈阳高杆灯，LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出：可见光的功能，既有电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED。

LED的`核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯，当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，沈阳太阳能路灯应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有这样几种作用：保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂)，起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯内部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管芯的光出射效率。沈阳LED路灯用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。

7.微电子封装的发展历史和新动态 篇七

随着信息时代的发展,电子产业已成为当今世界最活跃,同时也是最重要的产业之一。根据美国电子消费协会发布的最新数据,2013年全球电子消费行业销售额创造新高,较上一年增长3%,达到1.068万亿美元。以中国为主的亚洲发展中国家则首次取代北美,成为全球最大电子消费市场[1]。与此同时,电子产业的强劲发展也带动了与之密切相关的电子封装产业。微电子封装一方面朝着高集成度、高频率、大功率、低成本的方向发展,另一方面,新工艺和新材料的不断涌现,也使微电子封装朝着更节能、更环保和更持久的道路前进。本文从微电子封装的角度出发,介绍了其发展历史及最新动态,同时对今后的发展给出了一些建议。

1 电子封装发展简史

自从1947年发明了第一只半导体晶体管,同时也就开启了电子封装的历史。一般将电子封装的发展分为3个阶段。

(1)20世纪70年代为通孔插装器件时代。主流的封装形式为通孔器件和插入式器件,包括DIP(双列直插式)和PGA(针栅阵列),器件的电气和机械联接分别通过机械接触和波峰焊接来实现。由于这类插装器件要求具备高对准度,但是又受到当时的工作条件所限,使得封装速率始终难以提高。

(2)20 世纪80 年代出现了SMT(表面贴装技术)。以PLCC(塑料有引线片式载体)和QFP(四边引线扁平封装)为代表,与传统的插装式不同,集成电路是通过将一些细微的引线贴装在PCB板上,其电气特性得到了提高,并且生产的自动化程度与70年代相比有了大幅的提升。此外,它还具有密度高、引线节距小、成本低和适于表面安装的优点。

(3)20世纪90 年代为BGA(球栅阵列封装)和CSP(芯片尺寸封装)时代。在这个时期,集成电路规模飞速发展,引线间距不断减小,以至于到后来在工作过程中达到技术所能支撑的极限。 在这种情势下,BGA的出现在很大程度上解决了遇到的问题。它以面阵列、焊球凸点为I/O引脚,大大提高了封装的密度,进入了爆炸性发展时期[2,3]。

2 当前广泛应用的电子封装技术

2.1 BGA/CSP封装技术

BGA封装即球栅阵列封装,是在封装体基板的底部制作阵列焊球并作为电路的I/O端与PCB(印刷线路板)互连的技术。目前市场上出现的BGA封装,按基板种类主要分为PBGA(塑封BGA)、CBGA(陶瓷BGA)、CCGA(陶瓷焊柱阵列)、TBGA(载带BGA)、MBGA(金属BGA)、FCBGA(倒装芯片BGA)、EBGA(带散热器BGA)等。BGA封装自感或互感效应小,信号传输延迟小,工艺技术操作起来方便快捷,产品制作成功率高。不过封装时对空气湿度较敏感。

CSP即芯片尺寸封装,是目前最先进的集成电路封装形式之一。与BGA结构基本一样,只是锡球直径和球中心距缩小变薄了,这样在相同封装尺寸时可有更多的I/O数,使组装密度进一步提高,可以说CSP是缩小了的BGA。目前CSP封装可分为LFT(传统导线架形式)、RIT(硬质内插板型)、FIT(软质内插板型)以及WLP(晶圆尺寸封装)。

CSP的特点为组装时占用印制板的面积小,可用于薄型电子产品的组装;重量是相同引线数的QFP的1/5以下;在相同尺寸的各类封装中,CSP的输入/输出端子密度允许做的更大[4]。

2.2 多芯片组件封装技术

多芯片组件封装简称MCM技术,是将两个或以上的大规模集成电路的裸芯片共同封装于同一个外壳内。按基板进行分类有厚膜MCM、薄膜MCM、陶瓷MCM和混合MCM。该技术实现了封装的高密度化、小型化和轻量化,可靠性也得到提高。 但缺点是MCM成本较高,并且由于高集成度而使器件热量集中无法快速扩散,成为阻碍电子技术快速发展的一个主要因素。

2.3 倒扣芯片技术

倒扣芯片技术简称FCT,在当前也是一项广为应用的技术形式。它与以往的组装形式正好相反,将芯片有源区面对基板进行键合。之前一直未获得广泛应用的原因主要是价格成本高和工艺复杂等。该技术在芯片和衬底之间的间隙采用底层填充料进行填充,改善了芯片和衬底热膨胀系数失配问题[5]。

2.4 三维电子封装技术

叠层芯片封装简称3D封装,是指在不增加封装组件体积的情况下,在竖直层面上叠加两个以上的芯片。近年来,叠层芯片封装逐渐成为封装技术的发展主流。与常规封装技术相比,三维封装尺寸和重量进一步减小,信号传递延迟现象有所改观,并最终达到了高速、高效和高可靠性的工作状态。

3 微电子封装的新动态

从20世纪70年代的通孔插装到目前的三维系统封装,电子封装技术无论是在封装材料、封装技术还是封装的应用等方面几经变迁,不断完善,对人类生活产生了深远的影响。随着电子工业的进一步发展,电子封装领域又发生了一些改变。

3.1 新型复合材料

目前广泛使用的电子封装材料有金属、金属基复合材料、玻璃、塑料、陶瓷等等。随着科技和经济的发展,单一基体的封装材料已无法适应时代的需求,所以迫切地需要开发新型复合基材料。由于现今科技的发展,电子封装材料不仅要具有更高的热导率及与芯片热膨胀系数的匹配性,还应具有更低的密度。在对大量的复合材料进行各种性能比对后,Beo、AlN、Al/SiC与AlSi由于具有高热导率、低密度及与芯片材料良好的热膨胀匹配性等优点而脱颖而出,并已经逐步取代常规的一些封装材料[6]。

3.2 无铅焊料

新型的无铅焊料优点突出,除了机械性能优良和稳定性高外,原料价格也较便宜,慢冷时焊接表面的孔洞较少。但是这种焊料的熔点普遍偏高,浸润性也比较差,不利于操作,这些将是研究无铅焊料亟待解决的问题[7]。通过各种性能测试试验,已筛选出的可投入使用的无铅合金焊料达几百种之多,其中SnAgCu、SnZnBi、SnCu等几类颇受市场青睐[8]。

3.3 低温焊接技术

近年来虽然一直在尽力推广应用无铅焊料,但是由于大部分无铅焊料的熔点都较高,导致无铅焊料在使用时需要消耗更多的能源。另外,废旧产品处理的难度大、成本高也是必须面对的现实。因此,使用低熔点的无铅焊料,实现无铅焊料的低温焊接就显得尤为重要。使用低温焊接技术,可以大大降低连接时的热应力,降低成本,产品废弃后处理也较容易,有实现循环利用的可能[9]。

4 结语

电子封装技术的发展关系到电路板以及整个工作器件的性能发挥和工作寿命的长短。芯片封装技术几经升级,但始终还是不够完善。仍然需要在攻克关键性的技术瓶颈、考虑其市场占有价值、注重其可持续发展等方面不断进取,完成产业从量向质的转变。

本文根据我国封装技术的发展现状,对未来的发展给出了几点建议:

(1)攻克技术瓶颈。在电子封装不断向高集成化、轻量化、高性能化发展的同时着力解决散热问题、信号传输延迟问题、噪声干扰问题等。

(2)注重环保。实施绿色电子制造和采用绿色电子封装材料。全面采用无铅、无卤素及免清洗材料;导电胶成为替代无铅钎料的另外一种材料与无铅钎料共同发展[10]。

(3)降低成本。不断延长电子器件的使用寿命,用有机导电聚合物代替合金焊料,研究下部填充树脂,提高废弃元器件的回收技术,增加二次利用率。

(4)关注应用在特殊领域的电子产品。对各种高温、潮湿等恶劣工作环境或者对电子元器件有特殊要求的某些场所,研究具有针对性的封装方式。

参考文献

[1]全球消费电子行业研究报告[R/OL].中国行业研究网[2014-01-07].http://www.chinairn.com..

[2]李秀清,葛新霞.BGA封装技术研究[J].半导体情报,2000,37(4):18-22.

[3]谢恩桓.新世纪IC封装的回顾和发展趋势展望[J].电子与封装,2003,3(4):1-5,21.

[4]谢晓明.高密度电子封装的最新进展和发展趋势[J].印刷电路与贴装,2001(7):60-62.

[5]陈寰贝,庞学满,胡进,等.航空航天用电子封装材料及其发展趋势[J].电子与封装,2014,14(5):6-9.

[6]黄卓,杨俊,张力平,等.无铅焊接工艺及失效分析[J].电子元件与材料,2006,25(5):69-72.

[7]陈军君,傅岳鹏,田民波.微电子封装材料的最新进展[J].趋势与展望,2008,33(3):185-189.

[8]田民波.电子封装工程[M].北京:清华大学出版社,2003.

[9]张蜀平,郑宏宇.电子封装技术的新进展[J].电子与封装,2004,4(1):3-9.

8.LED支架的EMC封装技术简介 篇八

关键词：LED支架；EMC封装技术

1.在LED要求高度集成、降低光的成本、缩小其在电路板上的安装空间、增强焊接强度、高可靠性的前提下，EMC封装技术被开发应用在LED行业，目前市场上LED类产品用EMC可封装产品有（3030·3014·3535·5050·7030·6209·5766·4041·4014 ）等，EMC 封装，不仅仅体现在成本上的降低，更体现在它在电性能，抗老化性能等。蚀刻后基板进行封装，使得环氧树脂与铜基板的接触面积更大，并且环氧树脂本身的粘合力强，从而使得EMC封装的LED器件可以通过红墨水试验，加上环氧树脂本身的特性，使得EMC封装的器件可以轻松应对各种恶劣环境。

LED支架的EMC封装需要注意以下几点技术关键：

1.1.由于该类封装一般均是单面封装，且封装面有杯口，制品脱模的时候杯口不能擦伤，所以要设置合理的顶出机构；

1.2.该类塑封体为类似QFN的大块形状，要考虑其封装后的塑封体和基板不能出现分层的现象；

1.3.由于其特殊的工作特性，焊芯区域不能有溢料，杯口部分光洁度不能差，且不能有针孔、气泡等缺陷；

1.4.如果二次封装的时候采用塑封的形式，还要考虑第一次封装后基板本身的翘曲会影响二次封装的塑封体厚度。

2.EMC封装后的制品多为表面贴装形式的，与传统的PPA注塑成型的产品相比，没有了包脚部分，厚度减小了一半，对制品本身也有如下几点技术指标：

2.1.杯口部分光洁度达到Ra0.2以上；

2.2.封装后所有产品杯口尺寸一致性控制在±0.02mm内；

2.3.焊芯区域在水刀处理后不能有残料的溢胶，影响芯片的焊接强度；

2.4.制品有效范围内不能有气孔、气泡等缺陷；

2.5.制品从模具顶出后不能有分层、开裂等现象；

EMC封装将多个LED产品集成在一块引线框架上，较之传统的注射成型的支架来说，单位面积密度大，制品厚度小，成型后不需要切腿，包脚等工序，只要采用砂轮或激光切割成型即可，且一台切割机，只需调整程序，就可切割不同种类的产品，同时，用塑封压机替代注塑机，缩小了占地空间，省去了转盘等，节省了许多设备，也节省了厂房空间，且可以采用自动封装的形式，自动化的程度大大提高，单位时间的产出比也提高，同时，根据发光和反光的需求不同，既可以采用点胶机点出平面的透明胶来增强光的反射，也可以采用二次封装的方法封出球面的形状来达到发光用途的元器件。与采用ppA塑料做载体的支架相比，EMC封装的制品高耐热，抗UV，可通高电流，高可靠性，元器件安装空间减小一半以上。就目前国内的市场行情和LED厂商的情况来看，EMC封装替代传统LED产品的生产方式是一个循序渐进的过程，是一个LED厂商和市场的一个缓冲的过程（塑封压机、切割机、测试机等都可以共用，越到后期，投资越小）。

EMC封装模具的制造与传统半导体模具的设计制造方面也有较大的不同，EMC封装模具的模芯部分由于高度的集成化，单位面积密度很大，通常都是由整条材料加工而成，形成杯口的型芯与镶条为整体式，这点与传统注射模大不相同（传统注射模大部分都是单腔镶拼型芯，数量大，加工工作量也大），这种整体式的镶条，型芯部分全部采用高速铣加工成型，一次装夹就可以加工完全部的型芯，加工时间相对镶拼式的缩短很多，但是由于相邻两个型芯的步距较小，对机床的精度和刀具的大小要求较高，同时腔体底部为EDM或者电化学腐蚀加工的亚光面，考虑后道工序的二次封装，对其表面状态要求也较高，整个封装过程可以采用自动封装系统来完成，最多可以达到一拖四的结构，即一台系统同时安装四组自动模盒，每个循环大约12分钟，可封装8根引线框架，就3014这种产品来说，一个循环封装出的产品数量可达到20k，

9.ad绘制元件封装操作总结 篇九

10V B

3528 16V C 6032 25V D

7343 35V

拨码开关、晶振：等在市场都可以找到不同规格的贴片封装，其性能价格会根据他们的引脚镀层、标称频率以及段位相关联。

电阻：和无极性电容相仿，最为常见的有0805、0603两类，不同的是，她可以以排阻的身份出现，四位、八位都有，具体封装样式可参照MD16仿真版，也可以到设计所内部PCB库查询。注：

ABCD四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H 1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同 0805具体尺寸：2.0 X 1.25 X 0.5 1206具体尺寸：3.0 X 1.5 0X 0.5

***规则

印制电路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件。它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展，PCB的密度越来越高。PCB 设计的好坏对抗干扰能力影响很大。实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子产品的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法，遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。

一、PCB设计的一般原则

要使电子电路获得最佳性能，元器件的布局及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB，应遵循以下的一般性原则： 1.布局

首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：

（1）尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。（2）某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

（3）重量超过15g的元器件，应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。

（4）对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

（5）应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。

根据电路的功能单元。对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：（1）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。

（2）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

（3）在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。（4）位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽双为3:2或4:3。电路板面尺寸大于200×150mm时，应考虑电路板所受的机械强度。

2.布线

布线的原则如下：

（1）输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。（2）印制板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.5mm、宽度为1～15mm时，通过2A的电流，温度不会高于3℃。因此，导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02～0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小于5～8mil。

（3）印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状。这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。3.焊盘

焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于（d+1.2）mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。

二、PCB及电路抗干扰措施

印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。1.电源线设计

根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。2.地线设计

在电子产品设计中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子产品中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点：（1）正确选择单点接地与多点接地

在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地的方式。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。（2）数字地与模拟地分开。

电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。要尽量加大线性电路的接地面积。（3）接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位则随电流的变化而变化，致使电子产品的定时信号电平不稳，抗噪声性能降低。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三倍于印制电路板的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于3mm。（4）接地线构成闭环路。

设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭路可以明显地提高抗 噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地线上产生较大的电位差，引起抗噪能力下降，若将接地线构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。3.退藕电容配置

PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则是：

（1）电源输入端跨接10～100uf的电解电容器。如有可能，接100uF以上的更好。

（2）原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4～8个芯片布置一个1～10pF的钽电容。

（3）对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如RAM、ROM存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。

（4）电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外，还应注意以下两点：

（1）在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时，操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用RC电路来吸收放电电流。一般R取1～2K，C取2.2～47uF。

（2）CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

***protel元件封装总结

零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。是纯粹的空间概念.因此不同的元件可共用同一零件封装，同种元件也可有不同的零件封装。像电阻，有传统的针插式，这种元件体积较大，电路板必须钻孔才能安置元件，完成钻孔后，插入元件，再过锡炉或喷锡（也可手焊），成本较高，较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件（SMD）这种元件不必钻孔，用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板，再把SMD元件放上，即可焊接在电路板上了。电阻 AXIAL 无极性电容 RAD 电解电容 RB-电位器 VR 二极管 DIODE 三极管 TO 电源稳压块78和79系列 TO－126H和TO-126V 场效应管 和三极管一样 整流桥 D－44 D－37 D－46 单排多针插座 CON SIP 双列直插元件 DIP 晶振 XTAL1 电阻：RES1，RES2，RES3，RES4；封装属性为axial系列 无极性电容：cap;封装属性为RAD-0.1到rad-0.4 电解电容：electroi;封装属性为rb.2/.4到rb.5/1.0 电位器：pot1,pot2；封装属性为vr-1到vr-5 二极管：封装属性为diode-0.4(小功率）diode-0.7(大功率）

三极管：常见的封装属性为to-18（普通三极管）to-22(大功率三极管）to-3(大功率达林 顿管）

电源稳压块有78和79系列；78系列如7805，7812，7820等 79系列有7905，7912，7920等 常见的封装属性有to126h和to126v 整流桥：BRIDGE1,BRIDGE2: 封装属性为D系列（D-44，D-37，D-46）电阻： AXIAL0.3-AXIAL0.7 其中0.4-0.7指电阻的长度，一般用AXIAL0.4 瓷片电容：RAD0.1-RAD0.3。其中0.1-0.3指电容大小，一般用RAD0.1 电解电容：RB.1/.2-RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8指电容大小。一般<100uF用 RB.1/.2,100uF-470uF用RB.2/.4,>470uF用RB.3/.6 二极管： DIODE0.4-DIODE0.7 其中0.4-0.7指二极管长短，一般用DIODE0.4 发光二极管：RB.1/.2 集成块： DIP8-DIP40, 其中８－４０指有多少脚，８脚的就是DIP8 贴片电阻

0603表示的是封装尺寸 与具体阻值没有关系 但封装尺寸与功率有关 通常来说 0201 1/20W 0402 1/16W 0603 1/10W 0805 1/8W 1206 1/4W 电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是: 0402=1.0x0.5 0603=1.6x0.8 0805=2.0x1.2 1206=3.2x1.6 1210=3.2x2.5 1812=4.5x3.2 2225=5.6x6.5 关于零件封装我们在前面说过，除了DEVICE。LIB库中的元件外，其它库的元件都已经有了固定的元件封装，这是因为这个库中的元件都有多种形式：以晶体管为例说明一下：

晶体管是我们常用的的元件之一，在DEVICE。LIB库中，简简单单的只有NPN与PNP之分，但实际上，如果它是NPN的2N3055那它有可能是铁壳子的TO—3，如果它是NPN的2N3054，则有可能是铁壳的TO-66或TO-5，而学用的CS9013，有TO-92A，TO-92B，还有TO-5，TO-46，TO-52等等，千变万化。

还有一个就是电阻，在DEVICE库中，它也是简单地把它们称为RES1和RES2，不管它是100Ω还是470KΩ都一样，对电路板而言，它与欧姆数根本不相关，完全是按该电阻的功率数来决定的我们选用的1/4W和甚至1/2W的电阻，都可以用AXIAL0.3元件封装，而功率数大一点的话，可用AXIAL0.4,AXIAL0.5等等。现将常用的元件封装整理如下： 电阻类及无极性双端元件 AXIAL0.3-AXIAL1.0 无极性电容 RAD0.1-RAD0.4 有极性电容 RB.2/.4-RB.5/1.0 二极管 DIODE0.4及 DIODE0.7 石英晶体振荡器 XTAL1 晶体管、FET、UJT TO-xxx(TO-3,TO-5)可变电阻（POT1、POT2）VR1-VR5 当然，我们也可以打开C:Client98PCB98libraryadvpcb.lib库来查找所用零件的对应封 装。这些常用的元件封装，大家最好能把它背下来，这些元件封装，大家可以把它拆分成两部分来记如电阻AXIAL0.3可拆成AXIAL和0.3，AXIAL翻译成中文就是轴状的，0.3则是该电阻在印刷电路板上的焊盘间的距离也就是300mil（因为在电机领域里，是以英制单位为主的。同样的，对于无极性的电容，RAD0.1-RAD0.4也是一样；对有极性的电容如电解电容，其封装为RB.2/.4，RB.3/.6等，其中“.2”为焊盘间距，“.4”为电容圆筒的外径。对于晶体管，那就直接看它的外形及功率，大功率的晶体管，就用TO—3，中功率的晶体管，如果是扁平的，就用TO-220，如果是金属壳的，就用TO-66，小功率的晶体管，就用TO-5，TO-46，TO-92A等都可以，反正它的管脚也长，弯一下也可以。

对于常用的集成IC电路，有DIPxx，就是双列直插的元件封装，DIP8就是双排，每排有4个引脚，两排间距离是300mil,焊盘间的距离是100mil。SIPxx就是单排的封装。等等。值得我们注意的是晶体管与可变电阻，它们的包装才是最令人头痛的，同样的包装，其管脚可不一定一样。例如，对于TO-92B之类的包装，通常是1脚为E（发射极），而2脚有可能是B极（基极），也可能是C（集电极）；同样的，3脚有可能是C，也有可能是B，具体是那个，只有拿到了元件才能确定。因此，电路软件不敢硬性定义焊盘名称（管脚名称），同样的，场效应管，MOS管也可以用跟晶体管一样的封装，它可以通用于三个引脚的元件。Q1-B，在PCB里，加载这种网络表的时候，就会找不到节点（对不上）。

在可变电阻上也会出现类似的问题；在原理图中，可变电阻的管脚分别为

1、W、及2，所产生的网络表，就是1、2和W，在PCB电路板中，焊盘就是1，2，3。当电路中有这两种元件时，就要修改PCB与SCH之间的差异最快的方法是在产生网络表后，直接在网络表中，将晶体管管脚改为1，2，3；将可变电阻的改成与电路板元件外形一样的1，2，3即可。

***用PROTEL99制作印刷电路版的基本流程

一、电路版设计的先期工作

1、利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。当然，有些特殊情况下，如电路版比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表。

2、手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。

二、画出自己定义的非标准器件的封装库

建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。

三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等

1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯，以后无须再去修改。

2、规划电路版，主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.5~8mm 的外径和3.2~3.5mm 内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCB izard 中调入。

注意：在绘制电路版地边框前，一定要将当前层设置成Keep Out层，即禁止布线层。

四、打开所有要用到的PCB 库文件后，调入网络表文件和修改零件封装

这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版的布线。

在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。

五、布置零件封装的位置，也称零件布局

Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局，运行“Tools”下面的“Auto Place”,用这个命令，你需要有足够的耐心。布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整 齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。

提示：在自动选择时，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开和缩紧选定组件的X、Y方向。注意：零件布局，应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。

六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定

假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子，应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔，有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘，最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大，将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果，存盘。

七、布线规则设置

布线规则是设置布线的各个规范（象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则，可通过Design-Rules 的Menu 处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。

选Design-Rules 一般需要重新设置以下几点:

1、安全间距(Routing标签的Clearance Constraint)它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般板子可设为

0.254mm，较空的板子可设为0.3mm，较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm，极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm，假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm 以下是绝对禁止的。

2、走线层面和方向（Routing标签的Routing Layers）此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。请注意贴片的单面板只用顶层，直插型的单面板只用底层，但是多层板的电源层不是在这里设置的（可以在Design-Layer Stack Manager中，点顶层或底层后，用Add Plane 添加，用鼠标左键双击后设置，点中本层后用Delete 删除），机械层也不是在这里设置的（可以在Design-Mechanical Layer 中选择所要用到的机械层，并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示）。机械层1 一般用于画板子的边框；

机械层3 一般用于画板子上的挡条等机械结构件；

机械层4 一般用于画标尺和注释等，具体可自己用PCB Wizard 中导出一个PCAT结构的板子看一下

3、过孔形状（Routing标签的Routing Via Style）

它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、最大和首选值，其中首选值是最重要的，下同。

4、走线线宽（Routing标签的Width Constraint）

它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm，另添加一些网络或网络组（Net Class）的线宽设置，如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好，地线一般可选1mm 宽度，各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度，印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流，具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD 焊盘在自动布线无法走通时，它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线，其中Board 为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。下图为一个实例

5、敷铜连接形状的设置（Manufacturing标签的Polygon Connect Style）

建议用Relief Connect 方式导线宽度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根导线45 或90 度。其余各项一般可用它原先的缺省值，而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。

选Tools-Preferences，其中Options 栏的Interactive Routing 处选Push Obstacle（遇到不同网络的走线时推挤其它的走线，Ignore Obstacle为穿过，Avoid Obstacle 为拦断）模式并选中Automatically Remove（自动删除多余的走线）。Defaults 栏的Track 和Via 等也可改一下，一般不必去动它们。

在不希望有走线的区域内放置FILL 填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层，要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL。

布线规则设置也是印刷电路版设计的关键之一，需要丰富的实践经验。

八、自动布线和手工调整

1、点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置 选中除了Add Testpoints 以外的所有项，特别是选中其中的Lock All Pre-Route 选项，Routing Grid 可选1mil 等。自动布线开始前PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为 它的推荐值，此值越小板越容易100%布通，但布线难度和所花时间越大。

2、点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线

假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次（千万不要用撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔）后调整一下布局或布线规则，再重新布线。完成后做一次DRC，有错则改正。布局和布线过程中，若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表，手工更改网络表（同第一步），并重装网络表后再布。

3、对布线进行手工初步调整

需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用VIEW3D 功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-Density Map 查看布线密度，红色为最密，黄色次之，绿色为较松，看完后可按键盘上的End 键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些，直到变成黄色或绿色。

九、切换到单层显示模式下（点击菜单命令Tools/Preferences，选中对话框中Display栏的Single Layer Mode）

将每个布线层的线拉整齐和美观。手工调整时应经常做DRC，因为有时候有些线会断开而你可能会从它断开处中间走上好几根线，快完成时可将每个布线层单独打印出来，以方便改线时参考，其间也要经常用3D显示和密度图功能查看。最后取消单层显示模式，存盘。

十、如果器件需要重新标注可点击菜单命令Tools/Re-Annotate 并选择好方向后，按OK钮。并回原理图中选Tools-Back Annotate 并选择好新生成的那个*.WAS 文件后，按OK 钮。原理图中有些标号应重新拖放以求美观，全部调完并DRC 通过后，拖放所有丝印层的字符到合适位置。

注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面。对于过大的字符可适当缩小，DrillDrawing 层可按需放上一些坐标（Place-Coordinate）和尺寸（（Place-Dimension）。

最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息（请参见第五步图中所示）。并可用第三方提供的程序来加上图形和中文注释如BMP2PCB.EXE 和宏势公司ROTEL99 和PROTEL99SE 专用PCB 汉字输入程序包中的FONT.EXE 等。

十一、对所有过孔和焊盘补泪滴 补泪滴可增加它们的牢度，但会使板上的线变得较难看。顺序按下键盘的S 和A 键（全选），再选择Tools-Teardrops，选中General 栏的前三个，并选Add 和Track 模式，如果你不需要把最终文件转为PROTEL 的DOS 版格式文件的话也可用其它模式，后按OK 钮。完成后顺序按下键盘的X 和A 键（全部不选中）。对于贴片和单面板一定要加。

十二、放置覆铜区

将设计规则里的安全间距暂时改为0.5-1mm 并清除错误标记，选Place-Polygon Plane 在各布线层放置地线网络的覆铜（尽量用八角形，而不是用圆弧来包裹焊盘。最终要转成DOS 格式文件的话，一定要选择用八角形）。下图即为一个在顶层放置覆铜的设置举例：

设置完成后，再按OK 扭，画出需覆铜区域的边框，最后一条边可不画，直接按鼠标右键就可开始覆铜。它缺省认为你的起点和终点之间始终用一条直线相连，电路频率较高时可选Grid Size 比Track Width 大，覆出网格线。相应放置其余几个布线层的覆铜，观察某一层上较大面积没有覆铜的地方，在其它层有覆铜处放一个过孔，双击覆铜区域内任一点并选择一个覆铜后，直接点OK，再点Yes 便可更新这个覆铜。几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止。将设计规则里的安全间距改回原值。

十三、最后再做一次DRC 选择其中Clearance Constraints Max/Min Width Constraints Short Circuit Constraints 和Un-Routed Nets Constraints 这几项，按Run DRC 钮，有错则改正。全部正确后存盘。

十四、对于支持PROTEL99SE 格式（PCB4.0）加工的厂家可在观看文档目录情况下，将这个文件导出为一个*.PCB 文件；对于支持PROTEL99 格式（PCB3.0）加工的厂家，可将文件另存为PCB 3.0 二进制文件，做DRC。

通过后不存盘退出。在观看文档目录情况下，将这个文件导出为一个*.PCB 文件。由于目前很大一部分厂家只能做DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 画的板子，所以以下这几步是产生一个DOS 版PCB 文件必不可少的：

1、将所有机械层内容改到机械层1，在观看文档目录情况下，将网络表导出为*.NET 文件，在打开本PCB 文件观看的情况下，将PCB 导出为PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE 格式的*.PCB 文件。、用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打开PCB 文件，选择文件菜单中的另存为，并选择Autotrax 格式存成一个DOS 下可打开的文件。

3、用DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 打开这个文件。个别字符串可能要重新拖放或调整大小。上下放的全部两脚贴片元件可能会产生焊盘X-Y大小互换的情况，一个一个调整它们。大的四列贴片IC 也会全部焊盘X-Y 互换，只能自动调整一半后，手工一个一个改，请随时存盘，这个过程中很容易产生人为错误。PROTEL DOS 版可是没有UNDO 功能的。假如你先前布了覆铜并选择了用圆弧来包裹焊盘，那么现在所有的网络基本上都已相连了，手工一个一个删除和修改这些圆弧是非常累的，所以前面推荐大家一定要用八角形来包裹焊盘。这些都完成后，用前面导出的网络表作DRC Route 中的Separation Setup，各项值应比WINDOWS 版下小一些，有错则改正，直到DRC 全部通过为止。

也可直接生成GERBER 和钻孔文件交给厂家选File-CAM Manager 按Next>钮出来六个选项，Bom 为元器件清单表，DRC 为设计规则检查报告，Gerber 为光绘文件，NC Drill 为钻孔文件，Pick Place 为自动拾放文件，Test Points 为测试点报告。选择Gerber 后按提示一步步往下做。其中有些与生产工艺能力有关的参数需印板生产厂家提供。直到按下Finish 为止。在生成的Gerber Output 1 上按鼠标右键，选Insert NC Drill 加入钻孔文件，再按鼠标右键选Generate CAM Files 生成真正的输出文件，光绘文件可导出后用CAM350 打开并校验。注意电源层是负片输出的。

十五、发Email 或拷盘给加工厂家，注明板材料和厚度（做一般板子时，厚度为1.6mm，特大型板可用2mm，射频用微带板等一般在0.8-1mm 左右，并应该给出板子的介电常数等指标）、数量、加工时需特别注意之处等。Email发出后两小时内打电话给厂家确认收到与否。

十六、产生BOM 文件并导出后编辑成符合公司内部规定的格式。

十七、将边框螺丝孔接插件等与机箱机械加工有关的部分（即先把其它不相关的部分选中后删除），导出为公制尺寸的AutoCAD R14 的DWG 格式文件给机械设计人员。

十八、整理和打印各种文档。如元器件清单、器件装配图（并应注上打印比例）、安装和接线说明等。

========================= 原理图常用的是

Mscellaneous Devices.ddb;Dallas Microprocessor.ddb;Inter Databooks.ddb Protel DOS Schematic Libraries.ddb PCB常用的库 Advpcb.ddb General IC.ddb Miscellaneous.ddb 这是最常见的几个，如果碰到没有的原件的时候可以在protel的库里面搜一下。还是没有的话，就自己动手做一个吧！

======================== 原理图常用库文件： Miscellaneous Devices.ddb Dallas Microprocessor.ddb Intel Databooks.ddb Protel DOS Schematic Libraries.ddb PCB元件常用库： Advpcb.ddb General IC.ddb Miscellaneous.ddb 分立元件库

部分 分立元件库元件名称及中英对照 AND 与门

ANTENNA 天线 BATTERY 直流电源 BELL 铃,钟

BVC 同轴电缆接插件 BRIDEG 1 整流桥(二极管)BRIDEG 2 整流桥(集成块)BUFFER 缓冲器 BUZZER 蜂鸣器 CAP 电容

CAPACITOR 电容

CAPACITOR POL 有极性电容 CAPVAR 可调电容

CIRCUIT BREAKER 熔断丝 COAX 同轴电缆 CON 插口

CRYSTAL 晶体整荡器 DB 并行插口 DIODE 二极管

DIODE SCHOTTKY 稳压二极管 DIODE VARACTOR 变容二极管 DPY_3-SEG 3段LED DPY_7-SEG 7段LED DPY_7-SEG_DP 7段LED(带小数点)ELECTRO 电解电容 FUSE 熔断器 INDUCTOR 电感

INDUCTOR IRON 带铁芯电感 INDUCTOR3 可调电感 JFET N N沟道场效应管 JFET P P沟道场效应管 LAMP 灯泡

LAMP NEDN 起辉器 LED 发光二极管 METER 仪表

MICROPHONE 麦克风 MOSFET MOS管

MOTOR AC 交流电机 MOTOR SERVO 伺服电机 NAND 与非门 NOR 或非门 NOT 非门

NPN NPN三极管

NPN-PHOTO 感光三极管 OPAMP 运放 OR 或门

PHOTO 感光二极管 PNP 三极管

NPN DAR NPN三极管 PNP DAR PNP三极管 POT 滑线变阻器

PELAY-DPDT 双刀双掷继电器 RES1.2 电阻 RES3.4 可变电阻

RESISTOR BRIDGE ? 桥式电阻 RESPACK ? 电阻 SCR 晶闸管 PLUG ? 插头

PLUG AC FEMALE 三相交流插头 SOCKET ? 插座

SOURCE CURRENT 电流源 SOURCE VOLTAGE 电压源 SPEAKER 扬声器 SW ? 开关

SW-DPDY ? 双刀双掷开关 SW-SPST ? 单刀单掷开关 SW-PB 按钮

THERMISTOR 电热调节器 TRANS1 变压器 TRANS2 可调变压器 TRIAC ? 三端双向可控硅 TRIODE ? 三极真空管 VARISTOR 变阻器 ZENER ? 齐纳二极管 DPY_7-SEG_DP 数码管 SW-PB 开关 其他元件库

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