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贪吃的猫猫410
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老鼠笨笨

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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: 适合PCB的穿孔安装; 比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 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=3×3/24×50=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=1:8,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 操作方便; 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: 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; 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: 厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上; 寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高; 组装可用共面焊接,可靠性高; 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: 满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题; 封装面积缩小到BGA的1/4至1/10,延迟时间缩小到极短。  曾有人想,当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时,能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(用LSI或IC)和专用集成电路芯片(ASIC)在高密度多层互联基板上用表面安装技术(SMT)组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM(Multi Chip Model)。它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有: 封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 缩小整机/组件封装尺寸和重量,一般体积减小1/4,重量减轻1/3; 可靠性大大提高。  随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用,人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法:把多种芯片的电路集成在一个大圆片上,从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级(wafer level)封装的变革,由此引出系统级芯片SOC(System On Chip)和电脑级芯片PCOC(PC On Chip)。 随着CPU和其他ULSI电路的进步,集成电路的封装形式也将有相应的发展,而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。
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夏天天夏天

指导教师签字 学生签字 2009年3月15日 题目来源 指导教师推荐□v 自选□ 其它□ 题目类别 基础研究□ 应用研究□v 其它□ 一、调研资料的准备 时钟模块主要是用于对时、分、秒、年、月、日和星期的计时。该模块采用的芯片为DS12C887 时钟芯片。此芯片集成度高,其外围的电路设计非常的简单,且其性能非常好,计时的准确性高。 DS12C887为双列直插式封装。其具体与单片机的连接如下所述:AD0~AD7双向地址/数据复用线与单片机的P0口相联,用于向单片机交换数据;AS 地址选通输入脚与单片机的 ALE 相联用于对地址锁存,实现地址数据的复用;CS 片选线与单片机的 P6 相联,用于选通时钟芯片;DS 数据选通读输入引脚与单片机的读选通引脚相联,用于实现对芯片数据的读控制;R/W 读/写输入与单片机的写选通引脚相联,用于实现对时钟芯片的写控制;MOT 直接接地,选用 INTEL 时序。IRQ引脚与 8051 的 INT1 相连,用于为时间的采集提供时间基准。 二、选题依据 当前,在世界范围内,一个以微电子技术,计算机和通信技术为先导的,以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。为使我国尽快实现经济信息化,赶上发达国家水平,必须加速发展我国的信息技术和信息产业。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题,也是当今计算机应用中空前活跃的领域。 三、选题目的 本次实验的完成证明了单片机的储存功能, 从另一个角度上,我们可以看到这种功能的发展前景。当前,时髦的储存器比比皆是,我们的这个小小的设计也许在这些MP3,MD3面前算不了什么, 但是如果我们能在这个领域发展到微型芯片的程度,我们也许可以领导一代储存器的新潮流。 四、选题要求 五、进度安排 第一阶段 2008年12月---2009年2月 资料准备阶段 大量阅读与该课题有关的资料及相关的论文,酝酿课题实施方案及相关措施 第二阶段 2009年3月---2009年4月中旬 初稿写作 根据开题报告及指导教师对课题内容、完成形式的要求得到相应的资料及结果。及时听取导师的意见,完善方案措施;继续开展研究;争取有一定的成果并完成初稿接受检查。 第三阶段 2009年4月中旬 根据导师对初稿的评定结果进行改进,以利于论文的继续进行。 第四阶段 2009年4月下旬---2009年6月定稿 完成毕业论文的写作并交导师评阅,根据导师提出的要求进行必要修改,进一步完善论文的攥写 六、完成毕业论文所需条件 在指导教师的帮助下,通过仔细查阅书籍、期刊,进一步在互联网上搜索学习与选题有关的专业知识,完成对相关知识的掌握。并适当进行调研及相关实验等。 七、主要参考文献 【1】《单片机原理与接口技术》,余锡存主编,西安电子科技大学出版社, 【2】《MCS-51单片机原理与应用》,蔡美琴主编,高等教育出版社, 【3】《单片机原理与应用技术》,张友德、谢伟毅主编,机械工业出版社, 【4】单片机原理接口与应用》,黄遵熹主编,西北工业大学出版社,5. 【5】《单片机原理与应用》,刘华东主编,电子工业出版社, 【6】刘文涛MCS-51单片机培训教程(C51版)北京:电子工业出版社, 【7】《51系列单片机及C51程序设计》,王建校、杨建国主编,科学出版社, 【8】《单片机原理与应用》,朱月秀、濮阳槟、骆经备主编,科学出版社, 【9】《新编单片机原理与应用》,潘永雄主编,西安电子科技大学出版社, 【10】《单片机原理与应用》,孙俊逸主编,清华大学出版社, 【11】《单片机原理与应用》,李全利主编,清华大学出版社, 【12】《单片机原理及其接口技术》第二版,胡汉才主编,清华大学出版社, 【13】夏继强 单片机实验与实践教程 北京:北京航空航天大学出版社, 【14】杨将新,李华军,刘东骏单片机程序设计及应用北京:电子工业出版社, 【15】谢维成,杨加国单片机原理与应用及C51程序设计北京:清华大学出版社, 评委评语及其建议: 选题依据充分,意义、目的明确,调研资料准备丰富,进度安排合理;完成任务所需条件具备,可以进行论文的写作。评委签字: 系(院、部)部盖章: 2009 年 3月10-16 日

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小冷0623

将单片机设计过程进行详细说明,芯片、元器件摘有用的部分即可。

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我们是MJ

芯片介绍和元件说明,基本都是一样的,不用想了,要过查重率,就多写一些自己的想法,看法,自己的分析,也可以去请教一下别人,相关知识的具体原理,然后用自己话表述出来,就可以了。慢慢来吧,我也是过来人

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