集成電路塑封自動上料機(jī)機(jī)架部件設(shè)計及性能試驗

集成電路塑封自動上料機(jī)機(jī)架部件設(shè)計及性能試驗,集成電路塑封自動上料機(jī)機(jī)架部件設(shè)計及性能試驗,集成電路,塑封,自動,上料機(jī),機(jī)架,部件,設(shè)計,性能,機(jī)能,試驗,實驗 南通大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 王金權(quán) 學(xué) 號 0341137W 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動化 課題名稱 集成電路塑封自動上料機(jī)機(jī)架部件設(shè)計及性能試驗 閱讀文獻(xiàn) 情 況 國內(nèi)文獻(xiàn) 12 篇 開題日期 2007年4月9日 國外文獻(xiàn) 5 篇 開題地點 基301（W） 一、文獻(xiàn)綜述與調(diào)研報告：（闡述課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，本課題研究的意義和價值、參考文獻(xiàn)） l 課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 集成電路（IC）是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)和信息社會的基礎(chǔ)，是改造和提升我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)[1]。近年來，我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動力量之一。在構(gòu)成集成電路產(chǎn)業(yè)的三大支柱(IC設(shè)計、IC制造和IC封裝)之中，IC封裝在推進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中起到了重要的作用；多年來，我國IC封裝的銷售額在國家整個集成電路產(chǎn)業(yè)中一直占有70%的份額；從某種意義上講，我國集成電路產(chǎn)業(yè)是從IC封裝開始起家的，事實證明這是一條符合我國國情的發(fā)展道路。目前，全球IC封裝技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入第三次革命性的變革時期，對我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了一次難得的發(fā)展機(jī)遇[2]。 當(dāng)人類進(jìn)人一個新千年的時候，蓬勃發(fā)展的計算機(jī)、通訊、汽車電子和其它消費(fèi)類系統(tǒng)對IC封裝提出了更高的要求，即高性能、高可靠、多功能、小型化、薄型化、便攜式及低成本。IC封裝面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[3]。在迎接這一挑戰(zhàn)中，世界的集成電路封裝得到了空前的發(fā)展。隨著集成電路的發(fā)展，芯片封裝技術(shù)也一直追隨著集成電路的發(fā)展而發(fā)展。一代集成電路就有相應(yīng)一代的封裝技術(shù)相配合[4]。 集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展歷史可劃分為3個階段[5-10]。第一階段(20世紀(jì)70年代之前)，以通孔插裝型封裝為主；典型的封裝形式包括最初的金屬圓形(TO 型)封裝，以及后來的陶瓷雙列直插封裝(CDIP)、陶瓷一玻璃雙列直插封裝(CerDIP)和塑料雙列直插封裝(PDIP)等。第二階段(20世紀(jì)80年代以后)，從通孔插裝型封裝向表面貼裝型封裝的轉(zhuǎn)變。從平面兩邊引線型封裝向平面四邊引線型封裝發(fā)展。表面貼裝技術(shù)被稱為電子封裝領(lǐng)域的一場革命，得到迅猛發(fā)展。第三階段(20世紀(jì)90年代以后)，集成電路發(fā)展進(jìn)入超大規(guī)模集成電路時代，特征尺寸達(dá)到0.18～0.25 mm ，要求集成電路封裝向更高密度和更高速度方向發(fā)展。 目前，世界集成電路封裝正在呈現(xiàn)下述快速發(fā)展趨勢：（1）為適應(yīng)超大規(guī)模集成電路向著高密度、高I／O數(shù)方向的發(fā)展需求，IC封裝正在從四邊引線封裝形式(QFP／TQFP )向球柵陣列封裝形式(BGA／CSP )轉(zhuǎn)變，信號傳輸由微型焊球代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬絲引線，信號輸出由平面陣列方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四邊引線方式。這是由兩邊引線向四邊引線、由通孔插裝向表面貼裝為代表的第二次IC封裝的革命性技術(shù)變革后的第三次技術(shù)變革。（2）為適應(yīng)快速增長的以手機(jī)、筆記本電腦、平板顯示等為代表的便攜式電子產(chǎn)品的需求，IC封裝正在向著微型化、薄型化、不對稱化、低成本化方向發(fā)展。（3）為適應(yīng)人們?nèi)找娓邼q的綠色環(huán)保要求，集成電路封裝正在向著無鉛化、無溴阻燃化、無毒低毒化方向快速發(fā)展，這對傳統(tǒng)的IC封裝及其封裝材料提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 全球集成電路封裝正在按照既定的規(guī)律，蓬勃地向前發(fā)展，呈現(xiàn)出8個發(fā)展方向：（1）向著高密度、多I／O數(shù)方向發(fā)展；（2 ）向著提高表面貼裝密度方向發(fā)展；（3）向著高頻、大功率方向發(fā)展；（4）向著薄型化、微型化、不對稱化、低成本化方向發(fā)展；（5）從單芯片封裝向多芯片封裝發(fā)展；（6）從兩維平面封裝向三維立體封裝方向發(fā)展；（7）向著系統(tǒng)封裝(SIP )方向發(fā)展；（8）向著綠色環(huán)?；较虬l(fā)展。 隨著電子工業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，使集成電路封裝業(yè)的市場規(guī)模越來越大，對集成電路封裝設(shè)備的自動化程度和技術(shù)含量也提出了更高的要求[11]。另外半導(dǎo)體集成電路在封裝過程中，環(huán)境因素和靜電因素對IC封裝方面的影響較大[12]。隨著IC的集成度和復(fù)雜性越來越高，污染控制、環(huán)境保護(hù)和靜電防護(hù)技術(shù)就越來越影響或制約微電子技術(shù)的發(fā)展。因此，在集成電路生產(chǎn)、封裝中的前后道各工序?qū)ιa(chǎn)環(huán)境提出了更高要求，不僅僅要保持一定的溫、濕度、潔凈度，還需要對靜電防護(hù)引起足夠的重視。為了解決這些問題，除了通過嚴(yán)格和苛刻的凈化、管理生產(chǎn)車間，在IC的加工生產(chǎn)和封裝過程中建立起靜電防護(hù)系統(tǒng)等措施外，最重要的還是盡可能的減少人為因素對生產(chǎn)過程的影響，用自動化設(shè)備代替人力在生產(chǎn)過程中的參與。這樣既可減少環(huán)境對集成電路生產(chǎn)封裝的影響，又可提高生產(chǎn)效率。而芯片封裝是IC制造過程中影響微電子產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和性能質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。半導(dǎo)體制造工藝的快速進(jìn)步和市場對微小芯片的急切需求，對芯片封裝設(shè)備的定位精度和運(yùn)動速度、加速度提出了極高的要求[13]。 l 本課題研究的意義和價值 本課題主要進(jìn)行集成電路芯片塑料封裝自動上料系統(tǒng)機(jī)架部件的設(shè)計及性能試驗。研制自動上料系統(tǒng)，可代替手工上料，填補(bǔ)手工上料在集成電路芯片封裝生產(chǎn)工藝上的不足。就目前國內(nèi)外關(guān)于集成電路封裝的文獻(xiàn)表明，技術(shù)水平上，盡管我國集成電路產(chǎn)業(yè)在近幾年有了快速的發(fā)展，但在總體上與發(fā)達(dá)國家相比，還存在很大的差距[14]。就半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備而言，主要還依靠進(jìn)口，另外在國內(nèi)封裝生產(chǎn)線上IC封裝設(shè)備的自動化程度參差不齊[15]。在市場方面，南通富士通、江蘇長電、四川樂山無線電公司等國內(nèi)大型封裝企業(yè)國內(nèi)封裝企業(yè)迅速發(fā)展，跨國半導(dǎo)體企業(yè)繼續(xù)將封裝測試基地轉(zhuǎn)移到國內(nèi)，專家預(yù)測今后幾年中國集成電路市場將以每年30%左右的增長速度增長，到2009年市場規(guī)模將達(dá)到9475億元[16-17]。面對蓬勃發(fā)展的IC封裝業(yè)，面對中國巨大的市場需求，本課題研制的集成電路塑封自動上料機(jī)將具有廣闊的應(yīng)用前景和市場價值。 l 參考文獻(xiàn) [1] 于燮康.自強(qiáng)不息、優(yōu)先發(fā)展、努力做大做好半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)[J]. 電子工業(yè)專用設(shè)備,2003,(107):4-7 [2] 范琳. 微電子封裝技術(shù)與聚合物封裝材料的發(fā)展趨勢[J]. 新材料產(chǎn)業(yè), 2005, (8 ): 39-46 [3] 高尚通. 跨世紀(jì)的微電子封裝[J]. 半導(dǎo)體情報,2000,37(6):1-7 [4] 梁紅兵.芯片封裝技術(shù):追隨IC的發(fā)展而發(fā)展[J].集成電路應(yīng)用,2002:22 [5] 張蜀平,鄭宏宇. 電子封裝的新發(fā)展.電子與封裝[J]，2004，4（1）:3-9 [6] HO-Ming Tong. Microelectronics packaging: present and future[J]. Materials Chemistry and Physics ,1995,40:147-161 [7] John Baliga. High-Density Packaging: The Next Inter-connect Challenge[J]. Seniconductor Inter-national, 2000,23(2):91-100· [8] David R Hald. A Review of the Advanced Packaging Technologies[J]. Surface Mount Technologies,1997(9):54-58 [9] John H Lau. BGA、CSP、DCA and Flip-Chip Technology[J]. In: Proceedings of the ISEP＇96. 1996:20-27. [10] Rao R Tummala. Importance, Status and Chllenges in Microelectronics System-level Packaging[J].In: Proceedings of the ISEPT＇98. 1998:6-11. [11] 張建萍. IC自動上料夾緊機(jī)構(gòu)[J]. 電子工業(yè)專用設(shè)備,2001,30(4):41-44 [12] 楊恩江. 環(huán)境與靜電對集成電路封裝過程的影響[J]. 電子電路與貼裝,2004,(3):53-55 [13] 劉延杰,孫立寧,孟慶鑫,祝宇虹,劉新宇.面向芯片封裝的新型高速高精度平面定位機(jī)構(gòu)研究[J]. 工具技術(shù),2005,39(5):19-22 [14] 關(guān)白玉.2002-2003年集成電路與專用設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r[J].IC制造技術(shù)，2004,29(3):54-57 [15] 張偉鋒.IC打標(biāo)設(shè)備的自動上料技術(shù)分析[J]. 電子工業(yè)專用設(shè)備，2004,118:55-61 [16] 俞忠鈺.大力發(fā)展我國半導(dǎo)體封裝業(yè)[J]. 電子工業(yè)專用設(shè)備,2005,128:1-3 [17] 龍樂.國內(nèi)外集成電路封裝產(chǎn)業(yè)評述.電子與封裝[J]，2003,3(9):6-9 二、本課題的基本內(nèi)容，預(yù)計解決的難題 ● 基本內(nèi)容 本課題結(jié)合縱向科研項目“集成電路塑封自動上料機(jī)研制”研究需要，進(jìn)行集成電路芯片塑料封裝自動上料系統(tǒng)的機(jī)架部件設(shè)計及性能試驗。系統(tǒng)主要有料片傳送部件、料片自動排片部件、工控機(jī)系統(tǒng)及傳感檢測系統(tǒng)等組成。 ● 預(yù)計解決的難題 （1） 上料機(jī)機(jī)架部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 （2） 上料機(jī)系統(tǒng)部分性能試驗 三、課題的研究方法、技術(shù)路線 查閱相關(guān)技術(shù)資料→確定課題總體設(shè)計方案→上料機(jī)機(jī)架部件結(jié)構(gòu)設(shè)計→上料機(jī)系統(tǒng)部分性能試驗。 四、研究工作條件和基礎(chǔ) ●課題組已在手工上料機(jī)械的基礎(chǔ)上開展了有關(guān)前期預(yù)研工作 ●計算機(jī) ●相關(guān)技術(shù)資料 五、計劃進(jìn)度 起訖日期 工作內(nèi)容 3月31日～ 4月8日 查閱資料，翻譯英文文獻(xiàn)，撰寫開題報告 4月9日～ 4月15日 確定總體設(shè)計方案 4月16日～ 5月13日 上料機(jī)機(jī)架部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 5月14日～ 6月3日 上料機(jī)系統(tǒng)部分性能試驗 6月4日～ 6月17日 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 6月18日～ 6月20日 準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯 指 導(dǎo) 教 師 評 語 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 學(xué)院 意見 通過開題（ ） 開題不通過（ ） 教學(xué)院長簽名： 年 月 日