發(fā)布時間：2023-09-28 09:19:54
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電子封裝的技術樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
豐子愷書籍裝幀文人畫
傳統(tǒng)文人畫講究意境，所謂詩情畫意、畫外之音，莫不與意境息息相關。意境美，為一種說不出道不明的朦朧美。意境的創(chuàng)造，是對畫家聰明才華及情懷的考驗。宋以來文人論畫，強調多讀書，多游歷名山大川，其目的就是要通過這兩條途徑磨練塑造人的氣質、胸襟、情感、趣味，使畫家成為高雅的作者，方能創(chuàng)作出具有不凡的、美的意境的作品。早在元代時期，趙孟頫標榜“古意”，謂“若無古意，雖工無益”，從文人的審美情趣出發(fā)，提倡繼承唐與北宋繪畫，重視神韻，追求清新樸素的畫風，反對宋代院畫過分追求纖巧與形似；“石如飛白木如箱，寫竹還應八分通；若有人會此，方知書畫本來同”，可見，他還強調書法與繪畫的關系，將書法用筆進一步引用到繪畫中，加強藝術感染力。而將時間定位到民國時期，豐子愷作為中國現(xiàn)代裝幀設計的先行者，他的觀點與趙孟頫不謀而合，繼承了文人畫的衣缽。
豐子愷擅長在作品中表現(xiàn)意境，這種意境在他的眾多作品中可感悟到?！度松⒑螅汇^新月天如水》是1924年豐子愷為朱自清和俞平伯主編的期刊《我們的七月》中所配的插圖，畫中以疏朗的筆墨表現(xiàn)了上卷的竹簾、廊邊的小桌、零星分布的茶壺、茶杯和一彎新月，整幅畫作散發(fā)出仙境一般的閑情逸致，使觀者感到無限的美感。1933年，豐子愷為《西湖漫拾》封面所做的設計極為簡約，通過草草數(shù)筆的勾勒，殘垣的小橋、層疊的峰巒、粼粼的波光、飄蕩的小船、高懸的皓月便躍然紙上，裝飾性的構圖襯托出書名的雅致。豐子愷是一個擁有濃厚傳統(tǒng)文人氣質的學者，除漫畫外，他在書法、散文方面也有很高的造詣，品讀他設計的書籍裝幀作品，可體悟到中國傳統(tǒng)文化的意境追求。豐子愷采用了古代文人畫中詩、書、畫的表達形式，他的作品，運用流暢的一筆式抒情漫畫，使用傳統(tǒng)的毛筆勾勒，人物造型簡單概括，同時又不失神韻，雖然很多作品并無對人物五官面貌進行細致刻畫，但僅寥寥數(shù)筆，便形神兼?zhèn)洹⒒铎`活現(xiàn)，體現(xiàn)出東方式的樸素典雅。如《醉里》（1928年商務印書館初版，羅黑芷著）的封面采用左右式構圖，畫中描繪了一個仰坐的醉漢形象，畫中人物側仰著身子，慵懶地斜靠后方，整個人的身體呈現(xiàn)出135度的鈍角，畫中并未對人物的神情進行深入刻畫，從其仰起的面龐、傾斜的身體、后置的碎發(fā)可以看出這個人已經(jīng)酩酊大醉了。豐子愷寥寥數(shù)筆的體態(tài)描繪極為傳神。為考慮版式的整體統(tǒng)一，豐子愷的設計很少直接運用花哨的印刷字體，常選擇自己獨特的豐式書法作為封面字體，使設計更加莊重、典雅、質樸?！对颇蕖愤@本書，豐子愷完全用字體進行設計，構圖上模仿古籍的裝幀式樣，將書籍信息分為三組進行安排，最上方為方塊狀的“子愷漫畫”，中間將書名云霓放大處理后呈長條狀，而落款處采用名字的縮寫“TK”呈印章狀，最終勾勒出長方形框，將信息全部收納其中，古樸典雅、簡潔清晰。
豐子愷的書籍裝幀藝術中流露著詩畫般的意境，不斷散發(fā)出云卷云舒的淡定從容，這是他文人心境的一種體現(xiàn)。中國古代文人講究內在美的錘煉，淵博的學識、高貴的品格、豐富的生活閱歷方能鑄造真知灼見。豐子愷總是采用言簡意賅卻具有傳統(tǒng)韻味的線條表現(xiàn)他對書籍裝幀藝術的理解?！钝欅E》是朱自清的詩與散文集，由豐子愷設計的封面中，一張窄幅的豎幅海景圖，斜著的幾朵白云跳出畫面，兩只海鷗沿著海平面低飛，層層浪花錯落有致，處處彰顯著純凈、柔軟與平和，整個頁面布局緊密，將視覺中心放在頁面的右側，區(qū)區(qū)尺幅卻情韻深厚，這種風格一直延續(xù)在他的藝術生涯中，以至于觀者一接觸到他的作品，便被其中的淡定從容所感染，有時忽略了他作品中提出的尖銳的社會問題。
文人畫自元代以來成為中國畫壇的主流形態(tài)，然而隨著民族意識的高漲，不少文化先驅，如魯迅在其言論與著作中對寫意的文人畫多有批評，原因很復雜，主要因為這一時期的社會形態(tài)需要帶有啟蒙作用、與社會生活密切相聯(lián)系的美術。相對來說，傳統(tǒng)文人畫在直接反映現(xiàn)實生活方面顯得有些“無能為力”。二三十年代的進步文壇普遍要求作品反映時代性與戰(zhàn)斗性，一向溫和的豐子愷也將題材擴大到了現(xiàn)實生活的層面，表現(xiàn)出強烈的愛與憎。品味他的封面、插畫、扉頁與題畫作品，常會在不經(jīng)意間讀到生活中的眾生百態(tài)、饑飽寒苦，也許這正是處于風雨飄搖的年代文人們寄情于畫抒發(fā)憤懣的一種方式。1926年，《中國青年》5月刊邀豐子愷為“五卅紀念專號”設計封面，豐子愷在畫面中央畫出一座被云霧環(huán)繞的寶塔，塔頂射入了一支箭，這幅畫源自唐朝射塔矢志的故事，寓意革命青年銘記悲痛，號召有為青年為了民族的解放立志發(fā)奮圖強，具有濃厚的愛國主義情懷。同樣，在之后的6月刊上，豐子愷描繪了一個小小少兒郎騎著戰(zhàn)馬奔赴戰(zhàn)場的形象，處處體現(xiàn)作為新時期知識分子對國家命運的牽掛。對于那些生活在戰(zhàn)亂時代的青年人來說，這類題材無疑起到了及時宣傳和鼓動的重要作用。
豐子愷用裝飾性構圖和漫畫的筆法裝飾書籍，繼承了文人畫的寫意性與抒情性，其作品中充滿了文人士大夫的精神境界與審美情趣。更難能可貴的是，豐子愷將社會生活的題材也納入了書籍裝幀藝術中，使他的作品更具有時代風貌與生活趣味，增加了傳統(tǒng)文化的魅力。
參考文獻：
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作者王雙系北京林業(yè)大學藝術設計系2010級
關鍵詞：立體封裝；SIP；堆疊；嵌入式計算機系統(tǒng)模塊
DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.1.010
目前大部分集成電路均采用平面封裝形式，即在同一個平面內集成單個芯片的封裝技術。由于受到面積的限制難以在同一平面上集成多個芯片。所謂立體封裝是一項近幾年來新興的一種集成電路封裝技術，突破了傳統(tǒng)的平面封裝的概念；它是在三維立體空間內實現(xiàn)單個封裝體內堆疊多個芯片（已封裝芯片或裸片）的封裝技術（如圖1所示）。近些年來隨著微電子技術、計算機技術的迅猛發(fā)展，嵌入式計算機系統(tǒng)在各類系統(tǒng)級電子產(chǎn)品中得以廣泛應用。各類移動設備、手持設備、民用電子產(chǎn)品的操作和控制越來越依賴于嵌入式計算機系統(tǒng)，而且要求系統(tǒng)不僅具有較高的性能，而且還要具有占用空間小、低功耗等特點。這就給嵌入式計算機系統(tǒng)提出了更高的要求。SIP立體封裝芯片由于其集成度高，占用空間小，功耗低等特點，在未來的電子設備中將得到越來越廣泛的應用。
立體封裝芯片的主要特點
（1）集成密度高，可實現(xiàn)存儲容量的倍增，組裝效率可達200%以上；它使單個封裝體內可以堆疊多個芯片，可以實現(xiàn)存儲容量的倍增，比如對SRAM、SDRAM、FLASH、EEPROM進行堆疊，可以使存儲容量提高8～10倍；
（2）單體內可實現(xiàn)不同類型的芯片堆疊，從而形成具有不同功能的高性能系統(tǒng)級芯片，比如將CPU、SRAM、FLASH等芯片經(jīng)立體封裝后，形成一個小型計算機機系統(tǒng)，從而形成系統(tǒng)芯片（SIP）封裝新思路；
（3）芯片間的互連線路顯著縮短，信號傳輸?shù)酶烨宜芨蓴_更小；提高了芯片的性能，并降低了功耗；
（4）大幅度的節(jié)省PCB占用面積，可以使產(chǎn)品體積大幅度縮小；
（5）該技術可以對基于晶圓級立體封裝的芯片進行再一次立體封裝，其組裝效率可隨著被封裝芯片的密度增長而增長，因此是一項極具發(fā)展?jié)摿Χ宜坪醪粫^時的技術。
立體封裝芯片技術發(fā)展狀況
隨著IC器件尺寸不斷縮小和運算速度的不斷提高，封裝技術已成為極為關鍵的技術。封裝形式的優(yōu)劣已影響到IC器件的頻率、功耗、復雜性、可靠性和單位成本。集成電路封裝的發(fā)展，一直是伴隨著封裝芯片的功能和元件數(shù)的增加而呈遞進式發(fā)展。封裝技術已經(jīng)經(jīng)歷了多次變遷，從DIP、SOP、QFP、MLF、MCM、BGA到CSP、SIP，技術指標越來越先進。封裝技術的發(fā)展已從連接、組裝等一般性生產(chǎn)技術逐步演變?yōu)閷崿F(xiàn)高度多樣化電子信息設備的一個關鍵技術。目前封裝的熱點技術為高功率發(fā)光器件封裝技術、低成本高效率圖像芯片封裝技術、芯片凸點和倒裝技術、高可靠低成本封裝技術、BGA基板封裝技術、MCM多芯片組件封裝技術、四邊無引腳封裝技術、CSP封裝技術、SIP封裝技術等。
立體封裝被業(yè)界普遍看好，立體封裝的代表產(chǎn)品是系統(tǒng)級封裝（SIP）。SIP實際上就是一系統(tǒng)級的多芯片封裝，它是將多個芯片和可能的無源元件集成在同一封裝內，形成具有系統(tǒng)功能的模塊，因而可以實現(xiàn)較高的性能密度、更高的集成度、更低的成本和更大的靈活性。立體封裝技術是目前封裝業(yè)的熱點和發(fā)展趨勢。
控制系統(tǒng)的設計人員所面臨的挑戰(zhàn)是如何能實現(xiàn)高性能、高可靠、小型化，希望所采用的新一代器件能比前一代產(chǎn)品的尺寸更小、同時擁有更多、更強的功能。半導體業(yè)界正在這一領域努力，希望在進一步提高器件功能的同時，獲得更小尺寸的器件封裝結構，同時又能維持、甚至降低器件的整體成本。實踐證明，三維集成的成本要比對芯片進行持續(xù)縮小的工程成本要低，因此，立體封裝是實現(xiàn)設備小型化的理想技術途徑，這是驅動立體封裝技術發(fā)展的主要因素。
立體封裝主要有三種類型，即埋置型立體封裝、有源基板型立體封裝、和疊層型立體封裝。當前，實現(xiàn)這三類立體封裝主要有三種途徑：一種是在各類基板內或多層布線介質層中“埋置”R、C 或IC 等元器件，最上層再貼裝SMC 和SMD 來實現(xiàn)立體封裝，這種結構稱為埋置型立體封裝；第二種是在硅圓片規(guī)模集成（WSI）后的有源基板上再實行多層布線，最上層再貼裝SMC 和SMD，從而構成立體封裝，這種結構稱為有源基板型立體封裝；第三種是在平面封裝的基礎上，把多個裸芯片、封裝芯片、多芯片組件甚至圓片進行疊層互連，構成立體封裝，這種結構稱作疊層型立體封裝。目前只有第三種方式進入了實用階段，而且掌握第三種立體封裝技術的公司很有限，國外主要是法國3D PLUS公司、美國VCI公司，國內僅有江蘇長電公司和珠海歐比特公司。
立體封裝技術其核心是要在有限的空間內合理解決芯片之間的互連問題，目前疊層型立體封裝的主要互連技術有以下三種方式：
（1）在采用晶圓（裸片）堆疊放置的封裝方式時，目前所用的互連技術是在焊區(qū)間使用引線鍵合的方法。隨著芯片尺寸的縮小，引線鍵合方法受到了空間的限制，這主要是由于鍵合引線數(shù)量和密度，或是重疊式芯片制造而引起的。而鍵合引線的密度也會導致傳輸上的干擾和電子寄生。
（2）作為引線鍵合的一種替代技術，形成穿透硅圓片的通孔結構可以大大縮短互連的距離，從而消除了芯片疊層在數(shù)量上的限制。這種采用直接互連的方法能提高器件的工作速度，該技術方法通常被稱作為硅片貫穿孔（TSV）技術，但目前由于采用該項技術的工程成本很高，還不能利用該技術進行大批量生產(chǎn)。
（3）標準封裝堆疊（TSOP堆疊）和柔性PCB混合堆疊封裝技術是三維立體封裝是一種近些年來新興的立體封裝技術，其特色是將已封裝的芯片（例如TSOP芯片）通過堆疊或柔性PCB堆疊后進行灌封，在經(jīng)過切割成型、表面處理、激光雕刻實現(xiàn)芯片之間的互連；該技術具有很高的靈活性和適應性。值得一提的是，該技術可以對基于晶圓級立體封裝的芯片進行再一次立體封裝，因此是一項極具發(fā)展?jié)摿Χ宜坪醪粫^時的技術。
SIP立體封裝技術在嵌入式計算機系統(tǒng)中的應用
嵌入式計算機系統(tǒng)已廣泛應用于航空、航天、工業(yè)控制、消費類電子等領域。
在航空、航天領域的箭載、船載、機載電子系統(tǒng)中，目前均采用開放式分布計算機系統(tǒng)，大部分的節(jié)點計算機為嵌入式計算機。隨著箭載、船載、機載電子系統(tǒng)功能越來越強大，系統(tǒng)更復雜，節(jié)點計算機的數(shù)量也在逐步增加，勢必造成電子系統(tǒng)的重量增加，從而導致動力系統(tǒng)的負荷增加，而需大幅度提升發(fā)動機的推力，使火箭、飛船、飛機的整體重量增加。最終將導致成本大幅度提升。因此，有效降低航空、航天領域的箭載、船載、機載電子系統(tǒng)中的嵌入式計算機系統(tǒng)的重量尤為重要，如何減小嵌入式計算機的體積和重量也越來越受到航空、航天領域設計人員的關注。
在工業(yè)控制及民用消費類電子領域，各種手持設備如掌上電腦、移動通信設備、各類手持機等都依賴于嵌入式計算機系統(tǒng)。如何較小嵌入式計算機的體積，是手持設備提升性能，降低成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力的關鍵。
近些年來，隨著集成電路的集成度越來越高，嵌入式計算機芯片的功能越來越強大，可集成存儲器、串口、網(wǎng)口、USB、SPI、I2C等多種外設及接口，但由于嵌入式計算機芯片本身難以實現(xiàn)功率器件及大容量數(shù)據(jù)存儲器的集成，因此在使用過程中接口的功率驅動電路以及大容量數(shù)據(jù)存儲還需依賴平面板級設計來實現(xiàn)，這就給進一步提高嵌入式計算機系統(tǒng)的集成度，降低體積帶來一定的限制。隨著SIP立體封裝技術的出現(xiàn)，為嵌入式計算機系統(tǒng)的進一步集成創(chuàng)造了條件。SIP立體封裝技術可改變嵌入式計算機系統(tǒng)傳統(tǒng)的平面板級設計模式，將嵌入式計算機系統(tǒng)的處理器、存儲器、功率驅動接口等在三維空間內進行集成，可有效降低器件對PCB板的占用面積，從而大幅度降低嵌入式計算機系統(tǒng)的體積，減輕電子系統(tǒng)的整體重量，降低整體設備的成本。
SIP立體封裝嵌入式計算機模塊簡介
SiP微型計算機系統(tǒng)芯片是一種具有大容量存儲及多種外設接口的計算機系統(tǒng)芯片；其內部不僅可集成微處理器、大容量的SRAM、FLASH或SDRAM，而且還可集成UART、GPIO、I2C、SPI、網(wǎng)絡等多種接口，使之構成一個功能強大的計算機系統(tǒng)。
在芯片設計時，一般情況下按照系統(tǒng)各部分的功能，將系統(tǒng)劃分為處理器層、存儲器層、外設接口層等。各層在垂直方向上進行堆疊，再將各層之間需要連接的信號互連起來，最終構成一個完整的計算機系統(tǒng)模塊（如圖2所示）。采用SIP立體封裝技術構成的嵌入式計算機系統(tǒng)模塊，和傳統(tǒng)的平面板級系統(tǒng)節(jié)省PCB占用面積達80%以上，可大幅度縮小嵌入式計算機系統(tǒng)的體積和重量。而且由于系統(tǒng)各部分之間的連接線路大幅縮短，從而系統(tǒng)的運行速度、抗干擾特性、功耗等均有顯著改善，可靠性大幅度提升。
珠海歐比特公司根據(jù)航空、航天領域的需求，開發(fā)了基于SIP立體封裝技術的嵌入式計算機系統(tǒng)模塊。該模塊集成了SPARC V8架構的S698-T SOC芯片、SRAM、FLASH ROM、1553B總線接口、ARINC429總線接口、RS232接口、GPIO、AD轉換接口等。用戶僅需要很少的外部元件（電源、接插件）即可作為1553B總線節(jié)點計算機使用（其結構如圖3所示）。該計算機系統(tǒng)模塊預留了外部總線接口，用戶可方便地進行系統(tǒng)擴展設計。該模塊可以替代原來的一塊或數(shù)塊電路板，甚至可以替代原來的一臺計算機。
該計算機系統(tǒng)模塊采用四層堆疊結構，采用144腳QFP封裝，外形尺寸如圖4所示。
（1）第一層主要包括：處理器、晶振、內核電源轉換芯片等；
（ 2 ）第二層主要包括：2片1M×16bit 數(shù)據(jù)SRM；
（ 3 ）第三層主要包括：1片2M×16bit程序FLASH；
（4）第四層主要包括：1553B電平轉換、RS232電平轉換、系統(tǒng)復位電路等。
結束語
綜上所述，SIP立體封裝是一項新興的立體封裝技術，雖然目前該技術還處于初期發(fā)展階段，其產(chǎn)品應用還局限于航空、航天、軍事及高端工業(yè)控制領域，但隨著技術的進步，材料成本和生產(chǎn)效率的逐步提高，未來幾年內，將廣泛應用于各類嵌入式計算機系統(tǒng)中，具有非常廣闊的市場前景。
參考文獻：
[1]珠海歐比特控制工程股份有限公司. VDS25632VQ12使用說明書. 2011.
關鍵詞：電子檔案；元數(shù)據(jù)；管理；方案
DOI：10.16065/ki.issn1002-1620.2016.02.016
1四種電子檔案元數(shù)據(jù)的管理方法及其分析
1.1內封裝
內封裝指的是將電子檔案的內容信息和其元數(shù)據(jù)“綁定”成一個完整對象。從國際范圍看，出現(xiàn)了多種數(shù)據(jù)封裝方法，如VEO、Mets、FoxML、MPEG-21和Bueketsl等。VEO和Mets在國際文件和檔案管理領域較具代表性。VEO封裝方法對我國檔案界的影響相對較大，國家檔案局的行業(yè)標準《DAT/48-2009基于XML的電子文件封裝規(guī)范》就是基于VEO封裝方法對文本類和圖像類（僅靜態(tài)圖像）電子檔案的封裝規(guī)范進行了約定。內封裝存在兩種方法：一是將電子檔案的內容信息（指存儲電子檔案內容的數(shù)據(jù)文件，下同）轉換為Base64編碼，與元數(shù)據(jù)一并封裝到XML結構中；二是將電子檔案的元數(shù)據(jù)直接封裝到內容信息，內容信息不做編碼處理，將元數(shù)據(jù)直接寫到數(shù)據(jù)文件中的特定位置。1.1.1XML內封裝采取VEO封裝方法，將電子檔案的內容信息進行Base64編碼，并將內容信息編碼與元數(shù)據(jù)一并封裝到XML結構中。Base64是將二進制數(shù)據(jù)編碼為64個可打印字符形式的表達方法，它用64個可打印字符能夠表示二進制所有的數(shù)據(jù)。由于嚴格來說計算機系統(tǒng)中存儲的所有數(shù)據(jù)文件均以二進制儲存，所以理論上文本、圖形、圖像、影像和聲音類的電子檔案內容信息均可以做Base64編碼并封裝在XML結構中。此方案在具體實現(xiàn)時并不存在障礙，但筆者對其執(zhí)行效率產(chǎn)生了疑問。對電子檔案內容信息進行Base64編碼后進行XML結構封裝/解封裝需要一定的系統(tǒng)開銷和耗時，對于文本類的小文件可能不存在問題，但對于數(shù)碼照相、錄像、錄音技術發(fā)展使得分辨率、采樣頻率等日漸提升導致的數(shù)據(jù)文件容量日益龐大的圖像類、影像類和聲音類電子檔案是否可以接受呢？筆者通過三個數(shù)量級對該問題進行了測試，由于主要是測試大容量數(shù)據(jù)在進行XML結構封裝/解封裝時的效率問題，測試過程中直接使用原始的數(shù)據(jù)文件進行封裝，結果如表1。根據(jù)測試結果，大數(shù)據(jù)容量文件的封裝/解封裝性能存在明顯問題，考慮如今常見的B/S架構系統(tǒng)執(zhí)行效率，諸如圖像、影像和聲音等大數(shù)據(jù)容量文件的封裝和解封裝不僅會制約系統(tǒng)性能，亦可能出現(xiàn)運行超時問題。1.1.2內容信息內封裝內容信息內封裝方案指的是不改變電子檔案內容信息的長期保存格式，將元數(shù)據(jù)通過技術手段直接嵌入到存儲電子檔案內容的數(shù)據(jù)文件中的特定位置。如圖2所示。在設計該方案的過程中，筆者首先重點考慮了其是否可實現(xiàn)的問題，選擇了包括PDF、JPEG、GIF、TIFF、RAW、MP3、WAVE、MPEG4、AVI等常見數(shù)據(jù)格式進行了分析和測試。由于對電子檔案真實性和憑證性鑒定的重要手段為HASH值校驗，即將特殊安全保管的電子檔案內容信息（不含元數(shù)據(jù)）原始HASH值與文件系統(tǒng)中長期保存的電子檔案內容信息進行比對，得出是否被篡改或破壞的結論。如果采取內容信息內封裝方案，在進行電子檔案真實性和憑證性鑒定時，勢必需要將內封裝的元數(shù)據(jù)抽取出來之后僅對比原始內容信息的HASH值。因此，筆者在分析和測試過程中，重點測試和分析了兩點問題：①各常見數(shù)據(jù)格式是否有技術可實現(xiàn)內封裝；②將內封裝的元數(shù)據(jù)抽取出來后，不含元數(shù)據(jù)的內容信息是否可通過HASH值校驗。結果如表2。根據(jù)測試結果，RAW、WAVE、MPEG4、AVI等4種數(shù)據(jù)格式未找到能夠在其中嵌入數(shù)據(jù)的開發(fā)工具和技術；TIFF、MP3等兩種數(shù)據(jù)格式將元數(shù)據(jù)抽出后，數(shù)據(jù)格式的字符流發(fā)生變化，與封裝元數(shù)據(jù)之前的內容信息HASH值比對不符合；僅有PDF、JPEG和GIF等3種數(shù)據(jù)格式全部通過了兩方面的測試?；诖耍诂F(xiàn)有信息技術條件下，由于多數(shù)常見數(shù)據(jù)格式無法實現(xiàn)，該方案并不可用。
1.2半封裝
半封裝主要指的是電子檔案元數(shù)據(jù)單獨做XML結構封裝，在元數(shù)據(jù)封裝包中僅寫入電子檔案內容信息的存儲位置，內容信息不做編碼處理并獨立存儲，并在元數(shù)據(jù)的XML封裝包中添加電子檔案內容信息的相對路徑，實現(xiàn)電子檔案的內容信息和元數(shù)據(jù)的有效關聯(lián)。如圖3所示。由于半封裝的方案僅在電子檔案元數(shù)據(jù)XML結構封裝包中寫入了內容信息的相對路徑，并沒有將內容信息與元數(shù)據(jù)聯(lián)系為一個數(shù)據(jù)文件整體。筆者認為該方案與不封裝的方案實際并沒有差別，由于其實現(xiàn)的僅僅為元數(shù)據(jù)與內容信息的邏輯關聯(lián)，而邏輯關聯(lián)顯然有更簡單的實現(xiàn)方法，因此本方案并沒有操作價值。
1.3不封裝
不封裝主要指電子檔案的元數(shù)據(jù)和內容信息不進行封裝處理，元數(shù)據(jù)在關系型數(shù)據(jù)庫中以結構化的數(shù)據(jù)形態(tài)進行管理，內容信息不做編碼處理，在文件服務器中以非結構化的數(shù)據(jù)形態(tài)獨立存儲、長期保存格式進行管理，兩者間進行有效關聯(lián)。如圖4所示。不封裝方案顯然是以上幾種方案中最容易實現(xiàn)，且在信息技術環(huán)境下最易于管理的。但是，該方案的問題在于電子檔案元數(shù)據(jù)與內容信息的真實性和憑證性并沒能緊密捆綁，邏輯關聯(lián)的方法是否能夠滿足電子檔案內容信息的長期保存需要還有待時間的驗證。
1.4特定封裝
特定封裝指的是將電子檔案元數(shù)據(jù)與保障電子檔案憑證價值的電子檔案身份證[1]進行封裝，封裝包進行加密處理后存儲在關系型數(shù)據(jù)庫中以結構化的數(shù)據(jù)形態(tài)進行管理，電子檔案的內容信息不做編碼處理并以非結構化的數(shù)據(jù)形態(tài)獨立存儲，電子檔案身份證和元數(shù)據(jù)的封裝字符串與電子檔案的內容信息進行有效關聯(lián)。如圖5所示。該方案除電子檔案內容信息以外，電子檔案身份證和元數(shù)據(jù)都采取結構化的數(shù)據(jù)形態(tài)存儲，在信息技術環(huán)境下易于實現(xiàn)和管理。同時，由于電子檔案身份證作為保障電子檔案真實性和憑證性的數(shù)字證書，將元數(shù)據(jù)與身份證捆綁實際上是實現(xiàn)了將元數(shù)據(jù)與電子檔案內容信息直接封裝的效果。
2電子檔案元數(shù)據(jù)管理方案對比
根據(jù)上述4種主要的電子檔案元數(shù)據(jù)管理方案，筆者在功能性和安全性等方面進行了對比。由于內封裝方案的第二種方法“內容信息內封裝”在多數(shù)常見數(shù)據(jù)格式中無法實現(xiàn)，因此認為其不適宜運用于電子檔案元數(shù)據(jù)管理領域，未進行對比。本文主要對比了XML內封裝、不封裝、半封裝和特定封裝等4種電子檔案元數(shù)據(jù)管理方案，對比結果如表3。根據(jù)對比結果，采取特定封裝的方案更符合當前信息技術環(huán)境下電子檔案元數(shù)據(jù)的管理需求。XML內封裝方案難以解決圖像、影像和聲音等類型大數(shù)據(jù)容量文件的處理問題，可行性不高；不封裝方案在真實性和憑證性校驗方面欠缺帶有有效數(shù)字簽名的元數(shù)據(jù)支持，且元數(shù)據(jù)與內容信息聯(lián)系不夠緊密；半封裝方案則綜合了XML內封裝方案和不封裝方案的大部分缺點，不能滿足電子檔案元數(shù)據(jù)的管理需求。但是，特定封裝方案依舊存在元數(shù)據(jù)變動導致電子檔案身份證加密字符串不斷重復制作的過程，這同樣會對確保電子檔案真實性和憑證性較為核心的電子檔案身份證帶來一定的數(shù)據(jù)風險。
3建議采用的電子檔案元數(shù)據(jù)管理策略
筆者認為，結合電子檔案元數(shù)據(jù)分開管理方法[2]、綜合特定封裝和不封裝兩套方案可較好地解決問題。即只將電子文件形成過程中的、直接關系電子檔案真實性和憑證性的對象元數(shù)據(jù)與電子檔案身份證進行封裝，由于該部分元數(shù)據(jù)形成后不會再有變動，可有效避免電子檔案身份證加密字符串的重復制作。同時，將對象元數(shù)據(jù)、事件元數(shù)據(jù)在關系型數(shù)據(jù)庫中以結構化的數(shù)據(jù)形態(tài)存儲，即可實現(xiàn)電子檔案身份證中的對象元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中存儲的對象元數(shù)據(jù)比對，也可提升事件元數(shù)據(jù)變更時的管理效率、提高元數(shù)據(jù)的使用效率、降低對電子檔案的內容信息和身份證的數(shù)據(jù)管理風險。此外，該方案與存儲電子檔案內容的數(shù)據(jù)文件格式無直接關系，不同的數(shù)據(jù)格式差異不會對元數(shù)據(jù)的管理造成技術架構變化的風險，且任意數(shù)據(jù)格式均可使用同樣的一套技術體系實現(xiàn)對其元數(shù)據(jù)的安全有效管理，故該方案的可擴展能力較強，在信息系統(tǒng)開發(fā)過程中技術的復用性亦較強。本文系北京數(shù)字檔案館（北京電子文件中心）建設項目系列研究之一。
參考文獻
［1］陶水龍，薛四新，田雷，張桂剛，李超.異構系統(tǒng)中電子檔案憑證性保障的整體構思［J］.檔案學研究，2012(5).
程:您好!在浦東新區(qū)政府和北京大學的大力支持和領導下,經(jīng)過一年多的籌備,上海浦東微電子封裝和系統(tǒng)集成公共服務平臺已經(jīng)正式開始運營。
平臺由上海北京大學微電子研究院聯(lián)合多家封裝企業(yè)和研究單位共同建設,在上海市浦東新區(qū)科學技術委員會、上海市集成電路行業(yè)協(xié)會、上海張江集成電路產(chǎn)業(yè)區(qū)開發(fā)有限公司、上海浦東高新技術產(chǎn)業(yè)應用研究院和上海張江(集團)有限公司支持下運營。平臺目標旨在通過跨地域、跨行業(yè)、跨學科的產(chǎn)學研用合作,集聚優(yōu)勢資源,為我國微電子產(chǎn)業(yè)(主要是中小型企業(yè))提供需要的封裝設計加工、測試、可靠性分析與測試等服務并開展微機械系統(tǒng)MEMS/微光電子機械系統(tǒng)(MOEMS)封裝、3-D集成等系統(tǒng)集成技術研發(fā),為集成電路行業(yè)培養(yǎng)封裝和系統(tǒng)集成高端人才,逐步發(fā)展成能為全國集成電路企業(yè)提供優(yōu)質技術服務的微電子封裝與系統(tǒng)集成公共服務平臺。
平臺服務內容包括先進封裝設計、小批量多品種集成電路封裝與測試、系統(tǒng)集成、可靠性分析測試和封裝人才培養(yǎng)等,將涵蓋封裝設計、仿真、材料、工藝和制造等多個領域。封裝設計服務將提供封裝設計及封裝模擬,封裝信號完整性分析等服務。小批量多品種封裝服務將提供中小型集成電路設計企業(yè)需要的封裝技術,為特殊應用領域(如寬禁帶半導體高溫電子封裝、高頻系統(tǒng)封裝、大功率器件與集成電路封裝等)提供封裝服務。系統(tǒng)集成技術服務將提供圓片級封裝技術(WLP)、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)/微光電子機械系統(tǒng)(MOEMS)封裝、3-D集成等先進封裝/系統(tǒng)集成技術服務,同時廣泛開展技術合作、技術孵化導入活動?？煽啃苑治鰷y試服務將圍繞可靠性測試技術發(fā)展需求,開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權、具有廣泛應用前景的技術和產(chǎn)品,為自主知識產(chǎn)權高端芯片的設計制造項目提供技術支撐,為微電子企業(yè)提供集成電路測試、分析、驗證、老化篩選和完整的測試解決方案和咨詢服務。另外,我國封裝技術人才的嚴重短缺,成為制約集成電路封裝業(yè)進一步發(fā)展的瓶頸。依托平臺強大的封裝研發(fā)力量,充分發(fā)揮海內外專業(yè)人才示范作用,盡快培養(yǎng)本土IC封裝人才群,為企業(yè)作好人才梯隊儲備。
平臺擁有一支以中青年人才為科技骨干的、擁有雄厚技術力量和戰(zhàn)斗力的技術團隊。平臺的運營目前是以中芯國際、UTAC、58研究所、天水華天科技、772研究所、香港科技大學和上海北京大學微電子研究院為技術依托,以國內外知名封裝、微電子領域學者和資深專家為核心,主要核心科學家和技術專家包括有中國工程院院士、微電子技術專家許居衍,北京大學教授、中國科學院院士王陽元,香港科技大學教授、資深電子封裝專家、香港科大電子封裝實驗室主任、先進微系統(tǒng)封裝中心主任李世偉等。
另外,上海北京大學微電子研究院在平臺的技術和運營方面也有很多優(yōu)勢。我院依托北京大學擁有雄厚的人才資源和學科優(yōu)勢,在微電子產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略、基礎技術、關鍵技術、應用開發(fā)四個層面上展開工作,同時在射頻電路、混合信號集成電路、EMI、納米尺度MOS器件、MEMS技術、高壓大功率器件與電路、高可靠性封裝測試技術等領域取得了一系列研究成果。研究院具有許多在微電子主要領域和研究方向的專家、教授、研究員、工程師,同時也招收培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的研究生。他們在LED驅動芯片的設計與封裝、芯片級封裝、系統(tǒng)級封裝、三維立體封裝和可靠性封裝方面有很深入的研究,并取得了不少成果和專利。SIP封裝技術、三維立體封裝和可靠性封裝將成為北大上海微電子研究院重點發(fā)展的研究方向,這些技術基礎為封裝服務平臺的建設發(fā)展提供了可靠的保障。
記者:成立該平臺的背景是什么?它對行業(yè)有哪些積極作用?
程:隨著封裝技術不斷發(fā)展演變,IC設計公司對微型化、輕便化、多功能化、高集成化和高可靠性的需求越來越高,目前浦東新區(qū)現(xiàn)有封裝測試企業(yè)并不能滿足中小型IC企業(yè)的要求,該平臺可以使相關企業(yè)獲得服務便捷、形式靈活、成本合理的封裝測試服務,有利于提高產(chǎn)品質量,加快產(chǎn)品開發(fā)節(jié)奏,提高企業(yè)自身的競爭能力。
目前浦東已有100余家集成電路設計企業(yè),隨著近幾年出現(xiàn)的多項目晶圓(MPW)服務的開展,進一步地降低了IC設計開發(fā)的初期投入,也大大促進了集成電路設計行業(yè)的發(fā)展。但是,中小型IC設計企業(yè)在起步階段需要以QFP、BGA等形式封裝,封裝數(shù)量較小,很難獲得大型封測企業(yè)的服務支持,導致產(chǎn)品開發(fā)周期加長和成本提高等諸多問題。而隨著IC設計企業(yè)的成長,產(chǎn)品線的不斷擴展,需要的封裝品種也將不斷增加,一般的封裝企業(yè)不能提供有效的技術服務。因此小批量、多品種封裝必然成為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中迫切的需求。
另外,很多企業(yè)和研究機構在對一些新型電路、高端產(chǎn)品和先進技術的探索、創(chuàng)新和研究上,需要有微小型、高密度、高頻、高溫、高壓、大功率、高可靠性的封裝技術來支持。而大型封測廠并不能針對這種高端的、專一的、小量的封裝服務需求給予有力的幫助,因而這些集成電路企業(yè)和研究機構只能通過其它途徑尋求提供特殊需求服務的國外封測單位,這樣無形間帶來產(chǎn)品開發(fā)時間和成本的壓力。建設這樣的封裝服務平臺則可以有效的解決此類問題,為他們創(chuàng)造便利的條件。
記者:對于解決封裝行業(yè)存在的一些問題,國外有無類似的平臺?我們建立該平臺有無借鑒國外的一些經(jīng)驗?
程:世界半導體產(chǎn)業(yè)面臨波浪式發(fā)展,目前各大公司紛紛在我國建立后工序工廠及設計公司,摩托羅拉、英特爾、AMD、三星、ST、億恒、Amkor、日立、三菱、富士通、東芝、松下、三洋都在我國建有后工序工廠,飛利浦在江蘇、廣東新建兩個后工序工廠。面對蓬勃發(fā)展的IC封裝業(yè),無論技術怎樣發(fā)展,市場需求是產(chǎn)業(yè)發(fā)展原動力,既有規(guī)模化生產(chǎn),又有市場變化對封裝要求加工批量小、節(jié)奏快、變數(shù)大的特點,市場競爭不只是求規(guī)模,更重要的是求強,大不一定就是強,所以通過國際半導體形勢的發(fā)展來看,封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式及戰(zhàn)略十分值得重視與探討。
該平臺就是在總結了國內外集成電路封裝產(chǎn)業(yè)存在的問題之后而建立的。目前國外和中國臺灣地區(qū)有企業(yè)從事類似業(yè)務,但沒有類似在政府和行業(yè)協(xié)會支持下專門從事封裝技術支持的公共服務平臺。
記者:該平臺是只面向浦東還是面向全國?
程:面向全國。
記者:與一些大型封裝測試公司相比,該平臺有哪些優(yōu)勢?您認為它的前景怎樣?
答:隨著封裝技術不斷發(fā)展演變,IC設計公司提出了微型化、輕便化、多功能化、高集成化和高可靠性的需求,目前一些大型封裝公司并不能滿足中小型IC企業(yè)的要求,而該平臺的優(yōu)勢在于可以使相關企業(yè)獲得服務便捷、形式靈活、成本合理的封裝服務,有利于提高產(chǎn)品質量,加快產(chǎn)品開發(fā)節(jié)奏,例如為中小型IC設計/光電器件企業(yè)提供如下的服務:晶圓凸點制備、芯片級植焊球、有機底版設計及加工、表面貼裝回流焊、BGA/FC/MCM封裝及組裝等。針對部分電子系統(tǒng)制造商的要求,開展特殊封裝的研發(fā)與服務,主要包括:集成電力電子模塊封裝(IPEM)、大功率LED的封裝、MEMS封裝設計與服務等。為大學與科研機構提供各種特殊封裝材料/形式的封裝、咨詢、培訓、系統(tǒng)集成服務,以及各種可靠性測試和分析服務。上述服務都是一些大型封裝測試公司無法做到的。所以該平臺的服務模式本身就是一種優(yōu)勢。
另外,我國目前擁有良好的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境,浦東地區(qū)具有雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎,豐富的人才資源儲備和較好的技術基礎,加上廣泛的市場需求和上海北京大學微電子研究院及其合作伙伴的技術和運營優(yōu)勢,該平臺有著非常廣闊的發(fā)展前景。
記者:成立這樣一個平臺,您一定也在這方面有非常深的了解,站在一個行業(yè)專家的角度,您對整個封裝業(yè)的現(xiàn)狀有哪些看法?
程:IC封裝測試業(yè)是IC產(chǎn)業(yè)鏈中的一個重要環(huán)節(jié)。一直以來,外資企業(yè)在中國IC封裝測試領域占據(jù)了優(yōu)勢,但內資封裝測試企業(yè)蓬勃發(fā)展,中小企業(yè)不斷涌現(xiàn),內資特別是民營企業(yè)的發(fā)展為IC封裝測試業(yè)增添了活力和希望。目前在長三角地區(qū),匯聚了江陰長電、南通富士通、安靠、優(yōu)特、威宇科技、上海紀元微科、上海華嶺等眾多大型微電子封裝測試企業(yè),在全國處于領先地位。西部地區(qū)封裝測試業(yè)包括天水華天科技也有較快的發(fā)展。另外,2007年10月,英特爾(成都)有限公司微處理器工廠順利運營并實現(xiàn)首枚多核處理器出口。同時,中芯國際(SMIC)、馬來西亞友尼森(Unisem)、美國芯源系統(tǒng)(MPS)等半導體封裝測試項目在成都相繼投產(chǎn),西部封裝測試廠的產(chǎn)能將會進一步釋放。
目前,國內外資IDM型封裝測試企業(yè)主要為母公司服務,OEM型封裝測試企業(yè)所接訂單多為中高端產(chǎn)品,而內資封裝測試企業(yè)的產(chǎn)品已由DIP、SOP 等傳統(tǒng)低端產(chǎn)品向QFP、QFN、BGA、CSP等中高端產(chǎn)品發(fā)展。
綜觀目前國內整個封裝業(yè)在對中小型集成電路設計企業(yè)的服務方面存在以下不足:
(1)國內企業(yè)高端技術投資有限,產(chǎn)品多集中于中低端,難以在高端市場上取得突破;
(2)國內先進封裝技術的實施幾乎完全依靠從國外引入;
(3)已有封裝企業(yè)對于處于起步階段的IC設計公司小批量封裝要求能提供的服務極少,不利于整個IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;
(4)無法滿足小批量集成電路特殊封裝的需求。
(下轉第47頁)
記者:未來封測業(yè)的發(fā)展怎樣?該平臺的未來發(fā)展規(guī)劃是怎樣?
一、前言
日本電子信息技術產(chǎn)業(yè)協(xié)會（JEITA）的電子安裝技術委員會制定了2013年度版的“日本安裝技術路線圖”。該“安裝技術路線圖”報告，表述了終端電子產(chǎn)品、半導體封裝、電子組件、印制板和電子安裝設備的現(xiàn)狀認識和將來技術開發(fā)的課題。
日本安裝技術路線圖”中，主要涉及有終端電子產(chǎn)品、半導體封裝、電子組件、印制板和安裝設備等五個大領域。它由每兩年這些領域的相關團體（包括JEITA、STRJ、JPCA、JARA、CIAJ、SEAJ、JIEP、JWS、JSME）、研究所（SIRIJ、ASET）共同研究、商討而修訂出來（參與制定的相關團體、機構見圖1所示）。
20世紀80年代，日本電子信息產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)擅長并引領世界消費型電子產(chǎn)品的制造技術，經(jīng)過90年代初的市場景氣泡沫的破滅，以及21世紀第一個十年中世界經(jīng)濟形勢、國際商業(yè)模式的變化，日本逐漸喪失了駕馭世界電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展潮流的信心，失去了挑戰(zhàn)新產(chǎn)品技術開發(fā)的氣魄。實際上，自1996年以來，日本電子信息產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)衰退跡象的警鐘就持續(xù)不斷地敲響。此次新的2013年度版“日本安裝技術路線圖”，不僅從技術開發(fā)上，而且還從此事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點上，提出了驅動下一代電子信息產(chǎn)品技術的市場創(chuàng)新和開拓的建議，從而迎接來自這方面的最后挑戰(zhàn)。
以下，分別從終端電子產(chǎn)品、半導體封裝、電子組件、印制電路板和電子安裝設備等五個方面， 來介紹2013年度版“日本安裝技術路線圖”（以下簡稱為“路線圖” ）的新指導思想與新指南內容。
二、終端電子產(chǎn)品
2.1 產(chǎn)品分類及對發(fā)展新領域的期待
在2013年度版的“路線圖”中關于電子信息產(chǎn)品的分類，延續(xù)了2011年度版的分類方式。即電子信息產(chǎn)品品種以穿戴型電子產(chǎn)品、數(shù)字視頻攝像、智能電話、數(shù)字電視、汽車導航、筆記本電腦和汽車電子七大類為中心進行分析。
可以看到，近年日本曾擅長掌握的電子終端產(chǎn)品尖端制造技術，已經(jīng)失去了國際競爭優(yōu)勢。日本電子信息產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)大環(huán)境的改變，使日本終端電子產(chǎn)品制造商面臨著發(fā)展“根基沉降” 的嚴峻現(xiàn)實。這一產(chǎn)品市場變化的最明顯特點，是需求急速的電子化和追求安全性。由于網(wǎng)絡的適應性和各種標準化的適應性，有必要創(chuàng)造新的市場和各種社會功能融合的系統(tǒng)，為此強烈建議再認識研究開發(fā)的重要性以及靈活運用“Open innovation”和“close”的商業(yè)模式/開發(fā)體制的構筑必要性。
隨著期待著日元匯率的趨于穩(wěn)定，必須明確重整 “日本制造（made in Japan）”的觀念，以及對世界上不可缺少的日本安裝技術能力的再認識和投資的期待。在2013年度版的“安裝技術路線圖”中，還期待著賦予能源環(huán)境和醫(yī)療等新市場或者全球戰(zhàn)略的再構筑以重要的位置。
2.2 改變生活環(huán)境而出現(xiàn)的電子產(chǎn)品的新領域、新市場
在引人注目的以改變人們生活環(huán)境而涌現(xiàn)出的電子產(chǎn)品新市場中，我們可以捕捉到這些新型電子產(chǎn)品需求所出現(xiàn)的技術新動向。“路線圖”中歸納為以下的由延長壽命、優(yōu)化生活空間、能源三個方面背景下發(fā)展起來的、具有廣闊發(fā)展前景的新型電子終端產(chǎn)品市場：
（1） 延長人類壽命方面
在高齡化、低成長經(jīng)濟和高度網(wǎng)絡化的背景下，近年從以家庭為中心的娛樂家電到實現(xiàn)最高端商業(yè)工具 / 高功能信息產(chǎn)品的智能手機、智能電視、平板電腦、住宅/照明、演藝和與QOL關聯(lián)的監(jiān)護用機器人等電子終端產(chǎn)品得到了迅速地發(fā)展。
（2） 可移動性生活空間方面
根據(jù)日益發(fā)展的人群或者信息的可移動性需求，圍繞著創(chuàng)造更優(yōu)異的生活空間而出現(xiàn)的具有安全性（如自動汽車駕駛儀）、便利性（如IT的提高，服務于移動姿態(tài)的多樣化的電子產(chǎn)品）、環(huán)境友好性（如零輻射電子產(chǎn)品）的產(chǎn)品。
（3） 能源方面
從在流通路徑（能源，供電，電力消耗）中創(chuàng)造可再生能源、災害對策，以及從節(jié)能、蓄能的角度考慮，今后會發(fā)展起可適于智能社會團體（smart commuuity）、智能住宅（smart house）和能源收獲獵取等方面的應用性電子產(chǎn)品。
2.3 智能手機牽引尖端安裝技術的發(fā)展
作為瞬息萬變的市場變遷案例，迄今的攜帶電話是連接到無線網(wǎng)絡的終端的中心，從2010年到2011年在因特網(wǎng)利用上由優(yōu)越的智能電話取代，沒有微處理器的存在就不會有電子化的汽車產(chǎn)業(yè)變化到環(huán)境友好性汽車，與此同時提高了安全性、便利性和舒適性，這不止關系到汽車單體而且還關系到向著以電動車為核心的汽車電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
今后，智能手機在攜帶電話中占有很大比例。由于為了適應信息數(shù)據(jù)保存或者高速網(wǎng)絡，而產(chǎn)生了存儲大容量化，這一發(fā)展趨向還在加速。另外由于要求使用時間更加長，因而發(fā)展它的小型大容量化、高功效的供電系統(tǒng)成為重要課題。
“路線圖”中提出：成為當今時代寵兒的智能電話，它的安裝構成，是在以8～12層的積層板為主流的主板上進行LSI的高密度安裝（安裝個數(shù)最大的為28個，電子組件為1300個）。到2016年左右主流尺寸為50×50mm～55×120mm， 雖然與現(xiàn)狀沒有大的變化，但是LSI的安裝個數(shù)將會減少到14～25個，功能模板也比現(xiàn)在的減少3個。由于成本或者安裝空間的制約，正在致力于芯片的系統(tǒng)芯片化（SoC，System on chip）或者模塊功能的整合等，連接器數(shù)量也會大幅度縮小，到2022年這種潮流將會加速。
2.4 穿戴型電子產(chǎn)品的小型、多功能化
“路線圖”中預測了穿戴型電子產(chǎn)品（WW）的發(fā)展趨勢。穿戴型電子產(chǎn)品的電池功率期待著在未來兩年內普遍達到1周的使用壽命，其整個產(chǎn)品的重量在100g以下。它的流行性等設計能力也會成為商品價值的重要要素。今后功能方面擴展到健康、醫(yī)療管理等領域，將成為穿戴型電子產(chǎn)品很重要的新市場。未來幾年，為客戶提供更廣泛服務的穿戴型電子產(chǎn)品，將會紛紛閃亮登場。像眼鏡型、手表型等產(chǎn)品也在逐步得到普及。分析穿戴型電子產(chǎn)品的電子安裝結構，目前以主板是1塊4～6層的HDI（高密度互連）型多層板為主流，而到2016年前后則會發(fā)展到8層的高多層HDI板。尤其是無源組件等埋入基板內的制造技術已問世。這項技術在攜帶型電子產(chǎn)品用基板中的普及，將會使安裝的電子組件數(shù)量增加，最多達到100個，LSI埋入數(shù)達到 2～3個。
2.5 汽車電子產(chǎn)品的安裝高密度化加快
“路線圖”中提出，汽車的電子控制裝置（ECU）的安裝也會有大的發(fā)展。當前，HEV、EV獲得正式普及，它也加速了汽車各種部位控制的電子化。以提高汽車行駛中安全性為主的通信系統(tǒng)的不斷完善，對應的車內網(wǎng)絡和輕量化要求將會繼續(xù)成為汽車電子產(chǎn)品中目前突出需要解決的問題。
縱觀目前ECU外部的安裝構成，它的基板尺寸表現(xiàn)出多樣化：從小型的30×30mm基板到300×150mm大型基板?；逵玫幕宀牧鲜且訤R-4型基板為主。另外，在EUC內部的安裝構成中，出于安裝空間等考慮，它的安裝構成設計，將會發(fā)展得更為高密度化。預測它用的基板總數(shù)從現(xiàn)在的最多3塊左右，減少到2016年的1～2塊，預計基板尺寸以100～140mm×75～160mm為主流。由于適應熱以及振動的對策等，將會出現(xiàn)傳統(tǒng)的有機樹脂基的基板，改換成陶瓷基的基板，另外一方面發(fā)展傾向是基板的進一步的高多層化。在基板上安裝的LSI數(shù)量將會從現(xiàn)在的7～15個，增到7～30個。由于上述的汽車功能的高度化等，可以預見到汽車電子控制的加速，車載ECU的高密度也會加速。
三、半導體封裝
3.1 低耗電和高速化成為半導體封裝開發(fā)的主旋律
在“路線圖”中提出與以往版本的路線圖所不同的是：為了實現(xiàn)以智能電話為典型代表的攜帶電子產(chǎn)品的低耗能化，當前半導體封裝技術發(fā)展的主要課題，鎖定在實現(xiàn)電源電壓的低電壓化，以及適應高速化總線頻帶寬幅擴大和傳送距離的縮短方面。與外部的信號頻率雖然供給5GHz 以上的高速信號的器件QFP或者QFN，但是為了適應總線頻率幅寬的器件，而需要采用端子數(shù)多的BGA或者FBGA的封裝形式。
此“路線圖”中預測：由于在二維構造的封裝配線中，原有的密集的焊盤設計已到了極限，因此必須使用TSV的三維配線方式，以及加快實現(xiàn)采用光信號傳輸?shù)男路绞健?/p>
3.2 封裝引腳數(shù)的增加驅動安裝形式、散熱對策的改變
“路線圖”提出：電子安裝業(yè)目前面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)之一，是智能電話等攜帶型電子產(chǎn)品開始采用了高性能應用處理器（AP，Application processor），它驅動了IC封裝向著更加高密度化發(fā)展進程。例如在iphone 4s的A5中，它的IC封裝設計，在0.4mm 節(jié)距中其中引線端子數(shù)量增加到1361針。為了適應低電壓化，IC封裝中的引線數(shù)量仍呈現(xiàn)著繼續(xù)增加的傾向。目前存儲器型PoP封裝所用的引線數(shù)已采用240針。預計自2014年起，512位（bit）的寬I/O存儲器將會走向實用化，它的引腳數(shù)預計達到1200針以上。高端電子機器中安裝的半導體封裝中，例如60mm方形芯片的引腳數(shù)最多為4600針，今后由于追求低耗電化或者高功能化，到2016年左右預計將會上升到5000針。這種引腳數(shù)迅速增多的發(fā)展態(tài)勢，也迫使由于電力消耗增大，而使封裝中的散熱新對策，將打破原有傳統(tǒng)的解決形式以全新方式問世。
“路線圖”提出：隨著移動電話的迅速普及，使得低成本型封裝――QFN受得更多青睞。特別是在引腳數(shù)為100針以下的需求正在擴大，對采用QFN封裝量在擴大。這主要因為，從設計觀點上考慮，目前采用QFN封裝，在提升封裝的安裝中合格率是有優(yōu)勢的。因此未來在QFN封裝上，它的端子數(shù)、外形尺寸將不會有太大的變化。
另外，23mm方形以下的小型封裝中，采用FBGA（fine-piteh BGA）封裝的趨勢在增加。微細節(jié)距（0.4mm節(jié)距）、面柵陣列的FBGA封裝，現(xiàn)已量產(chǎn)，已在攜帶型終端電子產(chǎn)品中得到正式的采用，例如已經(jīng)大量地安裝在最新問世的智能手機中。另外攜帶型終端電子產(chǎn)品中還出現(xiàn)了采用引腳數(shù)200針級的封裝選其它型封裝形式以替代部分QFN封裝的新動向，預測今后在對新型封裝方面需求還會擴大。但是新型封裝為了確保其可靠性，多采用底部填充膠材料，這樣就會使其材料成本出現(xiàn)增加。
3.3 WL-CSP在智能手機中應用量擴大
“路線圖”指出：目前市場需求增加明顯的另外一類封裝是WL-CSP（wafer level-csp）。正因它很最適用于高可靠性、小型化的終端電子產(chǎn)品，由此作為移動電話中安裝的需求，近年得到迅速的擴大。
最近新的技術成果紛紛問世，包括相繼開發(fā)了緩和安裝時的應力等的優(yōu)良結構封裝設計，以及采用底部填充膠的許多開發(fā)事例。在芯片面積上，2010年前只限于30mm×300mm、100針以下的小型芯片之內，但是2011年以來，60mm×60mm、400針以下的芯片尺寸的出現(xiàn)，推動安裝高密度化的加速?！奥肪€圖”推測：如若發(fā)展采用底部填充膠或者元器件埋入基板等技術的封裝，則會開始采用80mm×800 mm、700針的大型芯片。尤其是在2010年之后，芯片面積尺寸為100mm×100mm、1000針以上的WLP（wafer level package，芯片級封裝） 技術將會得到發(fā)展。
為了提高安裝的可靠性而提出了引入應力緩沖層（stress buffer），加厚表面的保護層等方法。另外WL-CSP將會進一步的低成本化，這必須致力于開展平面化的處理新方法。
3.4 車載的功率半導體用封裝急待解決散熱問題
關于車載的功率半導體用封裝，在“路線圖”提出：現(xiàn)采用的車載用功率組件的封裝接合溫度最高也不過170℃，但是由于到2016年時將會上升到230℃，因此今后將會被厚Cu線、Cu夾（clip）和Cu/Al帶等連接方式所取代。使用提高可靠性的焊盤金屬化（over pad metallization， OPM）處理，也是有效的方法之一。另外未來還會還加強對雙面冷卻或者直接散熱片（fin）冷卻構造等新冷卻技術的研究。
“路線圖”預測：為了使功率半導體的耐封裝接合溫度達到 270℃，未來還必須開發(fā)陶瓷/金屬封裝或者耐循環(huán)溫度性高的裸芯片粘結（die bond）材料。關于無鉛型裸芯片粘結材料的開發(fā)，采用燒結Ag膠，或者采用Sn-Sb焊料材料的途徑，將是重要的選擇方案。在解決車載的功率半導體封裝的散熱問題中，其關鍵手段是采用從芯片兩面熱傳導的散熱技術。
3.5 有機樹脂封裝基板的配線微細化所面臨的新課題
在“路線圖”中還特別提到封裝構成材料的重要性和封裝基板存在需解決的技術難點。在新型的有機樹脂封裝基板中，特別表現(xiàn)在攜帶型電子產(chǎn)品用SiP封裝（Systemin package，系統(tǒng)封裝）或PoP封裝中，解決封裝基板的面翹曲問題成為了當前的關鍵課題。因此有必要提高封裝基板材料的芯層（內芯覆銅板）、抗蝕材料等關鍵原材料的性能。在這兩種材料的開發(fā)中，提高它的彈性模量，是至關重要的。目前封裝基板的L/S（線寬/線間距）最小的為15μm/15μm。預計到2016年時，L/S將會推進到最小10μm/10μm的程度。另外由于Si互連板（inter poser）的出現(xiàn)，也加速了有機樹脂封裝基板的導線微細化。在這一變化中，實現(xiàn)其低成本化又成為一大課題。另外，在封裝基板材料的新材料中，新型的玻璃材料的采用也成為當前一大新材料的亮點。
3.6 封裝用焊接材料期待新型無鉛焊料材料的問世
過去，作為高熔點的粘合可塑性高導熱材料往往使用以鉛為主要成分的焊料。到2016年預計會重新評估RoHS，仍期待新型無鉛焊料材料的問世。從導熱率和耐循環(huán)溫度的角度考慮，Sn-Sb焊料將是未來最有發(fā)展前景的無鉛焊料。
四、電子部品
4.1 電子部品品種與發(fā)展趨勢
電子部品以LCR組件為主，它包括有電阻（R）、電容（C）、電感（L）無源組件、EMC組件、ESD組件、連接器、輸入輸出器件、傳感器/調節(jié)器（actuator）和高頻器件等。
考慮以人為本的生活空間中應用電子產(chǎn)品的要求特性，期待著小型、高可靠性、高速信號、高頻、高電流、耐環(huán)境、耐振動和耐高溫特性等電子組件功能的進一步發(fā)展。屬于電子組件產(chǎn)品中的LCR組件尤其是電感L與電容C組合的LC濾波器、移動電話用的通信類高頻模塊等需求數(shù)量目前在持續(xù)地擴大，所有芯片化、小型輕量化都在加速。
4.2 電容、電阻、濾波器的發(fā)展
陶瓷電容器的小型化開發(fā)走在最先端。已經(jīng)進入0201尺寸的樣品出廠階段，2～3年以后將會量產(chǎn)化。另一方面，汽車用途中附金屬端子的電容器最近也在增長。Al電解電容器的小型化要求也正在逐年提高，為此Al箔層的薄型化成為重要的差異化技術，與2000年相比，現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了一半程度的小型化。今后將會出現(xiàn)進一步薄型化的要求，目標是現(xiàn)在的約40%的小型化。圖2表示了陶瓷片式電容的各種尺寸構成比率。
電阻的小型化還比電容遲2～3年。目前的主力尺寸是1005，占全體的4成。正在出現(xiàn)移行到0603尺寸的潮流，且有增加的傾向。將來會取代1608尺寸。另外為了適應要求高電力化的潮流，正在采取微調修整（trimming） 方法重新評估，同時也采用長邊電極和電阻組件的雙面化等方法。濾波器中目前最小的是0603尺寸，但是到2016年將會移行到0402，到2021年前后0201尺寸將會問世。高頻用電感器到2016年前后將會移行到0201尺寸，比濾波器的小型化還要加速。
4.3 基板內埋入組件的發(fā)展
“路線圖”中提出，作為基板（PCB）埋入組件的制造群與市場，正在逐步強化地形成?，F(xiàn)有組件是以在基板的表面上進行安裝、搭載。它用的Sn電極為主流，其優(yōu)點是廉價且可大量應用于現(xiàn)有的SMT工藝。由于基板的厚度受到埋入組件尺寸上的制約，因此埋入組件基板的整個厚度難以薄型化。作為埋入組件基板的整體厚度也難以薄型化。為此，作為埋入專用的薄型組件，采用Cu電極的電子組件正在問世。這種工藝法對其薄型化做出貢獻的同時，由于追求其高可靠性的開發(fā)、以及埋入芯片以后的導通孔形成的研制成功，使得這種工藝路線主導今后的組件埋入技術的可能性得到提升。但是需要指出的是，提高其位置重合精度、以及降低制造成本的問題仍需得到進一步的解決。
4.4 智能手機等問世對電子部品的新需求
“路線圖”中強調，隨著智能手機等移動終端產(chǎn)品的普及，出現(xiàn)了對電子部品的各種要求。一種是對于導電性粘結劑的適應性。但是還指出了Ag遷移發(fā)生的問題和改善導熱性等的必要性，要求進一步研究開發(fā)。另外，還提出了對樹脂電極的新要求。根據(jù)安裝時的應力或者裝置落下時的沖擊吸收等觀點來看存在著一部分需要，繼續(xù)開發(fā)更高可靠性的產(chǎn)品成為重要課題。
以觸摸屏（touch panel）的普及為代表的新型接口（interface）的輸入輸出裝置（device）也成為亮點。由于從操作功能本身技術上進步的人到機器的做工作，機器認識了人，機器對于人來說可以想定為獨立的做工作那種情況。除了利用攝像、傳感器的圖像識別裝置以外，與動作傳感器、操作者的人機對話系統(tǒng)今后將會進一步普及。利用數(shù)據(jù)的輸入輸出信息，即使人沒有意識也可以進化到能夠輸入輸出的接口。
4.5 未來以健康為目的的電子醫(yī)療產(chǎn)品發(fā)展
未來引領電子組件市場發(fā)展的應用之一是“健康” 領域。這個新市場表現(xiàn)在：（1）世界許多國家進入高齡化，其時代所賦予的新任務，是以支持身體功能的電子產(chǎn)品為主；（2）旨在維持健康管理（health care）的血壓計等監(jiān)視健康狀態(tài)的移動型電子醫(yī)療產(chǎn)品等；（3）為實現(xiàn)包括精神生活在內的行動安全機器人等醫(yī)療健康產(chǎn)品，都期待著問世。
五、印制電路板
在“路線圖”的PCB部分中，報告提示了應該呈現(xiàn)十年前的PCB態(tài)勢，并且明確了日本PCB業(yè)面臨著嚴峻挑戰(zhàn)的態(tài)勢?！奥肪€圖”制定了日本PCB業(yè)界在未來發(fā)展的信息指南。“路線圖”中還闡述了當前發(fā)展熱門產(chǎn)品――高電流、高散熱基板，大面積撓性電子基板和Si/玻璃/有機樹脂互連板等技術新動向。
5.1 迎來轉變的日本PCB業(yè)
日本PCB業(yè)以2008年世界金融危機的沖擊為開端，之后未能止住PCB生產(chǎn)額一路下滑的頹勢。緊接著，日本PCB產(chǎn)業(yè)又受到了2011年、2012年日本影像產(chǎn)品的大規(guī)模市場丟失的嚴重影響，造成日本PCB在世界上失去了引領下一代的產(chǎn)品群、進行尖端產(chǎn)品開發(fā)的資金來源，并且它在今后的恢復、復興中又面臨著重重困難。日本的PCB業(yè)界正面臨著轉變傳統(tǒng)PCB產(chǎn)品與技術的時期。
5.2 PCB新技術發(fā)展及其應用領域的持續(xù)擴大
另一方面應看到，PCB產(chǎn)品中新技術的應用領域持續(xù)擴大，新型的生產(chǎn)PCB方式正在崛起。
新型的PCB生產(chǎn)工藝方式，主要表現(xiàn)在：利用各種載體的印刷形成半導體、導體和電介質等的“大面積、撓性的” 印刷電子（printable electronics）的出現(xiàn)。另外還有玻璃/硅互連板、光導波路基板等。在電路形成技術方面，作為與微細化的半導體或者MEMS組合的“智能系統(tǒng)集成”技術，期待著未來會擴大到醫(yī)療、衣料、物流和宇宙航空等新型應用市場中。
在2013年度版“路線圖”中新加入了埋入組件（embedede component） 基板技術的章節(jié)和關于高散熱大電流基板、玻璃互連板（glass interposer）的話題（topics）。整體而言，由于日本制造商的衰落再加上超高日元匯率而移交海外生產(chǎn)等背景，日本國內的PCB業(yè)界形勢嚴峻而引人注目。電容或者電阻用的低成本High-k材料，利用印刷形成半導體的電子移動速度快的高功能性油墨材料或者阻擋層（barrier）材料。
特別是L/S=10μm/10μm以下的微細線路形成時理想的平坦性為100nm級，因此還必須開發(fā)目前的1/3以下平坦性Cu箔材料等。
基板微細化未來值得關注的解決方法之一，是基板材料采用玻璃互連板（glass interposer），尺寸穩(wěn)定性或者平坦性優(yōu)良，適合于微細線路層的形成，它有大幅降低制造成本的可能性。但是由于玻璃的特性而存在導通孔形成時的加工或者搬運操作（bandling）的課題，實現(xiàn)需要花費相當多的時間。
關于基板埋入組件，“路線圖”提出：需要解決的最大問題是制造合格率。現(xiàn)在尚未達到70%程度，還不能著急地提高到接近100%的水平，因此難以降低成本。另外埋入組件的厚度還不能從現(xiàn)在的150μm厚度控制到50μm厚度，因此難以為原來的薄型化做出貢獻。
5.3 對PCB設備提出了新要求
“路線圖”中，還對PCB設備方面提出了更嚴格的要求。這些新要求主要包括：保證L/S=5μm/5μm的鮮像度的光掩模（photomask）和曝光裝置，或者LDI（激光直接成像，Laser direct imaging）裝置，可以形成均質而矩形的微細線路的高速蝕刻裝置和保護微細線路的非接觸搬運系統(tǒng)等一個接一個的開發(fā)難題。
今后PCB設備系統(tǒng)開發(fā)的特征之一，是不能著力于包括現(xiàn)有工程在內的獨立操作的計算機型設備的開發(fā)，而是要在整體上貫穿制造的系統(tǒng)裝置開發(fā)。為此必須共享關于制造的數(shù)據(jù)庫，這意味著不同行業(yè)的聯(lián)系至關重要。
六、電子安裝設備
2011年度后半期以后，包括中國大陸的世界市場景氣度進一步惡化，這使得日本的電子安裝設備的最大銷售市場轉移到泰國、越南、印度尼西亞和緬甸等東南亞地區(qū)。
“路線圖”中預測，縱觀世界電子產(chǎn)品的發(fā)展，未來幾年還不會出現(xiàn)原有成熟型市場的新增長，但車載產(chǎn)品、智能測量儀等環(huán)境關聯(lián)產(chǎn)品可期待今后市場的新增長。世界人口的持續(xù)增長，再加上以需求為核心的中等收入者的增加，圍繞這些產(chǎn)品的安裝設備需求今后將會持續(xù)擴大。
[關鍵詞]高密度集成；三維芯片堆疊；芯片倒裝焊接；多層基板布線；SIP封裝
中圖分類號：TN405 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）07-0351-01
1.引言
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)場上的電磁環(huán)境日益復雜，以往那種彼此分立、功能單一的電子戰(zhàn)裝備已遠遠不能適應作戰(zhàn)需要。一體化和小型化已成為當前電子戰(zhàn)裝備發(fā)展的重點和未來電子戰(zhàn)裝備總的發(fā)展方向。而數(shù)字雷達就是一體化、小型化電子裝備的產(chǎn)物，它具有體積小、重量輕、高集成、數(shù)字化、高密度、模塊化的眾多優(yōu)點，在未來戰(zhàn)場上，將無可匹敵。由于其特點，它的組裝技術要求比較高，目前應用廣泛的就是高密度集成組裝技術。
2.高密度集成組裝關鍵技術
1）多層基板制造技術
高頻內埋置多層布線基板中導體損耗和趨膚效應已十分顯著，導體的電導率、金屬引線的表面平坦度、厚度和臺階形貌均直接關系到信號傳輸質量。因此，在內埋置多層布線基板制作技術中，金屬材料的x取、工藝設計和制作工藝對電路性能指標的影響是至關重要的。集成大量數(shù)字芯片，擬采用硅基多層布線結構，盡可能將芯片集成在硅基板中。
內埋置多層布線基板總體結構示意圖1如下：
這種技術，可以給裸芯片和外貼元器件提供安裝平臺，它實現(xiàn)芯片和元器件之間電氣互連，它為芯片及其他功率器件提供散熱通道。隨著電子裝備向微小型方向發(fā)展，對基板的要求也越來越高，需要在基板內埋入無源和有源器件，要能夠搭載新功能器件（如：MEMS器件、光電器件、RF及混合信號），如圖2所示。而隨著新材料和新工藝的發(fā)展涌現(xiàn)出了更多形式的多層高密度基板，如LTCC基板、多層AlN基板、多層薄膜基板、多層Si基板，這些新產(chǎn)品的出現(xiàn)極大地推動了高密度集成組裝技術的進步。如（圖2）所示：
例如：某數(shù)字雷達的多層基板里包括多層微帶的功分器、微波數(shù)字混頻電路、一體化數(shù)字接收機。多層微帶功分器采用帶狀線逐層疊加方式，并通過邊緣端口盲槽和垂直SMA端口盲槽進行輸入和輸出，實現(xiàn)了用單塊多層微帶板完成功分器垂直方向的集成設計和制造，比分別設計或平面設計制造體積縮小近一半；微波數(shù)字混頻電路，采用盲孔多層微帶板制造技術，有效實現(xiàn)了微波變頻和放大功能；一體化數(shù)字接收機通過合理的疊層、終端匹配、等長線控制、串擾控制保證信號完整傳輸，控制信號反射、振蕩。
2）芯片層疊組裝技術
疊層封裝是在系統(tǒng)集成密度、系統(tǒng)的復雜程度以及元件的集成度提高需求下提出的。對部分芯片進行層疊封裝，采用引線鍵合，以便滿足小型化要求。引線鍵合芯片層疊封裝中采用懸垂型（Overhang stacking）芯片層疊方式，見圖3所示，懸垂型在芯片間增加墊片支撐出一定高度的空間，以便于鍵合絲在各層芯片上鍵合。兩層芯片之間層間采用0.154mm厚度的Al2O3陶瓷基板做為懸垂支撐，采用H-37導電膠和E-400絕緣膠等做為粘接材料，能滿足剪切強度的要求。芯片和基板之間采用鍵合的方式進行連接。如圖3所示：
3）芯片倒裝焊接技術
倒裝微互連技術（FCB）是在整個芯片表面按柵陣列形狀布置I/O端子，芯片直接以倒扣方式安裝到布線板上，通過柵陣I/O端子與布線板上相應的電極焊盤實現(xiàn)電氣連接，取消了WB周邊布置端子的連接方式。如圖4所示，在節(jié)距比較窄的條件下，可以布置更多的端子，從而能降低對引腳窄節(jié)距化的過高要求。從圖4還可以看出倒裝焊不需要向四周引出I/O端子，互連的長度大大縮短，具有更優(yōu)越的高頻、低延遲、低串擾的電路性能，更適用于高頻電子產(chǎn)品應用。如圖4所示：
4）系統(tǒng)級封裝技術
系統(tǒng)封裝技術（system in package）是將一個電子功能系統(tǒng)，或其子系統(tǒng)中的大部分內容甚至全部安置在一個封裝內。因此它可以顯著的縮小系統(tǒng)或子系統(tǒng)的尺寸，大大提高了單位體積內電路的集成度，有利于整機系統(tǒng)向小型化、多功能、高可靠性方向發(fā)展。電子戰(zhàn)整機系統(tǒng)正趨向于更微型化的系統(tǒng)封裝（SIP），因此在一個封裝系統(tǒng)里集成了數(shù)字、模擬、微波、毫米波甚至光電信號，設計需要考慮整體的機械支撐、電氣互連、電磁兼容、散熱管理等一體化集成設計技術。
5）系統(tǒng)集成組裝技術
對于結構設計來說，相對于中低頻電路，射頻收發(fā)及數(shù)模處理系統(tǒng)結構設計需考慮封裝損耗、寄生效應、相互干擾等因素。因此，系統(tǒng)結構設計必須注意以下幾個問題：1）為了避免相互干擾，數(shù)字部分和射頻模擬部分將從物理上進行分開設計；2）盡量減少射頻芯片的熱阻和寄生電感；3）大量數(shù)字芯片采用3D組裝以提高組裝密度；4）數(shù)字和射頻模擬部分對基板的工藝兼容性和可隔離性；5）封裝必須考慮數(shù)字部分和射頻模擬部分的相互干擾，同時減少插入損耗。
3.結束語
高密度集成組裝技術在國內處于起步階段。由于小型化和一體化電子裝備應運而生，所以此項技術也將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的組裝技術，廣泛的應用到數(shù)字化裝備中的發(fā)展創(chuàng)新中，本文只是簡單的介紹了其中的一些關鍵技術，而具體的集成組裝技術應該根據(jù)實際產(chǎn)品情況來確定最佳設計制造工藝。
參考文獻
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LED封裝經(jīng)過最近20年的高速發(fā)展，在技術和應用上已經(jīng)逐漸成熟。特別是經(jīng)過最近10年的高速增長，已經(jīng)成為半導體市場的主力軍，在應用領域快速普及，特別是在背光、照明、顯示、指示等行業(yè)LED封裝產(chǎn)品已經(jīng)非得到常廣泛的應用。由于其具備環(huán)保、節(jié)能等特點，已經(jīng)成為各國政府重點發(fā)展的新型節(jié)能產(chǎn)業(yè)。我國也通過政策扶持來鼓勵LED行業(yè)快速發(fā)展，但是與全球LED發(fā)達國家和地區(qū)還有一定的差距。在產(chǎn)能上，我國現(xiàn)在已經(jīng)是全球LED封裝第一大國，但是中高端封裝產(chǎn)品還不多，產(chǎn)品競爭力還不夠強。迫切需要發(fā)展高性能、高可靠性的LED封裝產(chǎn)品。
目前，全球高性能的LED封裝代表企業(yè)分布如下：
歐美、日本企業(yè)是全球高性能LED封裝的領導企業(yè)，是高品質、高可靠性LED封裝的第一陣營。臺灣地區(qū)和韓國企業(yè)是全球LED封裝產(chǎn)量最大的地區(qū)，占據(jù)著著中高端LED封裝陣營。中國LED封裝企業(yè)經(jīng)過這些年的發(fā)展，部分高品質封裝企業(yè)已經(jīng)逐步步入中高端LED封裝陣營，但是總體產(chǎn)品質量還不夠高，還需要封裝企業(yè)繼續(xù)追趕。
二、高可靠性LED封裝產(chǎn)品主要表現(xiàn)在六個方面
1.使用高質量的封裝原材料、輔助材料。目前高端封裝材料基本都掌握在歐美、日本企業(yè)手中，部分高端材料對我國出口有技術壁壘，例如：日亞最高端的LED芯片、熒光粉。我們迫切需要提高自主高性能材料的水平，來帶動LED封裝水平的提高。我國LED封裝材料制造企業(yè)通過最近幾年的學習、吸收、創(chuàng)新，在技術上已經(jīng)取得長足進步。部分支架、芯片、熒光粉、膠水已經(jīng)達到或接近國際先進水平，為我們制造高可靠性、長壽命LED提供了強有力的保障。
2.使用可靠的封裝制造設備。制造設備的精密、可靠是高品質LED封裝的基礎。由于我國LED封裝企業(yè)起步較晚，目前我國LED封裝企業(yè)的設備都比較先進，在設備性能上與歐美、日本企業(yè)基本在同一水平上。例如：IS的光學設備，ASM、K&S、KJ的固晶、焊線、封裝、分類測試設備等都是目前行業(yè)一流的生產(chǎn)設備，這也給我們生產(chǎn)高可靠性的LED提供了設備保障。
3.優(yōu)秀的產(chǎn)品設計能力。優(yōu)秀的產(chǎn)品設計是高質量LED的技術保障。出色的工業(yè)設計是高質量LED的基礎，隨著國家對LED發(fā)展戰(zhàn)略的不斷提高，各高校和企業(yè)相續(xù)開通了專門的LED相關專業(yè)，為我國LED行業(yè)培訓了一大批優(yōu)秀的專業(yè)人才。
部分開通LED和光電子相關專業(yè)的高校：北京航空航天大學；大連民族學院；中山大學；沈陽理工大學；華僑大學；寧波大學；天津工業(yè)大學；廣東輕工職業(yè)技術學院；中國海洋大學；廣東紡織職業(yè)技術學院。
從上可以看出，在LED相對比較發(fā)達的長三角，珠三角和環(huán)渤海地區(qū)的高校開通LED和光電子相關專業(yè)比較集中一些，這些高校也為我國封裝企業(yè)提供了專業(yè)對接度高的高素質人才，為封裝企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展提供了人才原動力。
4.可靠的封裝工藝、流程設計。封裝是整個LED的核心制造過程，當我們擁有好的材料、設備和設計方案后，可靠的制造流程是制造出高品質LED的基礎。LED的制造流程大概可以分為以下幾部分：①固晶關鍵工序；②焊線關鍵工序；③封裝關鍵工序；④分切、剝離主要工序；⑤分類、包裝主要工序。
固晶、焊線、封裝是核心制造工序，每個工序都有非常復雜的子工序，在工藝流程設計中就需要考慮到產(chǎn)品的各項性能，例如：散熱、發(fā)光、防潮、抗UV、抗老化等，還要充分考慮在制造過程中的清洗方式和條件、烘烤方式和條件、溫濕度控制、ESD防護、污染物隔離、氧化防護等等各個環(huán)節(jié)。隨著大家對LED質量要求的越來越高，對工藝流程的管控也越來越嚴格。例如：導入等離子清洗，設計萬級無塵間甚至千級無塵間，全流程ESD防護。
5.使用先進的檢測設備和標準的檢測方法。檢測設備和檢測方法是我過LED封裝企業(yè)相對薄弱的環(huán)節(jié)，最近幾年，我國LED檢測設備生產(chǎn)廠家有了長足的進步，不過相對國外檢測設備生產(chǎn)廠家和檢測機構來說，還是有一定的差距。主要是截至到現(xiàn)在，我國沒有系統(tǒng)的關于LED產(chǎn)品的檢測標準出臺和權威的檢測認證機構，也沒有統(tǒng)一規(guī)范的行業(yè)檢測標準。整個LED行業(yè)檢測和認證都依賴國外標準和國際LED巨頭的檢測標準。最近幾年，歐美和日本不斷提高LED的技術門檻，通過標準的不斷提高來限制我國LED產(chǎn)品的出口門檻，導致我國大批低端LED封裝企業(yè)失去海外市場。鑒于這種情況，我國一些LED相對發(fā)達的地區(qū)相許出臺了一部分地方性的LED標準和法規(guī)，引導該地區(qū)的LED企業(yè)規(guī)范檢測標準和手法，提高產(chǎn)品質量。應對LED行業(yè)的新變化，國內的一些LED檢測設備廠商也加大了技術研發(fā)，不斷推出更穩(wěn)定、精準的測試設備，面前國內LED檢測設備主要生產(chǎn)商家如下：遠方光電、實驗室用、生產(chǎn)檢測用；中為光電、實驗室用、生產(chǎn)檢測用；星譜光電 、實驗室用、生產(chǎn)檢測用；大族光電 、生產(chǎn)檢測用；三色光電、實驗室用；華騰半導體、生產(chǎn)檢測用；臺工電子、生產(chǎn)檢測用；虹譜光電、生產(chǎn)檢測用、實驗室用。
LED光電檢測設備產(chǎn)品按其功能特點和應用場所概括為實驗室光電檢測分析儀器和生產(chǎn)用光電檢測設備兩大體系。LED實驗室光電檢測分析儀器主要用于科研院所研發(fā)、生產(chǎn)制造企業(yè)質量控制、檢測服務機構和質檢機構的各類實驗室，以產(chǎn)品研發(fā)和質量控制為目的；而LED生產(chǎn)用光電檢測設備是相對于實驗室用光電檢測分析儀器而言，應規(guī)?；a(chǎn)需求出現(xiàn)，是指嵌入到LED生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工序中，對生產(chǎn)過程中LED的光、色、電等性能參數(shù)進行實時測試與控制檢測的設備，對自動化技術要求較高。2011年，全球LED光電檢測設備及儀器市場規(guī)模達到近5億美元，從事LED光電檢測設備生產(chǎn)的廠家也達到近百家。由于亞洲及周邊國家和地區(qū)一直是全球電子封裝的主要生產(chǎn)基地，LED生產(chǎn)用光電檢測設備技術因此具有良好的發(fā)展基礎，獲得了較快速的發(fā)展。日本、韓國、我國臺灣地區(qū)生產(chǎn)用光電檢測設備技術水平已經(jīng)逐步與歐美發(fā)展實現(xiàn)同步，進入全球領先的行列，我國大陸緊隨其后，近幾年進步迅速，部分檢測設備的技術指標也已經(jīng)接近國際水平。尤其是在生產(chǎn)檢測設備領域，國產(chǎn)設備已經(jīng)取得非常大的進步，市場占有率也非?？捎^；但是在實驗用檢測設備領域，特別是關鍵標準檢測設備方面，與國外檢測設備廠家還有一定的差距需要彌補。以下是部分國外主要檢測設備廠家：IS、實驗室用；藍菲光學、實驗室用；緯明、實驗室用、生產(chǎn)檢測用；嘉大、生產(chǎn)檢測用；涉谷 、生產(chǎn)檢測用；ASM、生產(chǎn)檢測用；健鼎、生產(chǎn)檢測用；長裕、生產(chǎn)檢測用、實驗室用。
6.合理的使用條件。合理的使用條件也是提高LED壽命的關鍵。由于LED封裝產(chǎn)品需要在直流低電壓的條件下工作，所以給LED提供適合其工作條件的電流、電壓對LED壽命影響也非常關鍵。在應用環(huán)境中要注意以下幾方面對LED壽命的影響：①恒定的電流、電壓；②足夠的散熱設計；③良好的焊接方式；④暢通的散熱通道；⑤足夠的輔助散熱。
LED在使用過程中首先要注意焊接方式，焊接方法要規(guī)范安全，否則會對LED形成損壞。目前大家普遍推廣SMT技術逐漸取代手工焊接技術，保證在焊接作業(yè)過程中的安全可靠性。在LED工作過程中還要保證其驅動的穩(wěn)定性和散熱良好。早期LED驅動電源還不是很成熟的時候很多LED在使用過程中常因電源不達標，導致LED壽命短，頻繁遭遇客戶投訴和抱怨，對LED形成不小的負面影響。隨著人們對電源的重視和對質量要求的提高，目前LED驅動電源的質量已經(jīng)得到很好的提高，基本可以保證LED長時間長符合的穩(wěn)定工作。
散熱也是在使用過程中影響LED壽命的關鍵。散熱能力不夠會導致LED在使用過程中節(jié)溫升高，導致LED轉換效率降低，直至PN結被燒壞。特別是在高溫天氣下，還要給LED燈具增加輔助散熱，以保證LED不會因為高溫導致失效。近幾年，新型的散熱材料和散熱技術正不斷的被LED企業(yè)應用，LED產(chǎn)品的熱阻已經(jīng)越來越小，散熱能力越來越強。
[關鍵詞]低溫 共燒陶瓷 LED封裝
中圖分類號：D97 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）02-0340-02
1 引言
固態(tài)照明（SSL）是最一般照明方式，在眾多領域得到了廣泛應用[1]。LED燈具散熱的主要形式是熱傳導，鑒于陶瓷材料良好的導熱性和穩(wěn)定性，越來越多的研究者提出了將陶瓷材料應用到LED器件的封裝改善散熱效率，提高預計光效率[2]。表面焊接中燈具和熱管道都是通過熱焊接黏貼，因此在燈具內部會產(chǎn)生熱應力，并且熱應力在LED燈具生產(chǎn)加工中不會消失，熱應力以及由LED封裝時吸收的水分是導致電子分層的主要原因[3]。LED封裝中不同材料的熱膨脹系數(shù)（CTE）是誘導熱應力普遍存在于回流焊接加熱過程的重要原因，封裝過程中水分的存在還會減少界面分層粘合強度[4，5]和誘導hygromechnical應力[6]。LED封裝中，芯連接和芯片的分層封鎖了熱散播路徑，同時這兩者連接點溫度增加會使LED性能降低?；赑CB的LED量子效應的重要影響基底。LED燈具工作中，熱輻射是由涂膠工藝之間表面貼裝器件（SMD）和板上芯片（COB）[7]。本文低溫共燒陶瓷（LTCC）技術對實現(xiàn)LED器件一級襯底的散熱提供了更好解決方案[8]。因此，研究熱陶瓷封裝結構對LED散熱性能有著重大意義[9]。
低溫共燒陶瓷（LTCC）封裝技術有極好的熱傳播路徑，即LED器件熱傳導，LTCC封裝擁有良好熱性能，能保證LED器件實現(xiàn)高亮度、高光密度、可靠性高、長壽命，同時保持目標LED結溫[10]。
傳統(tǒng)的COB封裝技術，芯片直接安裝在無框架的印刷電路板（PCB）上。由于LED芯片是直接鍵合環(huán)氧?；衔铮‥MC）膠囊填充，芯片熱阻會降低，COB封裝的熱散效率比PCB封裝不理想，在芯片中產(chǎn)生的熱量很容易消散到金屬底座，且絕緣層和COB之間導熱系數(shù)比較低，LED器件零件排列密集，白色照明系統(tǒng)，都使得COB封裝散的LED光源應用時解決散熱問題變得更加嚴峻[11]。
為分析這些問題，本了一個電、光、熱特性比較，研究新型LTCC-COB封裝與SMD-PCB封裝這兩種封裝形式在熱散性能各方面的差異。
2 兩種封裝形式
SMD-PCB封裝結構簡化模型和LED燈珠SMD-PCB封裝結構分別如圖3.1所示所示，SMD型有一個LED的附著在PCB的[12，13]結構。
此結構中，六個燈珠安裝在圓形底座上，金屬塊暴露密，封裝結構節(jié)點處熱量能順利釋放。SMD-PCB封裝工藝的LED燈具流程包括管芯連接、絲焊、模具組、切割、焊接附散熱器，有利于芯片自動化組裝[14]。但是，絕緣子使用導致熱輻射效率低。SMD-PCB封裝（圖1）可以像EMC采用更簡潔的結構設計；PCB上的LED芯片采用管芯連接并且熱沉填充焊料在焊墊上焊接。
采用LTCC-COB封裝裝配的LED封裝結構簡圖以及該封裝結構下LED燈珠陣列形式（圖2）所示。
COB對熱輻射的限制，器件與PCB之間絕緣層導熱系數(shù)降低[15]。LTCC技術應用可以很好解決此問題。LTCC技術的對改善低熱傳導和熱擴散優(yōu)勢明顯，該技術使熱量通過LED陣列結構和熱沉。流程為LTCC帶、沖孔、經(jīng)孔填充印刷，疊層，燒結。LTCC基板設計交錯排列材料（Al、=0.6mm）和（Al2O3 =01mm）。
3 結果與討論
圖3和4顯示兩種曲線和發(fā)光峰強度分別觀察其電學和光學特性。
光電特性如圖3所示，LTCC-COB封裝電壓低于SMD-PCB封裝，該曲線反應SMD-PCB封裝比LTCC-COB封裝光伏特性1.75倍優(yōu)于SMD-PCB封裝，它說明如圖4所示。散裝材料的熱阻[16]。
其中是散熱電阻，T是厚度，K是導熱系數(shù)，A是截面面積。在這研究有收縮電阻之間的銀墊和通過因為擴散條件是相同的。收縮/擴散熱電阻用下列方程表示[17]：
其中是平均接觸電阻，a、b為接觸面積，比為a/b，基板厚度t，是關于接觸面積比a/b與板厚t的一階貝塞爾函數(shù)，為特征值。
實驗測出輸出電流保持為200mA時，SMD-PCB封裝下，LED器件溫度和下基板溫度分別為125℃和115℃。
同樣，鋁制熱沉封裝結構和電路板溫度進行測量。在SMD-PCB封裝LED燈具中，封裝區(qū)域和基板溫度分別為61.5℃和板為55.3℃，封裝區(qū)與基板以及封裝區(qū)與空氣的熱阻分別為1.24K/W和7.9K/W。在LTCC-COB封裝下，封裝區(qū)溫度為58.5℃和板為51.3℃，熱阻分別是0.228K/W和7.3K/W。隨著LED燈具溫度升高可觀察幾個影響，例如：當設備的溫度提高2℃，可靠性將減少10%。在室溫下，LED的發(fā)光強度將在相應的減少大約l%和亮度下降將高達35%，增加結溫降低了整體效率設備，降低正向電壓，使發(fā)射轉移到波長更長，降低器件壽命和可靠性[18]。
如上所述，LTCC-COB封裝光電特性比SMD-PCB更優(yōu)秀。因此，LTCC-COB封裝將有望顯著提高性能。效率降低和轉移波長會引起色溫變化特別是基于藍光的白光LED器件[19]。
此外，在熒光粉的上升溫度降低量子效率畝減少流明輸出[20]。可能表現(xiàn)出光電性能變化或減少輸出，高溫、高電壓差，電流擁擠、金屬遷移高晶體缺陷密度。
4 結論
在這項研究中，LTCC-COB封裝LED燈的解決方案較SMD-PCB型LED封裝斷電特性優(yōu)。其散熱優(yōu)勢明顯，即薄輪廓，更好的顏色混合，穩(wěn)定輸出電壓及簡單散熱要求。具有低熱阻和，依靠傳導熱的散熱器及基座將對今后生產(chǎn)應用具有指導意義。成本、壽命、更長的期望和嚴格的熱特性約束將進一步驅動LED基于照明系統(tǒng)的熱解決方案的發(fā)展。其次，該LTCC-COB封裝，LED設備直接安裝在金屬襯底上，芯片可以很容易地發(fā)出熱量，LTCC-COB封裝直接連接到PCB基板的方式，也具有良好的熱輻射特性，這都大大改進的熱特性LTCC-COB封裝LED燈。雖然驅動電流顯著增加，但是損耗相對較低的光功率，同時可以不使用多個設備，來達到最大限度地提高光輸出在一般照明應用需要高功率LED光源的目的，具有較高現(xiàn)實意義。
參考文獻
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