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集成电路制造工艺的研究的论文

发布时间:2024-07-05 01:13:19

集成电路制造工艺的研究的论文

工程硕士的学位论文的选题可以直接来源于生产实际或具有明确的生产背景和应用价值。学位论文选题应具有一定的先进性和技术难度,能体现工程硕士研究生综合运用科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题的能力。学位论文选题可以是一个完整的集成电路工程项目,可以是工程技术研究专题,也可以是新工艺、新设备、新材料、集成电路与系统芯片新产品的研制与开发。学位论文应包括:课题意义的说明、国内外动态、设计方案的比较与评估、需要解决的主要问题和途径、本人在课题中所做的工作、理论分析、设计计算书、测试装置和试验手段、计算程序、试验数据处理、必要的图纸、图表曲线与结论、结果的技术和经济效果分析、所引用的参考文献等,与他人合作或前人基础上继续进行的课题,必须在论文中明确指出本人所做的工作。

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: 1.适合PCB的穿孔安装; 2.比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 3.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/×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:,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 3.操作方便; 4.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: 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; 2.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: 3.厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上; 4.寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高; 5.组装可用共面焊接,可靠性高; 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: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: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.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; 3.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: 1.封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 2.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; 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。

集成电路封装工艺过程研究论文

制造业增速明显加快,封测业增速相对缓慢,但封测业整体规模处于稳定增长阶段。据中国半导体行业协会统计,我国近几年封测业销售额增长趋势如下表示,从2013年起,销售额已经超过1000亿元,2013年销售额为亿元,同比增长。 过去,国内企业的技术水平和产业规模落后于业内领先的外资、合资企业,但随着时间的推移,国内企业的技术水平发展迅速,产业规模得到进一步提升。业内领先的企业,长电科技、通富微电、华天科技等三大国内企业的技术水平和海外基本同步,如铜制程技术、晶圆级封装,3D堆叠封装等。在量产规模上,BGA封装在三大国内封测企业都已经批量出货,WLP封装也有亿元级别的订单,SIP系统级封装的订单量也在亿元级别。长电科技2013年已跻身全球第六大封测企业,排名较2012年前进一位。其它企业也取得了很大发展。 目前,国内三大封测企业凭借资金、客户服务和技术创新能力,已与业内领先的外资、合资企业一并位列我国封测业第一梯队;第二梯队则是具备一定技术创新能力、高速成长的中等规模国内企业,该类企业专注于技术应用和工艺创新,主要优势在低成本和高性价比;第三梯队是技术和市场规模均较弱的小型企业,缺乏稳定的销售收入,但企业数量却最多。 为了降低生产成本,以及看重中国内巨大且快速增长的终端电子应用市场,国际半导体制造商和封装测试代工企业纷纷将其产能转移至中国,拉动了中国半导体制封装产业规模的迅速扩大。目前,全球型IDM厂商和专业封装代工厂大都在中国大陆建有生产基地,由此造成我国外资企业占比较高。同时,经过多年的努力,国内控股的封测企业得到了较快的发展,正在逐步缩小与国际厂商的技术、市场方面的差距。部分内资封装测试企业已经在国内发行股票上市。 四、集成电路封装的发展趋势 目前我国封测业正迎来前所未有的发展机遇。首先,国内封测业已有了一定的产业基础,封装技术已接近国际先进水平,2013年我国集成电路封测业收入排名前10企业中,已有3家是国内企业。近年来国家出台的《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(国发〔2011〕4号),2014年6月国务院印发的《国家集成电路产业发展推进纲要》等有关政策文件,进一步加大了对集成电路产业的支持,国内新兴产业市场的拉动,也促进了集成电路产业的大发展。海思半导体、展讯、锐迪科微电子、大唐半导体设计有限公司等国内设计企业的崛起将为国内封测企业带来更多的发展机会。 此外,由于全球经济恢复缓慢,加上人力成本等诸多原因,国际半导体大公司产业布局正面临大幅调整,关停转让下属封测企业的动作频繁发生,如:日本松下集团已将在印度尼西亚、马来西亚、新加坡的3家半导体工厂出售。日本松下在中国上海和苏州的封测企业也在寻求出售或合作伙伴。英特尔近期也表示,该公司将在2014年的二、三两个季度内,将已关闭工厂的部分业务转移至英特尔位于中国等地现有的组装和测试工厂中。欧美日半导体巨头持续从封测领域退出,对国内封测业的发展也非常有利。 但是,国内封测业的发展也面临制造业涨薪潮(成本问题)、大批国际组装封装业向中国大陆转移(市场问题)、整机发展对元器件封装组装微小型化等要求(技术问题)等重大挑战。国内封测企业必须通过增强技术创新能力、加大成本控制、提升管理能力等措施,才能在瞬息万变的市场竞争中立于不败之地。 目前,集成电路封装根据电路与PCB等系统板的连接方式,可大致分为直插封装、表面贴装、高密度封装三大类型。国内封装业主要以直插封装和表面贴装中的两边或四边引线封装为主,这两大封装类型约占我国70%的市场份额。国内长电科技、通富微电、华天科技等企业已成功开发了BGA、WLCSP、LGA等先进封装技术,另有部分技术实力较强,经济效益好的企业也正在加大对面积阵列封装技术的研发力度,满足市场对中高端电路产品的需求。随着电子产品继续呈现薄型化、多功能、智能化特点,未来集成电路封装业将向多芯片封装、3D封装、高密度、薄型化、高集成度的方向发展。 由于我国封测产业已具备一定基础,随着我国集成电路设计企业的崛起和欧美日国际半导体巨头逐渐退出封测业,我国封测产业面临前所未有的发展机遇,同时也需要应对各种挑战。展望未来,国内封测企业必须通过增强技术创新能力、加大成本控制、提升管理能力等措施,才能在瞬息万变的市场竞争中立于不败之地。我国的封装业发展前途一片光明。 参考文献: 《微电子器件封装——封装材料与封装技术》 周良知 编著 北学工业出版社 《集成电路芯片封装技术(第2版)》 李可为 编著 电子工业出版社 《集成电路封装行业发展现状》 中商情报网 网络文献 《未来集成电路封测技术趋势和我国封测业发展》 电子产品世界 网络文献 《行业数据:集成电路封测技术及我国封测业发展趋势解读》 电子工程网 网络文献你好,本题已解答,如果满意请点右下角“采纳答案”。

先进的芯片尺寸封装(CSP)技术及其发展前景2007/4/20/19:53 来源:微电子封装技术汽车电子装置和其他消费类电子产品的飞速发展,微电子封装技术面临着电子产品“高性价比、高可靠性、多功能、小型化及低成本”发展趋势带来的挑战和机遇。QFP(四边引脚扁平封装)、TQFP(塑料四边引脚扁平封装)作为表面安装技术(SMT)的主流封装形式一直受到业界的青睐,但当它们在引脚间距极限下进行封装、贴装、焊接更多的I/O引脚的VLSI时遇到了难以克服的困难,尤其是在批量生产的情况下,成品率将大幅下降。因此以面阵列、球形凸点为I/O的BGA(球栅阵列)应运而生,以它为基础继而又发展为芯片尺寸封装(ChipScalePackage,简称CSP)技术。采用新型的CSP技术可以确保VLSI在高性能、高可靠性的前提下实现芯片的最小尺寸封装(接近裸芯片的尺寸),而相对成本却更低,因此符合电子产品小型化的发展潮流,是极具市场竞争力的高密度封装形式。CSP技术的出现为以裸芯片安装为基础的先进封装技术的发展,如多芯片组件(MCM)、芯片直接安装(DCA),注入了新的活力,拓宽了高性能、高密度封装的研发思路。在MCM技术面临裸芯片难以储运、测试、老化筛选等问题时,CSP技术使这种高密度封装设计柳暗花明。2CSP技术的特点及分类之特点根据J-STD-012标准的定义,CSP是指封装尺寸不超过裸芯片倍的一种先进的封装形式[1]。CSP实际上是在原有芯片封装技术尤其是BGA小型化过程中形成的,有人称之为μBGA(微型球栅阵列,现在仅将它划为CSP的一种形式),因此它自然地具有BGA封装技术的许多优点。(1)封装尺寸小,可满足高密封装CSP是目前体积最小的VLSI封装之一,引脚数(I/O数)相同的CSP封装与QFP、BGA尺寸比较情况见表1[2]。由表1可见,封装引脚数越多的CSP尺寸远比传统封装形式小,易于实现高密度封装,在IC规模不断扩大的情况下,竞争优势十分明显,因而已经引起了IC制造业界的关注。一般地,CSP封装面积不到节距QFP的1/10,只有BGA的1/3~1/10[3]。在各种相同尺寸的芯片封装中,CSP可容纳的引脚数最多,适宜进行多引脚数封装,甚至可以应用在I/O数超过2000的高性能芯片上。例如,引脚节距为,封装尺寸为40×40的QFP,引脚数最多为304根,若要增加引脚数,只能减小引脚节距,但在传统工艺条件下,QFP难以突破的技术极限;与CSP相提并论的是BGA封装,它的引脚数可达600~1000根,但值得重视的是,在引脚数相同的情况下,CSP的组装远比BGA容易。(2)电学性能优良CSP的内部布线长度(仅为)比QFP或BGA的布线长度短得多[4],寄生引线电容(<Ω)、引线电阻(<)及引线电感(<)均很小,从而使信号传输延迟大为缩短。CSP的存取时间比QFP或BGA短1/5~1/6左右,同时CSP的抗噪能力强,开关噪声只有DIP(双列直插式封装)的1/2。这些主要电学性能指标已经接近裸芯片的水平,在时钟频率已超过双G的高速通信领域,LSI芯片的CSP将是十分理想的选择。(3)测试、筛选、老化容易MCM技术是当今最高效、最先进的高密度封装之一,其技术核心是采用裸芯片安装,优点是无内部芯片封装延迟及大幅度提高了组件封装密度,因此未来市场令人乐观。但它的裸芯片测试、筛选、老化问题至今尚未解决,合格裸芯片的获得比较困难,导致成品率相当低,制造成本很高[4];而CSP则可进行全面老化、筛选、测试,并且操作、修整方便,能获得真正的KGD芯片,在目前情况下用CSP替代裸芯片安装势在必行。(4)散热性能优良CSP封装通过焊球与PCB连接,由于接触面积大,所以芯片在运行时所产生的热量可以很容易地传导到PCB上并散发出去;而传统的TSOP(薄型小外形封装)方式中,芯片是通过引脚焊在PCB上的,焊点和pcb板的接触面积小,使芯片向PCB板散热就相对困难。测试结果表明,通过传导方式的散热量可占到80%以上。同时,CSP芯片正面向下安装,可以从背面散热,且散热效果良好,10mm×10mmCSP的热阻为35℃/W,而TSOP、QFP的热阻则可达40℃/W。若通过散热片强制冷却,CSP的热阻可降低到,而QFP的则为[3]。(5)封装内无需填料大多数CSP封装中凸点和热塑性粘合剂的弹性很好,不会因晶片与基底热膨胀系数不同而造成应力,因此也就不必在底部填料(underfill),省去了填料时间和填料费用[5],这在传统的SMT封装中是不可能的。(6)制造工艺、设备的兼容性好CSP与现有的SMT工艺和基础设备的兼容性好,而且它的引脚间距完全符合当前使用的SMT标准(),无需对PCB进行专门设计,而且组装容易,因此完全可以利用现有的半导体工艺设备、组装技术组织生产。的基本结构及分类CSP的结构主要有4部分:IC芯片,互连层,焊球(或凸点、焊柱),保护层。互连层是通过载带自动焊接(TAB)、引线键合(WB)、倒装芯片(FC)等方法来实现芯片与焊球(或凸点、焊柱)之间内部连接的,是CSP封装的关键组成部分。CSP的典型结构如图1所示[6]。目前全球有50多家IC厂商生产各种结构的CSP产品。根据目前各厂商的开发情况,可将CSP封装分为下列5种主要类别[7、3]:(1)柔性基板封装(FlexCircuitInterposer)由美国Tessera公司开发的这类CSP封装的基本结构如图2所示。主要由IC芯片、载带(柔性体)、粘接层、凸点(铜/镍)等构成。载带是用聚酰亚胺和铜箔组成。它的主要特点是结构简单,可靠性高,安装方便,可利用原有的TAB(TapeAutomatedBonding)设备焊接。(2)刚性基板封装(RigidSubstrateInterposer)由日本Toshiba公司开发的这类CSP封装,实际上就是一种陶瓷基板薄型封装,其基本结构见图3。它主要由芯片、氧化铝(Al2O3)基板、铜(Au)凸点和树脂构成。通过倒装焊、树脂填充和打印3个步骤完成。它的封装效率(芯片与基板面积之比)可达到75%,是相同尺寸的TQFP的倍。(3)引线框架式CSP封装(CustomLeadFrame)由日本Fujitsu公司开发的此类CSP封装基本结构如图4所示。它分为Tape-LOC和MF-LOC两种形式,将芯片安装在引线框架上,引线框架作为外引脚,因此不需要制作焊料凸点,可实现芯片与外部的互连。它通常分为Tape-LOC和MF-LOC两种形式。(4)圆片级CSP封装(Wafer-LevelPackage)由ChipScale公司开发的此类封装见图5。它是在圆片前道工序完成后,直接对圆片利用半导体工艺进行后续组件封装,利用划片槽构造周边互连,再切割分离成单个器件。WLP主要包括两项关键技术即再分布技术和凸焊点制作技术。它有以下特点:①相当于裸片大小的小型组件(在最后工序切割分片);②以圆片为单位的加工成本(圆片成本率同步成本);③加工精度高(由于圆片的平坦性、精度的稳定性)。(5)微小模塑型CSP(MinuteMold)由日本三菱电机公司开发的CSP结构如图6所示。它主要由IC芯片、模塑的树脂和凸点等构成。芯片上的焊区通过在芯片上的金属布线与凸点实现互连,整个芯片浇铸在树脂上,只留下外部触点。这种结构可实现很高的引脚数,有利于提高芯片的电学性能、减少封装尺寸、提高可靠性,完全可以满足储存器、高频器件和逻辑器件的高I/O数需求。同时由于它无引线框架和焊丝等,体积特别小,提高了封装效率。除以上列举的5类封装结构外,还有许多符合CSP定义的封装结构形式如μBGA、焊区阵列CSP、叠层型CSP(一种多芯片三维封装)等。3CSP封装技术展望有待进一步研究解决的问题尽管CSP具有众多的优点,但作为一种新型的封装技术,难免还存在着一些不完善之处。(1)标准化每个公司都有自己的发展战略,任何新技术都会存在标准化不够的问题。尤其当各种不同形式的CSP融入成熟产品中时,标准化是一个极大的障碍[8]。例如对于不同尺寸的芯片,目前有多种CSP形式在开发,因此组装厂商要有不同的管座和载体等各种基础材料来支撑,由于器件品种多,对材料的要求也多种多样,导致技术上的灵活性很差。另外没有统一的可靠性数据也是一个突出的问题。CSP要获得市场准入,生产厂商必须提供可靠性数据,以尽快制订相应的标准。CSP迫切需要标准化,设计人员都希望封装有统一的规格,而不必进行个体设计。为了实现这一目标,器件必须规范外型尺寸、电特性参数和引脚面积等,只有采用全球通行的封装标准,它的效果才最理想[9]。(2)可靠性可靠性测试已经成为微电子产品设计和制造一个重要环节。CSP常常应用在VLSI芯片的制备中,返修成本比低端的QFP要高,CSP的系统可靠性要比采用传统的SMT封装更敏感,因此可靠性问题至关重要。虽然汽车及工业电子产品对封装要求不高,但要能适应恶劣的环境,例如在高温、高湿下工作,可靠性就是一个主要问题。另外,随着新材料、新工艺的应用,传统的可靠性定义、标准及质量保证体系已不能完全适用于CSP开发与制造,需要有新的、系统的方法来确保CSP的质量和可靠性,例如采用可靠性设计、过程控制、专用环境加速试验、可信度分析预测等。可以说,可靠性问题的有效解决将是CSP成功的关键所在[10,11]。(3)成本价格始终是影响产品(尤其是低端产品)市场竞争力的最敏感因素之一。尽管从长远来看,更小更薄、高性价比的CSP封装成本比其他封装每年下降幅度要大,但在短期内攻克成本这个障碍仍是一个较大的挑战[10]。目前CSP是价格比较高,其高密度光板的可用性、测试隐藏的焊接点所存在的困难(必须借助于X射线机)、对返修技术的生疏、生产批量大小以及涉及局部修改的问题,都影响了产品系统级的价格比常规的BGA器件或TSOP/TSSOP/SSOP器件成本要高。但是随着技术的发展、设备的改进,价格将会不断下降。目前许多制造商正在积极采取措施降低CSP价格以满足日益增长的市场需求。随着便携产品小型化、OEM(初始设备制造)厂商组装能力的提高及硅片工艺成本的不断下降,圆片级CSP封装又是在晶圆片上进行的,因而在成本方面具有较强的竞争力,是最具价格优势的CSP封装形式,并将最终成为性能价格比最高的封装。此外,还存在着如何与CSP配套的一系列问题,如细节距、多引脚的PWB微孔板技术与设备开发、CSP在板上的通用安装技术[12]等,也是目前CSP厂商迫切需要解决的难题。的未来发展趋势(1)技术走向终端产品的尺寸会影响便携式产品的市场同时也驱动着CSP的市场。要为用户提供性能最高和尺寸最小的产品,CSP是最佳的封装形式。顺应电子产品小型化发展的的潮流,IC制造商正致力于开发甚至更小的、尤其是具有尽可能多I/O数的CSP产品。据美国半导体工业协会预测,目前CSP最小节距相当于2010年时的BGA水平(),而2010年的CSP最小节距相当于目前的倒装芯片()水平。由于现有封装形式的优点各有千秋,实现各种封装的优势互补及资源有效整合是目前可以采用的快速、低成本的提高IC产品性能的一条途径。例如在同一块PWB上根据需要同时纳入SMT、DCA,BGA,CSP封装形式(如EPOC技术)。目前这种混合技术正在受到重视,国外一些结构正就此开展深入研究。对高性价比的追求是圆片级CSP被广泛运用的驱动力。近年来WLP封装因其寄生参数小、性能高且尺寸更小(己接近芯片本身尺寸)、成本不断下降的优势,越来越受到业界的重视。WLP从晶圆片开始到做出器件,整个工艺流程一起完成,并可利用现有的标准SMT设备,生产计划和生产的组织可以做到最优化;硅加工工艺和封装测试可以在硅片生产线上进行而不必把晶圆送到别的地方去进行封装测试;测试可以在切割CSP封装产品之前一次完成,因而节省了测试的开支。总之,WLP成为未来CSP的主流已是大势所驱[13~15]。(2)应用领域CSP封装拥有众多TSOP和BGA封装所无法比拟的优点,它代表了微小型封装技术发展的方向。一方面,CSP将继续巩固在存储器(如闪存、SRAM和高速DRAM)中应用并成为高性能内存封装的主流;另一方面会逐步开拓新的应用领域,尤其在网络、数字信号处理器(DSP)、混合信号和RF领域、专用集成电路(ASIC)、微控制器、电子显示屏等方面将会大有作为,例如受数字化技术驱动,便携产品厂商正在扩大CSP在DSP中的应用,美国TI公司生产的CSP封装DSP产品目前已达到90%以上。此外,CSP在无源器件的应用也正在受到重视,研究表明,CSP的电阻、电容网络由于减少了焊接连接数,封装尺寸大大减小,且可靠性明显得到改善。(3)市场预测CSP技术刚形成时产量很小,1998年才进入批量生产,但近两年的发展势头则今非昔比,2002年的销售收入已达亿美元,占到IC市场的5%左右。国外权威机构“ElectronicTrendPublications”预测,全球CSP的市场需求量年内将达到亿枚,2004年为亿枚,2005年将突破百亿枚大关,达亿枚,2006年更可望增加到亿枚。尤其在存储器方面应用更快,预计年增长幅度将高达。

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: 1.适合PCB的穿孔安装; 2.比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 3.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/×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:,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 3.操作方便; 4.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: 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; 2.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: 3.厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上; 4.寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高; 5.组装可用共面焊接,可靠性高; 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: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: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.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; 3.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: 1.封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 2.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; 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。

微电子与集成电路的研究论文

集成电路设计专业,是学习设计集成电路所需要的基本知识和技能,出来后在集成电路设计公司工作,全世界最大的集成电路设计与制造公司是美国的Intel,中国最大的集成电路设计公司是华为公司旗下的海思公司。“集成系统”,一般是指使用现有的集成电路设计整机产品。微电子专业的范围比集成电路设计专业宽泛一些,通常还包括集成电路制造技术。中国在制造技术方面的差距较大,工作机会不会有很多,当然发展空间也更大。选择学校,就帮不上忙了。抱歉。

电子科学与技术专业培养方案一、专业定位以物理和数学为基础,通过学习微纳尺度的电子学描述方式和电路构建基本原理,掌握新型微纳电子器件和集成电路的设计和实现方法。为满足泛在感知、广域互联、智能应用等信息时代的发展需要,电子科学与技术专业将培养支撑物联网、智能制造、生物信息、互联网/互联网+、绿色能源等重点领域发展的专业人才。电子科学与技术专业,依托北京邮电大学电子科学与技术一级重点学科在电子工程领域科学研究和技术应用的优势,培养在电子工程及其交叉领域具有宽广的专业知识和实践技能,具有国际视野、合作精神、开拓进取的创新型专业人才。二、培养目标本专业培养具备扎实的数理基础与电子科学理论基础、专业知识和实践能力,掌握电子技术和基本的通信、计算机技术,具有从事本专业及跨学科科研与开发能力的专业人才。本专业侧重于信息通信、人工智能等领域的网络化微纳器件、集成电路及系统的研究开发与应用。培养具有创新创业精神,能够在微电子、集成电路与通信信息相关领域从事科学研究、设计开发、工程管理和教育等工作的宽口径、综合型的创新人才。三、毕业要求本专业注重理论深度的同时突出学生实践能力的培养。在学期间,学生将系统学习数学、物理、微电子、信息与通信和计算机领域中相关的基础理论和基本专业知识,通过微电子与集成电路的专业学习和科学实践,得到科学思维的训练,使学生熟悉本专业基本的科学研究方法和实践环境,学习和掌握世界主流的集成电路设计工具,具有微电子器件和集成电路系统的设计、研究与开发能力,同时具有基本的信息通信系统知识和计算机应用能力。毕业生应获得以下几个方面的知识和能力:1. 具有扎实的数学和自然科学基础,较好的人文社会科学基础,并熟练掌握至少一门外语;2. 掌握本专业领域的基本理论和基本知识,具有较强的分析问题和解决问题能力;3. 掌握本专业工程技术开发和应用的基本技能,具有较强的实践能力;4. 了解微电子科学领域的理论和技术前沿、应用前景和发展动态;5. 了解信息通信和人工智能等领域的基本知识;6. 掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究、实际工作能力和论文撰写的能力,了解国家信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规。四、专业特色本专业针对微电子技术和信息技术的发展趋势,突出微纳电子和集成电路与先进信息通信系统的交叉融合,是国家发展的战略性高新技术的支撑专业。本专业以微电子、信息与通信技术和计算机应用的融合为专业特色,全面培养学生研究开发先进微纳器件和集成电路的能力,与支撑新一代电子信息通信技术的扎实的科学理论基础和较强的实践应用能力。五、依托学科17电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术六、核心课程电路分析基础、电子电路基础、信号与系统、数字电路与逻辑设计、电磁场与电磁波、固体物理、微电子器件基础、通信原理、集成电路原理与设计、高频电子线路。七、学制与学位学制四年,工学学士学位

八、毕业最低学分最低完成 学分,其中理论教学 125 学分,实践教学 学分,创新创业教育 8 学分。九、培养标准及实现矩阵电子科学与技术专业培养方案培养标准及实现矩阵如附表所示,本专业工程教育专业认证中,要求专业必须通过评价证明所培养的毕业生达到如下要求:1. 工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决光电信息科学与工程领域复杂工程问题。 将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题的适当表述。 将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于工程问题的计算分析。 将复杂工程问题抽象为数学、物理问题,选择适当的模型进行描述,对模型进行推理求解和必要修正,并理解其局限性。2. 问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析光电信息科学与工程领域复杂工程问题,以获得有效结论。 明确设计需求,确定设计目标、实际限制条件,确定设计性能指标。 结合文献研究,将工程问题进行有效分解和明确表述。 运用数学物理及专业基本原理,对工程问题进行建模分析,获得有效结论。3. 设计/开发解决方案:能够设计针对光电信息科学与工程领域复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 综合考虑经济、社会、健康、安全、法律、文化及环境因素,分析对比候选方案的可行性与性能,确定解决方案。 依据解决方案,实现系统或模块,在设计实现环节上体现创造性。 对设计系统进行功能和性能测试,进行必要的方案改进。4. 研究:能够基于科学原理并采用科学方法对光电信息科学与工程领域复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 针对工程问题,收集信息、查阅文献、分析现有技术的特点与局限性。 设计候选方案,考虑技术限制条件,评估方案可行性。 利用计算机软硬件技术及仿真工具,以及光电专业基础知识,设计实验或仿真方案,分析数据并综合信息,评估并比较方案技术性能。185. 使用现代工具:能够针对光电信息科学与工程领域复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对光电信息科学与工程领域复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。 学会使用现代工程工具和信息技术工具,并能够理解其局限性。 能够开发、选择与使用恰当的技术、资源和现代工具,进行复杂工程问题的预测与模拟。6. 工程与社会:能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和光电信息科学与工程领域复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。 具备社会、健康、安全、法律以及文化的基本素养。 能够分析评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。7. 环境与可持续发展:能够理解和评价针对通信复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 理解工程方案可能产生的社会和环境影响。 评估工程方案的可持续性。8. 职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。 具备人文社会科学素养,理解应担负的社会责任,愿意为社会服务。 理解并在工程实践中遵守工程职业道德规范。9. 个人与团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 理解团队工作中不同角色的责任,具有协作精神。 能够与本专业及不同学科的团队成员合作,担任成员或领导者,承担个人责任,并协作完成团队任务。10. 沟通:能够就光电信息科学与工程领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 能够就复杂工程问题进行有效的书面和口头表述,并能与他人进行有效沟通,包括撰写报告、陈述发言、清晰表达或回应指令。.掌握至少一种外国语,能够用于追踪专业领域技术发展前沿,能够进行跨文化交流。11. 项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。 理解并掌握工程管理的基本原则,在个人或多学科团队任务中进行有效管理。 运用成本效益评估方法,进行工程方案的成本效益分析。12. 终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。 具备主动学习的能力,能够运用信息和文献工具,自主学习知识。 理解终身学习的重要性,形成终身学习的意识,适应持续的职业发展。

考研 选专业时,微电子学与固体电子学 专业怎么样 是广大考研朋友们十分关心的问题,以下 专业介绍 ,包含:微电子学与固体电子学专业研究方向、培养目标、 就业方向 和 就业前景 等,希望对大家有所帮助。“微电子学与固体电子学”是一级学科“电子科学与技术”所属的 二级 学科。它是现代信息技术的基础和重要支柱,也是国际高新技术研究的前沿领域和竞争焦点。超大规模集成电路产业化水平被列为衡量一个国家综合实力的重要标志,因此是国家和 北京 市优先发展的重点支持的学科。1. 微电子学与固体电子学专业研究方向 该专业的研究方向主要有:01 新型半导体器件和VLSI可靠性02 微电路系统芯片设计与可靠性03 集成电路设计与VLSI技术04 半导体器件与电路 计算机 模拟05 VLSI技术与可靠性、新型材料与器件06VLSI与高密度集成技术2. 微电子学与固体电子学专业培养目标 本专业培养的 研究生 应具有良好的品德和积极进取、团结协作的精神;热爱祖国,愿意为祖国的强盛和人民的幸福发挥自己的聪明才智;遵纪守法,具有较强的事业心和责任感;身心健康。1、掌握集成电路设计理论与技术学科所规定的基础理论,具有扎实的集成电路设计与分析、现代电子技术建模和信息系统基本理论基础,具有扎实的集成电路及其应用技术基本功。2、了解本学科的学科体系和前沿发展动态,并具有本学科基础理论在工程实际中综合应用的研究能力。3、对所从事的研究方向有深刻认识,对研究生论文所涉及的理论和技术体系应有相当深度的认识。4、本学科所培养的硕士研究生应能从事集成电路研究与设计 工作 ,并能满足电子与信息领域工程与技术研发要求。5、学位获得者应具有严谨求实的工作态度和科学作风。6、本专业的学位获得者应具有第一外语的听、说、读、写的一般能力。3. 微电子学与固体电子学 专业就业 前景分析 本专业 毕业生 有宽广的 就业 市场和较强的适应能力,可在电子和光电子器件设计、集成电路和集成电子系统(SOC)设计、光电子系统设计以及微电子技术、光电子技术、电子材料与元器件开发等领域及电子信息领域从事科技开发等工作。

工程硕士的学位论文的选题可以直接来源于生产实际或具有明确的生产背景和应用价值。学位论文选题应具有一定的先进性和技术难度,能体现工程硕士研究生综合运用科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题的能力。学位论文选题可以是一个完整的集成电路工程项目,可以是工程技术研究专题,也可以是新工艺、新设备、新材料、集成电路与系统芯片新产品的研制与开发。学位论文应包括:课题意义的说明、国内外动态、设计方案的比较与评估、需要解决的主要问题和途径、本人在课题中所做的工作、理论分析、设计计算书、测试装置和试验手段、计算程序、试验数据处理、必要的图纸、图表曲线与结论、结果的技术和经济效果分析、所引用的参考文献等,与他人合作或前人基础上继续进行的课题,必须在论文中明确指出本人所做的工作。

微电子与集成电路的研究论文选题

工程硕士的学位论文的选题可以直接来源于生产实际或具有明确的生产背景和应用价值。学位论文选题应具有一定的先进性和技术难度,能体现工程硕士研究生综合运用科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题的能力。学位论文选题可以是一个完整的集成电路工程项目,可以是工程技术研究专题,也可以是新工艺、新设备、新材料、集成电路与系统芯片新产品的研制与开发。学位论文应包括:课题意义的说明、国内外动态、设计方案的比较与评估、需要解决的主要问题和途径、本人在课题中所做的工作、理论分析、设计计算书、测试装置和试验手段、计算程序、试验数据处理、必要的图纸、图表曲线与结论、结果的技术和经济效果分析、所引用的参考文献等,与他人合作或前人基础上继续进行的课题,必须在论文中明确指出本人所做的工作。

计算机毕业论文选题方向简单

一、比较好写的计算机毕业论文题目:

1、计算机专业本科毕业设计现状的分析与对策研究

2、提高毕业论文(设计)质量的教学管理方法之研究——以兰州商学院长青学院计算机科学与技术专业为例

3、高职院校计算机类专业毕业设计教学中需要注意的几个问题

4、计算机模拟在材料成型及控制工程专业毕业设计中的应用

5、土木工程专业学生在毕业设计中合理利用计算机问题探讨

6、毕业设计中计算机应用能力培养的研究

7、关于提高计算机专业毕业设计质量的探讨

8、计算机专业毕业设计教学改革与学生创新能力培养

9、基于CDIO的计算机专业毕业设计教学模式研究

10、提高开放教育计算机专业毕业设计质量的探索

11、提高学分制下计算机专业的毕业设计(论文)质量的思考和策略

12、建筑工程专业计算机辅助毕业设计的教学改革

13、适应计算机技术的发展,本科毕业设计的有效改革——毕业设计的几点体会

14、计算机发展对建筑工程专业毕业设计的影响

15、做好计算机专业毕业设计教学环节的探索与实践

汽车制造四大工艺的研究论文

在我国经济组成中,汽车产业对促进国民经济发展和社会进步具有重要的战略意义。下面是我为大家精心推荐的关于汽车的科技3000字论文,希望能对大家有所帮助。汽车的科技3000字论文篇一:《试谈汽车超载监测系统》 摘 要: 为了实时识别各种车型的超载车辆,该系统基于开源计算机视觉库(OpenCV),先根据车辆照片库建立车型分类器,然后使用数字摄像机拍摄进入监控区域的车辆,在视频中使用分类器识别车型,根据所识别得到的车型去查询数据库获得该车型的核载,再通过动态称重技术获得车辆的实际载重,及时判别车辆是否超载。此 方法 可避免过去使用统一重量衡量不同车型是否超载的弊端,并可同时免线圈测量车速。测试结果表明系统能快速准确地识别出车型。配合动态称重系统,就能实时得出所通过的车辆是否超载,对公路养护和道路交通安全有相当大的实用意义。 关键词: 超载监测; 视频识别; OpenCV; 动态称重 超载车辆的危害很大,主要表现在加速道路损坏和危害道路交通安全,人们都深知其危害性,所以治理超载一直是公路监管部门的工作重点。传统的自动超载信息系统都是使用统一标准,对所有车辆都应用同一个整车重量划分是否超载,这样会遗漏部分实际上已经超过该车型核载的超载车辆。实际上,这部分车辆对道路交通同样造成严重影响。鉴于此,本系统首先识别出车辆的车型,再查询得到该车型的核载重量,对比实测重量,便得知是否超载。理论上能够适用于所有车型。 利用摄像机较长的视域,附加设计了一个测速系统,能方便地得出超速数据,以便作为超速监测和供给动态称重系统作参考。 1 系统构成 系统方案 系统主要工作过程为:车辆驶入摄像机监视范围,视频流通过以太网传输到后台处理系统,处理系统通过处理视频识别出车辆的车型,然后根据车型从数据库中查出相应的核载重量;同时,安装在地面的动态称重设备测出车辆的实际载重。两个数据对比即可得出车辆是否超载。系统流程如图1所示。 为了加快处理速率,在程序设计过程中多处使用了多线程并行处理。 OpenCV及其分类器介绍 传统的图像处理软件大多为Matlab,用于开发算法最为快捷,但是其处理速度慢,难以跟上视频处理的需求,所以选用了Intel牵头开发的开源计算机视觉库(OpenCV)。新版的OpenCV已经在易用性上已经接近Matlab,再加上其开源性,很多算法均已公开,加快了开发进程。另外,目前OpenCV已经提供C,C++,Python等语言接口,且支持Windows,Linux,Android和IOS等主流平台,资源相当丰富。对于计算机平台,OpenCV支持多线程并行计算和图形处理器(GPU)计算,这将能大大加快计算速率,用其开发本系统的demo是首选。 图1 系统流程图 为了从视频流中识别出车型,需要使用分类器[1]。所谓分类器,是利用样本的特征进行训练,得到一个级联分类器。分类器训练完成后,就可以应用于目标检测。分类器的级联是指最终的分类器是有几个简单分类器级联组成。每个特定的分类器所使用的特征用形状、感兴趣区域中的位置以及比例系数来定义(如图2所示)。 图2 特征分类 首先使用弱分类器分出货车和客车等车型,然后再分出大中小型货车,最后再精确分类,获得准确的车型。新版本的OpenCV已经支持多种特征的分类器,如SVM,LBP,PBM等。因为系统实时性要求较高,这里选取训练和分类速率都较高的LBP特征分类器。 训练分类器 使用分类器的需要首先训练,即让分类器“认识”目标,为了训练分类器,需要准备样本,样本包括正样本和负样本。正样本即包含目标的灰度图片,而且每张图片都要归一化大小,负样本则不要求归一化,只需要比正样本大即可(使得可以在负样本中滑动窗口检索)。 OpenCV提供了专门的工具用以整理训练样本的原始数据,只需准备好正、负样本,归一化然后转成灰度图,再使用两个描述文件分别记录这些样本集合,然后输入程序即可整理出原始数据。为了准备正样本,借助OpenCV提供的HighGUI模块,在此专门编写了一个GUI截图工具,界面如图3所示。为了能从不同角度识别车辆,准本正样本时需要准备从一定角度范围描述车辆的样本。 图3 GUI截图工具界面 接下来就是训练分类器,这部分工作直接关系到系统的鲁棒性。同样,OpenCV提供了专门工具训练分类器,既有旧版也有新版,为了有更多特性,在此选择新版本的训练程序。 由于这是基于统计的方法,要对大量数据进行处理,如果选择Haar特性,训练周期会比较长,不利于系统的搭建,所以选择用LBP特性训练分类器。从机器性能方面考虑训练时间,使用英特尔线程构建模块(TBB)重新编译OpenCV,就能得到多核加速,且有利于接下来的程序性能。分类器分为三级,分别为:货车、客车分类器,大、中、小型货车分类器和具体车型分类器。由于客车按载客数区分是否超载,车辆总重不会对公路造成严重损坏,所以本系统无需对客车作出具体车型区分。但若然具体管理部门需要统计车型信息,可以进一步加上客车车型分类器。实际使用时,由于要应对车辆车身的喷漆变化或者小范围合法改装等情况,分类器的分类除了在系统筹建的时候大规模训练外,在系统运行时也应继续训练分类器,增加统计数据,使得识别结果更加精确。 识别车型及获得核定载重 训练好分类器后,最直观的测试方法是直接输入测试视频,检查识别效果。新版本OpenCV提供一个C++类CascadeClassifier,该类封装了基本的目标识别操作,使得只需要使用该类的实例加载训练好的XML文件,然后逐帧检测即可。若发现目标,结果将会存放在C++标准模板库(STL)容器vector中。但直接对每帧图像使用CascadeClassifier::detectMultiScale方法将会大大加重系统的工作量并且在多车辆的情况下无法区分开各车辆,为此,首先需要发现车辆,然后区分不同的车辆目标,再对每一个目标单独进行分类识别。 具体的主要操作的顺序为: (1) 系列的图像预处理操作,降低图像噪音。 (2) 图像差分,发现车辆轮廓[2],得到运动掩码。图像差分有两种主要方式,分别是帧间差分和背景差分。帧间差分速度快,但容易产生空洞,且无法分离出缓慢运动的车辆;背景差分速度慢,但分离效果好。考虑到如果车辆是缓慢进入测速区,则称重数据可靠性高,而且没有超速,进入识别点的效果好,所以选择帧间差分,这里使用能有效减小前景空洞的三帧差分算法[2]。 (3) 结合运动掩码更新历史运动图像、计算历史运动图像的梯度。 (4) 分割运动目标,得到一辆一辆的车,并跟踪。为区分开图像中的每一辆车,需要对其进行标记,这里使用的方法为: [Mkx,y=ID ifMk-1x,y≠0&k-1≠10 ifMk-1x,y=0 ] 式中:Mk(x,y)为分割出来的单独车辆目标的第k帧感兴趣区域矩形。这种方法虽然鲁棒性较好,但是因为重复计算量大,运算速度有限,所以在确定每辆车的ID后,使用OpenCV提供的更为快速的Camshift算法[3]继续跟踪。 (5) 计算每辆车的运动方向。这部分关系到运动目标筛选,在部分场合,摄像机的视野可能会涉及逆向车道。在这种情况下,可以通过筛选符合主要行驶方向的车辆来排除其他车辆或无关运动目标的干扰。 (6) 车辆进入测速区,开始测速。 (7) 车辆离开测速区,结束测速并计算速度。使用TBB进行并行分类识别车型。由于OpenCV新版矩阵结构Mat的所有操作使用原子操作,大大减轻了多线程编程的工作量,所以这里使用多线程并行操作是最佳选择。 (8) 根据所安装动态称重系统的车速要求,判断是否需要引导车辆到检测站进行检查。 获得实际载重 在视频分析中发现车辆后,对比动态测重模块中测得的实际载重。这里需要把应用场合分为两种情况:高速测重和低速测重,至于高低速的阀值,这根据不同动态称重系统的性能而定[4],在系统安装时根据动态称重系统参数设置即可。由于目前高速测重技术的精度未达到作为证据的要求,所以在高速测重的场合,所得车重数据只能作为初步判断,若初步发现车辆超载,需要进一步引导车辆到大型地磅再次静态测量,并作其他处理。在低速测重场合,测得的动态数据可靠,可直接作为证据使用。所以系统的运行需要测速模块的配合。 无论高速场合与低速场合,本系统都能实现视频测速功能,可以直接用作超速抓拍系统,降低了公路部门的重复投入成本。 测速方法 测速测量车辆通过测速区所用的时间,然后用测速区长度除以时间而粗略估计得到。考虑到摄像机视域限制,设定的测速区域并不长,只有20 m左右,而且速度是用于参考载重信息是否有效的,所以无需太精确,因而可认为车辆是直线经过测速区域的。测速区的长度需在系统安装时手工进行长度映射。另外,确定通过测速区域的时间差使用帧率和帧计数得出,这样在多线程处理的情况下,可以排除系统时钟和处理速率的干扰,得出准确时间差。 2 测量结果 为快速测试系统性能,直接使用测试视频替代摄像机输入。使用微软Visual Studio 2010 MFC + OpenCV 编写一个即时处理程序,界面如图4所示。 图4 运行在Windows平台上的系统 测试使用一台Intel Core i5M处理器(主频 GHz+智能变频技术)、6 GB内存、 操作系统 为Windows 7 64 b的普通 笔记本 计算机,测试代码尚未使用图形处理器(GPU)计算,但代码在识别部分应用了TBB进行多核并行加速计算。 测试视频共两段,分别在两个不同的场景拍摄,第一段只有一辆公交车,场景较为简单;第二段则是多车多人环境,并且有车辆并行的情况,场景较为复杂,干扰较多。 第一段视频主要用于测试系统的极限性能,在测试开始前,先用转码工具把同一段视频转成不同帧率和分辨率的几段视频,其中视频的宽高比不变。输入视频测试后的结果如表1所示。 视频原始长度为6 s,双斜线为该场景的称重和测速区域。 测试结果表明:系统能实时处理标清视频流,但对高清视频还需进一步优化。 第二段视频主要测试系统的车型识别能力,测试数据如图5所示。 表1 输入视频测试后结果 图5 多车并行时能够准确区分 第二段视频夹杂较多无关目标,如行人、抖动的树枝横向行驶的车辆等,其中双白线之间区域为本场景的称重测速区域。 通过测试,可以看出无关目标能被全部排除,体现了车辆筛选很好的鲁棒性。视频中共通过9辆汽车,所有车辆均本正确识别车型。 3 结 语 通过测试数据可以看出,本系统提出的车型识别算法能适应不同场景和一定的环境变化,具有较高的效率和鲁棒性。随着计算机及其他数字信号处理(DSP)设备的信息处理能力不断提高,应用实时视频处理技术促进智能交通的能力将更大更稳定。若本系统能真正应用在智能交通系统上,有望对遏制道路超载超速现象做出贡献。 参考文献 [1] LIENHART Rainer, MAYDT Jochen. An extended set of Haar?like features for rapid object detection [J]. IEEE ICIP, 2002 (1): 900?903. [2] 徐卫星,王兰英,李秀娟.一种基于OpenCV实现的三帧差分运动目标检测算法研究[J].计算机与数字工程,2011(11):141?144. [3] BRADSKI G R. Computer vision face tracking for use in a perceptual user interface [EB/OL]. [2010?12?02]. [4] 张波,鲁新光,邓铁六,等.动态车辆称重物理模型与提高动态称重准确度研究[J].计量学报,2009(5):426?430. [5] 唐双发.基于OpenCV的车辆视频检测技术研究[D].武汉:华中科技大学,2009. [6] 詹群峰.基于OpenCV的视频道路车辆检测与跟踪[D].厦门:厦门大学,2009. [7] 郭旭,张丽杰.运动目标检测视频监控软件的设计与实现[J]. 计算机技术与发展,2010,20(8):200?207. [8] 周品,李晓东.Matlab数字图像处理[M].北京:清华大学出版社,2012. [9] 陈胜勇,刘盛.基于OpenCV的计算机视觉技术实现[M].北京:科学出版社,2008. [10] 刘瑞祯,于仕琪.OpenCV教程基础篇[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007. [11] 范伊红,彭海云,张元.基于SVM 的车型识别系统的设计与实现[J].微计算机信息,2007,23(5):296?297. [12] 李庆忠,陈显华,王立红.一种视频运动目标的检测与识别方法[J].模式识别与人工智能,2006,19(2):238?243. [13] [美]REINDERS J, 聂雪军. Intel Threading Building Blocks编程指南[M].北京:机械工业出版社,2009. [14] 刘慧英,王小波.基于OpenCV的车辆轮廓检测[J].科学技术与工程,2010,10(12):2987?2991. 汽车的科技3000字论文篇二:《试谈现代科技在汽车焊接工艺中的应用》 摘 要:随着我国汽车保有量的不断增加,汽车售后市场呈现了井喷式的发展趋势,与汽车相关的售后市场服务行业开始兴起。其中汽车维修是后市场比较火爆的行业,汽车的使用必然会涉及汽车的维修。因此,为了能够更好的实现汽车维修效率,提高汽车维修的质量,应该加强对于汽车维修行业的行业监管以及对汽车维修技术的提升。目前,诸多的现代化技术开始不断的应用到汽车维修之中,其中尤其以焊接工艺为主。因此,本文重点对汽车焊接工艺中现代科技的应用进行分析,从而探讨其未来的发展趋势。 关键词:现代科技;汽车;焊接技术;工艺 引言 汽车加工与制造以及汽车维修领域,都会涉及汽车的焊接技术。目前,随着技术的不断发展,尤其是汽车生产制造业的蓬勃发展,已经可以实现汽车车身以及车辆配件的无缝焊接技术。车身的加工甚至采用模具化加工的形式,从而减少了因为焊接造成的不足。因此,目前,焊接工艺在汽车后市场应用比较广泛,尤其是在汽车的维修市场中,当汽车出现事故的时候,就会采用焊接技术进行维修,从而让汽车能够保证正常的使用。此外,在汽车的加装方面,焊接技术更加的适用,并且通过引进先进的现代科技,从而让焊接效果与质量都更加完善。 一、汽车焊接工艺的应用领域分析 在汽车领域中,由于越来越多的高新技术被应用,是的汽车生活更加丰富。对于我国而言,随着汽车保有量的不断增加,汽车售后市场出现了井喷的状态。在汽车售后市场中,汽车的维修与保养占据着非常重要的地位,也让汽车的服务产业有了较大的发展。对于汽车的焊接工艺而言,最早是应用于汽车的车身焊接。但是,随着技术的发展以及车身制造工艺的发展,汽车车身开始使用模具制作,从而降低了因为焊接而造成的车身问题。那么,下面就对现代化的汽车的焊接工艺主要应用领域进行分析: 1、在汽车的维修领域中有非常广泛的应用;汽车维修属于汽车售后市场领域,由于汽车驾驶的过程中,难免会出现碰撞的现象,从而造成了汽车车身或者是相关配件的损坏。因此,在这种情况下,就可以使用汽车的焊接工艺,将损坏的部分采用焊接的方式,从而进行汽车的维修工艺。 2、人们对于汽车的装饰和改装越来越感兴趣。虽然在汽车检测的过程中,对于擅自改装会进行处罚,但是有车一族们仍然热衷于对于汽车的改装和装饰。其中,对于汽车尾翼的安装非常常见。汽车安装尾翼以后,就显得非常运动动感,有一种非常霸气的感觉。因此,为了让汽车的外观更加个性鲜明,需要对汽车的外观进行相关的改装,从而实现车主所需要的效果。而对于尾翼的加装而言,就一定要采用焊接技术,从而使得汽车的尾翼牢固坚实。因为安装尾翼还是存在一定的风险的,当车速达到一定程度的时候,就需要保证汽车的尾翼的稳定性。 3、对于汽车的车身配件的焊接工艺;汽车在使用的过程中,经常需要在配件方面进行焊接,此外对于在配件之间的结合方面,也需要在适当的情况下使用汽车焊接技术。因此,对于汽车的焊接工艺而言,主要在车身焊接、汽车改装以及汽车配件之间主要进行应用。 二、现代科技在汽车焊接工艺中的应用 随着现代科技的不断发展,汽车焊接工艺中也不断的引入了现代的科技技术。其中最为重要的就是计算机技术,计算机的单片机远程通信技术以及3Dmax等技术开焊接始不断应用到汽车的焊接工艺中。由于人工焊接技术容易在焊接的过程中出现失误,无法实现循迹操作,从而造成焊接的不完美。因此,采用计算机单片机技术,可以进行程序编译,将需要焊接的部分利用3Dma x的进 行仿真,从而保证在焊接的过程中,其能够实现完美的循迹焊接,降低了焊接过程中出现的失误。 此外,在焊接的工艺方面,又引入了一些工艺以及化工技术。传统的高温焊接技术,不仅仅容易造成伤害,更是对操作人员有一定的影响。因此,使用现在的氩弧焊焊接技术,虽然温度更高,但是焊接的质量有所提高。对于焊接的接口以及焊面的平整度,都有了显著的提高。因此,随着现代科技的不断发展,促进了多个行业工艺的提升。对于汽车的焊接工艺而言,引入计算机技术并且实现真正的智能化以及自动化焊接,从而让焊接工艺更加安全方便,有效的提升焊接的效率,保证在焊接的过程中,达到质量的提升以及客户的满意提升。总之,要充分适应时代的发展,让更多的现代科技不断的应用到汽车的焊接工艺之中,从而保证其在不断的发展过程中,符合现有时代的发展理念,满足客户不断提升的硬性要求,实现现代化的汽车焊接工艺。 三、机器人焊接工艺是现代汽车焊接技术的发展前景 汽车焊接最主要的是车身的焊接。在汽车制造公司车身的主要焊接方法为弧焊、点焊、二氧化碳保护焊等。随着社会的发展,人民生活水平的提高,用户个性化需求的日益强烈,对汽车的安全性、美观性与舒适性的要求越来越高,同时汽车制造企业为了追求更大的经济效益,对焊接精度、焊接质量和焊接速度等的要求越来越高,因此建立一条现代化的生产流水线就显得非常重要。而焊接机器人的应用促进了现代化流水线的建立。现代化的焊接流水线主要是满足多车型、多批次的市场需求,提高车身车间生产能力的柔性和弹性。因此现代焊接线必须具有柔性。那么如何才能使焊接线具有柔性呢?普通的焊接线是刚性的,主要由焊接夹具、悬挂点焊机、弧焊机和多点焊机等组成。 这种焊接线一般只能焊接一种车型的车身,那么为了满足市场多元化的需求,就需要重新建立焊接流水线。这对企业来说是非常不利的,企业是追求利润为目的的,并且重新建立流水线造成了财力、人力、物力的浪费。于是建立柔性化焊接生产线摆在了企业面前。机器人的出现与应用满足了汽车企业的现代化的需求,实现了焊接生产线的柔性化。那么在车身焊接线上应用的机器人主要有几种:点焊机器人、弧焊机器人和激光焊机器人。这些机器人的应用,使焊接实现了机器人代替工人工作。 1、点焊机器人:主要进行的是点焊作业,在点与点之间移位时速度比较快,从而减少了移位的时间,通过平稳的动作、长时间的重复工作和准确的定位,取代了笨重、单调、重复的体力劳动,更好地保证了焊点质量,使工作效率得到了很大的提高。它是柔性自动生产系统的重要组成部分,增强了企业应变能力。 2、弧焊机器人:弧焊过程比点焊过程要复杂得多,对焊丝端头的运动轨迹、焊枪姿态、焊接参数都要求精确控制。具有较高的抗干扰能力和高的可靠性。能实现连续轨迹控制,并可以利用直线插补和圆弧插补功能焊接由直线及圆弧所组成的空间焊缝,还应具备不同摆动样式的软件功能,供编程时选用,以便作摆动焊,而且摆动在每一周期中的停顿点处,机器人也应自动停止向前运动,以满足工艺要求。此外,还应有接触寻位、自动寻找焊缝起点位置、电弧跟踪及自动再引弧功能等。 3、激光焊接机器人:激光焊接是与传统焊接本质不同的一种焊接方法,是将两块钢板的分子进行了重新组合,使两块钢板融为了一体变为一块钢板,从而提升了车身结构强度。同时在焊接过程中焊接工件变形非常小,一点连接间隙都没有,焊接深度/宽度比高,焊接质量高。从而提升了车身的结合精度。可见机器人的应用,实现了焊接流水线的智能化,实现了焊接生产线的自动化与现代化。 结束语 汽车维修行业中的汽车焊接行业,其技术要求相对较高,并且直接影响着汽车的维修效果。焊接技术,一般是针对出现重大事故或者是问题车辆等进行焊接。为了让焊接的痕迹最小化,实际上就是为了能够更好的实现高精度焊接,需要不断引入现代科技技术。计算机技术的引入,让焊接工艺能够以一种循迹的方式进行,从而避免了焊接过程中出现的认为失误。此外,在汽车的生产以及制造的过程中,依然需要不断的引入高新科学技术,让焊接工艺更加精湛,从而实现汽车的高精度和高密度,实现汽车质量的全面提升。 参考文献 [1]刘鸣斌.煤层气发动机爆震的检测与控制[J].内燃机与动力装置,2011(02):45-46. [2]吴扬帆.汽油发动机爆震分析与控制[J].传动技术,2010(13):36-38. [3]高玉明.点燃式发动机临界爆震控制及其特性[J].吉林大学学报,2012(14):77-79. >>>下一页更多精彩的“汽

是冲压,焊装,涂装,总装。冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工),合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中,有60~70%是板材,其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包,容器的壳体,电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。焊装与装焊的意思相同。焊装被称为机械裁缝负责把冲压好的工件焊接到一起,在制造业中被广泛应用。在汽车制造工艺中四步:冲压-焊装-涂装-总装,其中焊装的自动化、柔性化程度决定了焊接的发展前景与未来。汽车制造中焊接车间包括焊钳-焊机-输送线等。涂装是工程机械产品的表面制造工艺中的一个重要环节。防锈、防蚀涂装质量是产品全面质量的重要方面之一。产品外观质量不仅反映了产品防护、装饰性能 , 而且也是构成产品价值的重要因素。涂装是一个系统工程,它包括涂装前对被涂物表面的处理、涂布工艺和干燥三个基本工序以及选择适宜的涂料,设计合理的涂层系统,确定良好的作业环境条件,进行质量、工艺管理和技术经济等重要环节。工程机械防锈涂装工艺一般可分为涂装前表面处理工艺和防锈底漆涂装工艺。总装就是把部件装配成总体。

大型汽车生产除了这四大工艺外,还应有发动机、车桥、变速箱制造的铸造、锻造、机加、热处理等工艺。不知道你要详细到什么程度,设备?工装?工具?还是车间布置?工序过程?那类资料?

是冲压,焊装,涂装,总装。\x0d\x0a冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工),合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中,有60~70%是板材,其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包,容器的壳体,电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。\x0d\x0a焊装与装焊的意思相同。\x0d\x0a焊装被称为机械裁缝负责把冲压好的工件焊接到一起,在制造业中被广泛应用。在汽车制造工艺中四步:冲压-焊装-涂装-总装,其中焊装的自动化、柔性化程度决定了焊接的发展前景与未来。汽车制造中焊接车间包括焊钳-焊机-输送线等。\x0d\x0a涂装是工程机械产品的表面制造工艺中的一个重要环节。防锈、防蚀涂装质量是产品全面质量的重要方面之一。产品外观质量不仅反映了产品防护、装饰性能 , 而且也是构成产品价值的重要因素。\x0d\x0a涂装是一个系统工程,它包括涂装前对被涂物表面的处理、涂布工艺和干燥三个基本工序以及选择适宜的涂料,设计合理的涂层系统,确定良好的作业环境条件,进行质量、工艺管理和技术经济等重要环节。工程机械防锈涂装工艺一般可分为涂装前表面处理工艺和防锈底漆涂装工艺。\x0d\x0a总装就是把部件装配成总体。

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