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                      半導體封裝技術的創新和改進如何為客戶創造更多的價值?

                      2025China.cn   2021年07月05日

                        德州儀器(TI)借助在封裝、產品設計、技術開發和制造方面的獨特研發專業知識組合,我們的客戶能夠通過更小、集成度更高的芯片來實現產品差異化,從而提高可靠性、增強性能并使電子產品更經濟實惠。

                        在從醫療電子產品到工廠自動化的各種應用中,對半導體封裝這一日益重要的技術進行創新有助于生產出更小、更快和更可靠芯片,從而提高性能、實現更高的功效和更低的成本。

                        “封裝是連接電子電路與現實世界的橋梁,”公司封裝組研發總監 Anindya Poddar 介紹?!盁o論您是觀看平板電視、戴著智能耳塞聽音樂、領略自動化工廠中機器的高效還是操控自動駕駛車輛,所有這些都是通過封裝的小型化和集成實現的?!?/FONT>

                        半導體封裝將許多數字電路整合到一起并將它們連接到電路板,從而與其他系統組件交互。封裝類型有上千種。

                        電子產品無處不在,而且機械系統越來越多地被電子產品所取代。

                        “每種類型的電子設備都有不同的需求,”從事封裝技術工作的 TI 員工 Sreenivasan Koduri 說道?!巴馓諏κ褂眯酒囊笈c工廠機器人、數據中心服務器、手機、洗碗機或電動汽車不同,一種芯片尺寸并非適用于全部使用場景?!?/FONT>

                        設計、開發和制造不同類型的封裝在創新方面需要具備一系列獨特功能。

                        我們公司在封裝、產品設計、技術開發和制造方面的內部研發專業知識為優化封裝技術提供了獨特的優勢。

                        小型化

                        在 1958 年 Jack Kilby 發明集成電路之前,電子產品封裝在玻璃或金屬管中,因為這些材料可以承受電路產生的高熱量。在 Jack 取得突破性進展后的幾十年里,半導體變得無處不在,因為每一代半導體器件都變得更加實惠,從而廣泛應用于電子產品領域。但由于當時人們注重電路功能,之后人們才開始使用塑料來封裝集成電路。

                        現在情況變了。封裝可以帶來很多好處,因此作為半導體的微分電路變得日益重要。在初始設計階段就要決定采用何種封裝,來確保器件滿足設計工程師的尺寸、功率密度、性能和可靠性需求。

                        如今,設計人員尋求能夠處理更高功率,同時仍能保護其精密電路的更小封裝。一些業界超小的集成電路正在幫助工程師打造越來越小的設計,例如用于患者監測應用的微型可穿戴電子設備、用于語音系統的微型麥克風,以及由超小型溫度傳感器提供支持的微型耳塞。

                      典型的封裝包括集成電路芯片和將其連接到引腳的導線,引腳將封裝連接到印刷電路板。

                        如今,我們提供不足一平方毫米的業界超小型運算放大器以及超小的數字溫度傳感器、以太網 PHY 收發器和隔離式 CAN 收發器等等。我們公司的封裝創新可實現比一粒胡椒還小的集成電路。我們的微型產品能夠讓設計人員在不犧牲性能和可靠性的情況下,減小整體解決方案的尺寸(通常也能降低成本),或在相同的空間內提供更多功能。

                        “小型化帶來的挑戰是如何在更小的空間內增加功率密度,”Anindya 說?!胺庋b對于符合更高的熱性能要求至關重要,這樣我們客戶的產品就可以安全、可靠地重復用于各種電子產品?!?/FONT>

                        集成

                        將多個芯片以及電感器、電容器、隔離柵和傳感器等元件封裝在單個封裝中,可以縮小整體元件尺寸、降低系統成本、提高電路速度和效率以及提高系統可靠性。

                        “集成這些器件可以讓設計人員實現更多功能,而這些功能在單電路封裝中無法實現,”Sreenivasan 提到,“通過封裝實現集成開啟了一個全新世界?!?/FONT>

                        例如,在汽車市場中為電動汽車板載充電系統供電、符合汽車標準的業界先進氮化鎵 (GaN) 器件集成了硅基 GaN 場效應晶體管 (FET) 和可快速開關的硅柵極驅動器,支持客戶將開關、控制器和保護技術輕松集成到采用熱增強封裝的單個芯片上,使得該解決方案能夠承受更高的電壓。我們公司的硅基 GaN 基板利用處理能力提供優于碳化硅等類似基板材料的成本優勢。

                        為了幫助設計工程師支持工業通信應用中越來越多的電源域,我們公司的四通道數字隔離器集成了芯片級變壓器,在單個小型封裝中實現信號和電源隔離。與分立信號和電源隔離解決方案相比,除了將布板空間減少 30% 之外,這種集成水平還提高了系統性能并通過行業低輻射簡化了系統認證,這對于惡劣工業環境中的應用至關重要。

                        我們新推出的毫米波技術將天線直接集成到封裝中,從而降低了開發成本,并實現超小尺寸,能夠在更多位置(例如門把手)靈活放置傳感器。我們的毫米波創新提供了片上系統雷達技術,可實現車輛周圍 3D 物體檢測、車內乘員檢測,并為各種汽車帶來安全功能。

                        改進的規格

                        隨著芯片封裝重要性的增加,芯片設計和封裝設計之間的界限已不復存在,曾經這是兩個截然不同的過程。

                        “封裝曾經是實現電路的無源器件,但隨著時間的推移,它的作用已經發生了變化,”Sreenivasan 說?!艾F在,在許多情況下,封裝不僅是支持、封裝和保護晶粒,而且本身也具有功能性。封裝正在改進器件的規格?!?/FONT>

                        微型集成封裝將繼續改善我們的生活、學習和工作方式。

                        “封裝將更多功能放入更小的空間,并為使用我們產品的用戶提供更多價值,”Anindya 說?!凹珊托⌒突B同卓越制造能力創造了創新機會,同時讓電子產品對每個人都更經濟實惠?!?/FONT>

                        我們熱衷于讓世界更美好

                        幫助客戶設計和生產更小巧、更快、更可靠的產品,從而實現高性能、更高的功效和更低的成本,是 TI 革新者致力于通過半導體技術降低電子產品成本、讓世界更美好的明證。每一代創新都建立在上一代創新的基礎之上,使技術變得更小巧、更高效、更可靠、更實惠,開拓新市場可實現半導體在電子產品領域的廣泛應用。在 TI,這就是工程的進步。這正是我們數十年來以至現在一直在做的事。

                      (轉載)

                      標簽:德州儀器 半導體封裝技術 我要反饋 
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