芯片生产流程介绍

芯片生产流程介绍（通用6篇）

篇1：芯片生产流程介绍

芯片生产工艺流程介绍

芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序（Wafer Fabrication）、晶圆针测工序（Wafer Probe）、构装工序（Packaging）、测试工序（Initial Test and Final Test）等几个步骤。其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段（Front End）工序，而构装工序、测试工序为后段（Back End）工序。

1.晶圆处理工序

本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件（如晶体管、电容、逻辑开关等），其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关，但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。

2.晶圆针测工序

经过上道工序后，晶圆上就形成了一个个的小格，即晶粒，一般情况下，为便于测试，提高效率，同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品；但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。在用针测（Probe）仪对每个晶粒检测其电气特性，并将不合格的晶粒标上记号后，将晶圆切开，分割成一颗颗单独的晶粒，再按其电气特性分类，装入不同的托盘中，不合格的晶粒则舍弃。

3.构装工序

就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接，以作为与外界电路板连接之用，最后盖上塑胶盖板，用胶水封死。其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。到此才算制成了一块集成电路芯片（即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色，两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块）。

4.测试工序

芯片制造的最后一道工序为测试，其又可分为一般测试和特殊测试，前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性，如消耗功率、运行速度、耐压度等。经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级。而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数，从相近参数规格、品种中拿出部分芯片，做有针对性的专门测试，看是否能满足客户的特殊需求，以决定是否须为客户设计专用芯片。经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。而未通过测试的芯片则视其达到的参数情况定作降级品或废品。

篇2：芯片生产流程介绍

一、碳酸饮料的基本特征 [30min]

（一）碳酸饮料的定义:指含有CO2的软饮料的总称

（二）分类

1．果汁型碳酸饮料：指含有2.5%及以上的天然果汁。

2．果味型碳酸饮料：以香料为主要赋香剂，果汁含量低于2.5%。3．可乐型碳酸饮料：含有可乐果、白柠檬、月桂、焦糖色素。4．其它型碳酸饮料：乳蛋白碳酸饮料、冰淇淋汽水等。

（三）CO2在水中的溶解度 1．CO2在碳酸饮料中的作用。2．CO2在液体中的溶解度。影响因素有：（1）液体的温度。（2）环境绝对压力。

（3）液体与CO2接触的面积和时间。（4）CO2的纯度。(四）碳酸饮料生产主要设备

1．水处理设备（澄清、过滤净化、消毒等，前面水处理已讲过）。2．糖浆调配设备（化糖锅、夹层锅、配料缸）。

3．碳酸化设备：CO2气调压站、水冷却器、汽水混合机）。4．洗瓶设备。

5、灌装设备。

二、碳酸饮料的生产工艺 净化←CO2。

（一）工艺流程（一次灌装法）

水源→水处理→冷却脱气→净化→定量调和→冷却混合灌装→压盖→检查→成品→白砂糖→称得→溶解→过滤→糖浆调和检验←消毒←清洗←容器。

（二）糖浆的制备与凋和 1．糖的溶解：（1）冷溶法。（2）热溶法。2．调和糖浆的调配

加入顺序：原糖浆（加甜味剂）→加防腐剂→加酸味剂→加果汁→香精→色素→水（碳酸水）。

（三）碳酸化过程 1．CO2气调压站； 2.水冷却器；

3.汽水混合机（碳酸化罐）。

（四）灌装、杀菌、检验 1．洗瓶； 2.灌装； 3.杀菌；

4、冷却、检验。

三、碳酸饮料生产常见的制裁量问题及解决办法 小结：碳酸饮料生产工艺及设备。

介绍指含有二氧化碳的软饮料，通常由水、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素、二氧化碳气及其他原辅料组成，俗称汽水。

一、生产工艺流程－二次灌装

饮用水→水处理→冷却→气水混合← CO2糖浆→调配→冷却→灌浆→灌水→密封→混匀→检验→成品容器→清洗→ 检验。

二次灌装法流程示意图。

二次灌装法是先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后再混合均匀。又称为现调式灌装法、预加糖浆法或后混合（postmix）法

一、生产工艺流程－一次灌装

饮用水→水处理→冷却→气水混合← CO2糖浆→调配→冷却→ → →混合→灌装→密封→检验容器－→－清洗－ → － → － 检验将调味糖浆与水预先按照一定比例泵入汽水混合机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合物碳酸化后再装入容器。又称为预调式灌装法、成品灌装法或前混合（premix）法。

糖浆的制备

溶糖分间歇式和连续式，间歇式又分为冷溶和热溶（蒸汽加热和热水）。冷溶：配制短期内饮用的饮料糖浆。采用装搅拌器的容器，把糖和水正确配准，在室温下进行搅拌，待完全溶化，过滤去杂即成。一般45－650Bx（要存放1天必须是650Bx）。冷溶法生产须有严格的卫生控制措施，但可以节省燃料

二、糖液的制备

提供稠度而有助于传递香味。提供能量和营养价值。

饮料厂来说，从卫生和浓度控制的观点出发，糖浆的制备无疑是重要的。要达到配料掺和良好和完善，以生产一致性和高质量的饮料。

将糖溶解于水中，一般称为原糖浆或单糖浆。必须是优质砂糖，溶解于一定量的水中，制成预计浓度的糖液，再经过滤、澄清后备用。其水也必须是纯良的水，其水质可与灌装用水相同。

1.热溶：零散饮料，纯度要求高，或要求延长贮藏期的饮料。热溶能杀灭糖内细菌；分离出凝固糖中的杂质；溶解迅速，短期内可生产大量糖液。一般采取不锈钢的双层溶糖锅，并备有搅拌器，锅底部有放料管道。

2.连续式：指糖和水从供给到溶解、杀菌、浓度控制和糖液冷却均连续进行。生产效率高，全封闭，全自动操作，糖液质量好，浓度差异小，但设备投资大。

计量、混合→热溶解→脱气、过滤→糖度调整→杀菌、冷却→糖液。溶糖注意：温度高，溶解度大，如100℃溶解83%糖，0℃时，约溶解64%的糖，有19%糖不溶解而析出。这也是一般制备65%为宜的依据糖浆浓度测定。

3.糖浆过滤：对于高质量优质砂糖制备的糖浆，采取不锈钢丝网、帆布、棉饼、板框等方式。

4.净化：针对质量较差的砂糖，会导致饮料产生凝结物、沉淀物，甚至异味；装瓶时出现大量泡沫等；或者对一些特殊的饮料如白柠檬汽水。

5.对糖浆色度要求很高，一般要求净化处理：加入0.5－1％活性炭到热糖浆中，一边添加一边搅拌，活性炭与糖液接触15min，温度保持80℃，通过过滤器前加入0.1%硅藻土，避免活性炭堵塞过滤器面层。

三、糖浆调配

调合糖浆（果味糖浆或加香糖浆）指根据产品技术要求，配合好各种原料，可作灌装的糖浆

配料准备和处理

投料顺序（在不断搅拌的情况下，但不能太剧烈）： 原糖浆：测定其浓度及需要的容积。防腐剂：称量后温水溶解。甜味剂：温水溶解后加入。

酸味剂：50％、果汁（乳化剂、稳定剂）、色素、香精。加水到规定容积配合完毕后即可测定糖浆浓度，同时抽少量糖浆加碳酸水，观察色泽，评味，检查是否与标准样符合。

在搅拌器和容量刻度标尺的不锈钢容器内调合；搅拌方式多为倾斜式或腰部式，可避免因振动而致使灰尘和油污等杂质掉入糖浆中。

调合分：间歇式和连续式

间歇式：热调合：在高温下进行配料，通常用热溶糖液直接配料，然后冷却；只经过一次加热就完成溶糖、调合与杀菌等工艺操作，节省能源，但破坏了果汁饮料的风味和营养成分，香精挥发损失大；所以要选耐热的香精，只适合于果味性饮料。冷调合：常温下（低于20℃）进行配料，然后巴式杀菌、冷却；多用于含热敏性香料多的果味型饮料和果汁行饮料的生产；常温下调合原料→均质→第二调合罐（缓冲作用为主）→90℃以上杀菌（30S）→杀菌不良的返回溶解罐→冷却至25℃→缓冲罐→糖浆输出到灌装车间。

连续式：各溶液高位槽→定量比例泵→混合器→第一调合罐→均质机→第二调合罐→定量比例泵（用水调节调节浓度）→混合器→糖浆输出到灌装车间。连续式配制糖浆浓度精度高（?0.05波美度），可大大降低糖原料的损耗，全封闭操作，卫生状况良好，设备一次投入大。

调合工艺流程的布置应遵循：注意卫生，溶糖和配料分开；配料间与灌装线应尽量靠近；管路要简捷，减少弯头，尽量利用液位差压力，避免使用临时胶管；与前后工序的设备能力要平衡；要便于操作和计量配制好的糖浆应立即装瓶，尤其是乳浊型饮料，糖浆贮存时间长，会发生分层，装瓶时应经常对糖浆加以搅拌。1.二氧化碳的作用

清凉作用：碳酸在腹中由于温度升高，即进行分解，这个分解是吸热反应，当二氧化碳从体内排放出来时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。H2CO3 ? CO2＋H2O：阻碍微生物的生长，延长汽水货架寿命：国际上认为3.5～4倍含气量是汽水的安全区。

突出香味：有舒服否认剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味。

2.原理：水吸收二氧化碳的作用一般称为二氧化碳饱和作用或碳酸化作用（Carbonation）。实际上是一个化学过程。

CO2＋H2O?H2CO3亨利定律：气体溶解在液体中时，在一定温度下，一定量液体中溶解的气体量与液体保持平衡时的气体压力成正比。即当温度T一定时：V＝Hp式中：V－溶解气体量；p－平衡压力；H－亨利常数）。

道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压之和。

四、碳酸化

3.二氧化碳在水中的溶解度。

在一定压力和温度下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫做溶解度。碳酸饮料中常用的溶解量单位叫“本生容积”，简称“容积”：在0.1MPa、温度为0℃（15.56℃）时，溶于一单位容积内的二氧化碳容积数。美国有的工厂用“奥斯瓦德容积”，区别是用当时测定的温度，由于温度不同而发生的容积变化不再作调整。欧洲常用的溶解量单位为g/l。两者的换算关系是1容积约等于2g/l。在标准情况下，1mol气体的体积为22.4l，二氧化碳的克分子量为44g。所以二氧化碳的密度＝44g/22.4l＝1.96g/l（精确计算为44.01/22.26=1.98）。

4.CO2在水中的溶解度影响因素：气液体系的绝对压力和液体的温度；CO2气体的纯度；液体中存在的溶质的性质；气体和液体的接触面积和接触时间。CO2气体的溶解度在0.1MPa、温度为15.56℃时，一容积的水可以溶解一容积的CO2。

5.CO2理论需要量的计算

根据气体常数1mol气体在0.1MPa、0℃时为22.41L,因此1molCO2在T℃时的体积: Vmol＝(273+T)/273×22.41(L)则：G理＝V汽×N/Vmol×44.01 式中： G理为CO2理论需要量； V汽为汽水容量（L）（忽略了汽水中其它成分对CO2溶解度的影响以及瓶颈空隙部分的影响）；N为气体吸收率即汽水含CO2的体积倍数；44.01为CO2的摩尔质量（g）； Vmol为T℃下1molCO2的容积

6.CO2的利用率

二氧化碳的实际消耗量在碳酸饮料生产中比理论需要量大，因为生产过程中二氧化碳的损耗很大。

装瓶过程中损耗为40～60％，即实际上二氧化碳的用量为瓶内含气量的2.2～2.5倍；采用二次灌装时，用量为2.5～3倍

提高CO2的利用率方法：选用性能优良的灌装设备，在不影响操作怕和检修的前提下，尽量缩短灌装与封口之间的距离；经常对设备进行检修，提高设备完好率，减少灌装封口时的破损率（包括成品的）；尽可能提高单位时间内的灌装、封口速度、减少灌装后在空气中的暴露时间，减少CO2的逸散；使用密封性能良好的瓶盖，减少漏气现象

CO2压力对于饮料的味道影响很大： CO2过高，使饮料的甜酸味减弱；过少碳酸气给人的刺激太轻微，失去碳酸饮料应有的剎口感。对于风味复杂的碳酸饮料，CO2过高反而冲淡饮料应有的独特风味，对于含挥发性成分低的柑桔型碳酸饮料尤其如此。有些碳酸饮料由于所用香精含易挥发的萜类物质，CO2过高会破坏原有的果香味而变苦。一般果汁型汽水含2～3倍容积的CO2，可乐型汽水和勾兑苏打水含3～4倍容积的CO2 7.碳酸化方式和设备

水或混合液的冷却：水的冷却、糖浆的冷却、水和糖浆混合液的冷却、水冷却后与糖浆混合后再冷却

水或混合液的碳酸化：

低温冷却吸收式：二次灌装工艺中把进入汽水混合机的水预先冷却至4℃左右，在0.441MPa下进行碳酸化；一次灌装中则把已经脱气的糖浆和水的混合液冷却至16～18℃，在0.784MPa下与CO2混合。此法缺点是制冷量消耗大，冷却时间长或容易由于水冷却程度不够而造成含气量不足，而且生产成本高。优点是冷却后液体的温度低，可抑制微生物生产繁殖，设备造价低

压力混合式：采用较高的操作压力来进行碳酸化，其优点是碳酸化效果好，节省能源，降低了成本，提高了产量。缺点是设备造价高。

碳酸化系统： 二氧化碳气调压站（根据所供应的二氧化碳压力和混合机所需压力进行调节的设备）。

水冷却器、汽水混合机、薄膜式混合机、喷雾式混合机、喷射式混合机、填料塔式混合机、静态混合器。

碳酸化过程中的注意事项： 1.保持合理的碳酸化水平;2.保持灌装机一定的过压程度。3.将空气混入控制在最低限度;4.保证水或产品中无杂质。5.保证恒定的灌装压力。

五、碳酸饮料的灌装

（一）.灌装方法:

1、二次灌装：设备简单，投资少，适合中小型饮料厂。

从卫生角度来讲，二次灌装容易保证产品卫生；由于糖浆和碳酸水温度不同，在向糖浆中灌碳酸水时容易产生大量泡沫，造成CO2的损失及灌装量不足。可采取糖浆灌装前通过冷却方式解决。由于糖浆未经碳酸化，与碳酸水混合后会使含气量降低，因此必须使碳酸水的含气量高于成品预期的含气量。如糖浆和碳酸水的比例为1：4。成品含气量为3倍容积，则碳酸水的含气量为3×5/4＝3.75倍的容积。

采用二次灌装，糖浆定量灌装，而碳酸水的灌装量会由于瓶子的容量不一致，或灌装后液面高低不一致而难于准确，从而使成品的质量有差异大型二次灌装设备在灌装密封设备后设置翻转混匀机，使糖浆和碳酸水均匀混合。

2.一次灌装：

技术先进，适合大型饮料厂.早期的操作是将糖浆和处理水按一定比例加到二级配料罐中搅拌均匀，再经冷却、碳酸化后灌装。需要大容积的二级配料罐，且卫生难以保证对于大型的连续化生产线多采取定量混合方式：把处理水和调合糖浆以一定比例作连续的混合，压入碳酸气后灌装。常在混合机内配冷却器或冷却碳酸化器。目前多采用同步电动混合机。

优点：是糖浆和水的比例准确，灌装容量容易控制；当灌装容量发生变化时，不需要改变比例，产品质量一致；灌装时糖浆和水的温度一致，气泡少，CO2气的含量容易控制和稳定；产品质量稳定，含气量足，生产速度快。缺点是不适合带果肉碳酸饮料，设备复杂，混合机与糖浆接触，洗涤和消毒不方便

3.组合灌装：特别是果肉碳酸饮料按一般的一次灌装法组合各机，当灌装带肉果汁碳酸饮料时，在调合机上装一个旁通，使调合糖浆按比例泵入另一管线而不与水混合，直接送入混合机末端，利用泵和控制系统将其与碳酸水混合，然后灌装按一般的一次灌装法组合各机，在调合机以后加入一个旁路，采用注射式混合机进行冷却碳酸化，然后灌装。

五、碳酸饮料的灌装

1.灌装系统：指灌糖浆、碳酸水和封盖等操作的组合体系。二次灌装系统有灌浆机、灌水机和压盖机组成。一次灌装系统加糖浆工序中，配比器放在混合机之前。灌装系统由一个动力机构驱动的灌装机和压盖机组成。

灌装机：压差式、等压式、负压式。封口机：灌装生产线。

2、灌装的质量要求：

A、达到预期的碳酸化水平、保证糖浆和水的准确比例。B、保证合理的和一致的灌装高度。C、容器顶隙应保持最低的空气量。D、密封严密有效。

篇3：一种低功耗系统芯片的实现流程

随着CMOS半导体工艺的进步,集成电路进入系统芯片(System on Chip,So C)设计时代,极大地提高了集成度和时钟频率,导致芯片的功耗急剧增加。功耗成为集成电路设计中除面积和时序之外的又一个重要因素,因此低功耗设计成为学术界和产业界关注的焦点[1]。低功耗技术的引入,给芯片的设计和实现提出了新的挑战。这些挑战包括电压域的划分、EDA工具之间数据的交换和管理等。本文基于IEEE1801标准Unified Power Format(UPF)[2],采用Synopsys和Mentor Graphics的EDA工具实现了包括可测性设计在内的"从RTL到GDSII"的完整低功耗流程设计。本论文第1部分描述了低功耗技术和术语。第2部分描述了本文设计的系统芯片的情况。第3部分描述了整个设计的流程和采用的EDA工具。第4部分为总结。

1 低功耗技术

数字CMOS电路的功耗主要有三个来源,分别是开关功耗Pswitching、短路功耗Pshort-circuit和泄漏功耗Pleakage,分为动态功耗(Pswitching+Pshort-circuit)和静态功耗(Pleakage)两大类[3],如式(1)所示。

其中,是开关活动因子,CL是有效电容,VDD是工作电压,fclk是时钟频率,ISC是平均短路电流,Ileak是平均漏电流。目前提出了各种降低功耗的方法,主流的技术有门控时钟(Clock-Gating)、多阈值电压(Multi-threshold),先进的技术包括多电压(Mulit-Voltage,MV)、电源关断(MTCMOS Pwr Gating)、多电压和带状态保持功能的电源关断(MV&Pwr Gating with State Retention)、低电压待机(Low-VDDStandby)、动态或自适应电压和频率调整(Dynamic or Adaptive Voltage&Frequency Scaling,DVS、DVFS、AVS、AVFS)、阱偏置(Well Biasing,VTCMOS)等。为了实现这些技术,需要在设计的时候划分电压域(Power Domain,PD),组成不同的工作模式(Power Mode,PM)和加入特殊器件,比如电源关断器件(Power Switches)、电平转换器件(Level Shifter,LS)、隔离器件(Isolation Cell)和状态保持器件(State Retention Cell)等。在本文的芯片设计中采用了门控时钟、多电压和电源关断技术。

2 本次设计的概括

本文的芯片设计如图1所示,有4万个寄存器、20万逻辑门,共分七个电压域,PD_TOP(顶层)、PD1、PD2、PD3、PD4、PD5和PD6,其中PD6工作在1.2V,其余的工作在1.8V。在正常工作模式下有三种电压模式,分别为PM1(PD1关断,其余开启)、PM2(PD_TOP和PD1开启,其余关断)和PM3(PD_TOP开启,其余关断)。电源关断器件和隔离器件的使能信号(ps_en和iso_en)由处于常开区PD_TOP的功耗模式控制器(PMC)产生。

3 低功耗设计流程

如图1所示,每个关断电压域的输出要插入隔离器件,以防止该电压域电源关断后输出的不定态影响别的电压域正常工作,由于PD6的工作电压是1.2V,其余的是1.8V,因此要在PD6的输入和输出插入电平转换器件。这些低功耗的设计意图写入UPF文件,EDA工具根据UPF实现设计者的想法。整个设计实现过程中包括RTL代码的综合、可测试性设计、布局布线、物理验证和网表的等价形式验证[5],如图2所示。

3.1 综合

RTL代码的综合使用Design Compiler(DC),输入文件为UPF、带电源信息的库文件(pg.db)、RTL代码和时序约束文件(SDC。在综合优化的过程中,工具会根据UPF自动地在相应的位置插入电平转换器件和隔离器件,优化完成后,可以用check_mv_desing命令进行正确性检查。DC输出的网表与RTL代码使用Formality进行等价形式验证。

3.2 可测试性设计

在通过等价形式验证的综合网表中做可测性设计[4]。首先利用MBISTArchitect做静态随机存储器(SRAM)的内在自测试(MBIST)。输入文件包括网表、SRAM的模型,输出带自测试电路的网表。其次利用BSDArchitect完成边界扫描测试,输入文件包括网表和输入/输出接口电路的模型,输出包含边界扫描电路的网表。最后利用DFT Compiler完成逻辑扫描测试,输入文件为UPF、时序约束文件和网表,利用insert_dft命令完成扫描链的连接。由于做内在自测试和边界扫描测试电路时没有用到UPF,因此在扫描链插入后要用check_mv_desing命令进行检查,电平转换器件和隔离器件如果缺少用insert_mv_cell插入,如果多余用remove_mv_cell命令删除。DFT Compiler输出为网表、新的UPF'、SPF、DEF和时序约束文件。做完可测试性设计的网表和综合的网表进行等价形式验证。

3.3 布局布线

利用IC Compiler进行布局布线,输入文件有UPF'、时序约束文件、网表,输出文件为网表和时序约束文件。输出网表要完成等价形式验证。完成布局布线后的网表使用MVRC进行低功耗设计的检查,用Star-RCXT抽取寄生参数,用Prime Time进行时序和功耗的签收,最后用MVSIM和VCS完成后仿真。最后使用Calibre完成物理验证,输出GDSII文件。最终的芯片版图如图3所示。

3.4 自动测试向量的生成

完成布局布线后的网表和DFT Compiler输出的SPF文件送入Tetra MAX中进行自动测试向量的生成。本文的设计生成2576个向量,故障覆盖率为98%,并用VCS完成了测试向量的后仿真。

4 结论

本文阐述了一种低功耗系统芯片的实现流程。利用该流程实现了一个包含4万寄存器、20万等效逻辑门的系统芯片,并流片验证,结果达到预期目标。

摘要：随着半导体工艺技术的进步,系统芯片的集成度越来越高,功耗成为重点考虑的因素之一,尤其用于便携式设备中。本文描述了一种多电源、多电压低功耗系统芯片的实现流程。该流程基于IEEE1801(UPF)标准,采用Synopsys和Mentor Graphics公司的EDA工具,方便地实现了RTL-GDSII的整个过程。

关键词：低功耗,可测性设计,多电源多电压,电源关断

参考文献

[1]Keating M,Flynn D,Aitken R,et al.Low Power Methodology Manual for System-on-Chip Design[M].Springer,2007.

[2]Accellera.Unified Power Format(UPF)Standard,2007[S/OL].http://www.accellera.org/apps/group_public/download.php/887/upf.v1.0.pdf.

[3]Idgunji,S.Case study of a low power MTCMOS based ARM926 SoC:Design,analysis and test challenges.Test Conference[C]//ITC 2007:1-10.

[4]Chickermane V,Gallagher P,Sage J,et al.A Power-aware test methodology for multi-supply multi-voltage designs[C]//ITC 2008:1-10.

篇4：芯片生产从平面到立体

从平面走向立体

研究人员之所以会研发三维芯片，其原因在于平面结构的芯片研发和生产都遇到难以克服的技术瓶颈。因为随着芯片功能的增强，芯片内集成的晶体管数目越来越多，体积也越来越大，功耗也越来越高，已经超出了当前平面半导体工艺即二维器件技术的极限。尤其是在高集成度条件下，单个芯片内各个系统的互连引线过长和过多，其阻容延迟和寄生电容会使器件工作速度降低。另外，其所引发的信号传输延迟、信号带宽不足和控制时序的不一致性，会制约当前通信技术和大型计算机技术的蓬勃发展。还有，互连引线过长引起的噪声问题也不容忽视，而各种噪声均与信号在互连引线中的传输距离密切相关。要满足上述性能要求，必须突破当前二维器件技术水平的制约，而可以大幅减少芯片之间互连引线长度的三维结构就成为主要的技术选择。特别是现在，将微处理器、存储器、数字信号处理器和各种逻辑电路等不同种类的芯片集成在一起的需求越来越多，也越来越迫切，三维器件技术就成为最佳方案之一。

三维器件最关键的技术是硅圆片或裸片（KGD）之间的互连。传统的三维器件互连技术，采用引线键合或者倒装芯片技术将硅圆片或裸片集成在一起。引线键合是利用多晶硅或者金属引线实现芯片到衬底或引线框架之间的互连。倒装芯片是利用共晶焊料、导电聚合物和微焊球（金属凸点）实现芯片互连。这两种技术的缺点是不易进行更多裸片和异构芯片的集成。近年来发展迅速的硅通孔技术的互连，是在硅圆片或裸片上适当的位置采用垂直通孔，进行圆片或裸片之间的连接。此外，开发中的三维芯片间的互连技术还有通过薄膜导线进行超薄芯片之间的互连以及采用电磁耦合方式和硅光电方式进行芯片之间的互连。其中，电磁耦合方式可靠性高，而硅光电方式高频性能好。但是，它们都尚处于实验室阶段。

在三维器件技术中，进展比较快也最热门的是硅通孔技术。硅通孔技术是将两层和更多层器件裸片或者整个的硅圆片先采用激光或者刻蚀工艺形成许多微小的垂直通孔，然后进行孔内的金属化或者填充铜、钨等金属，通过许多垂直贯通的电极，将多层器件裸片或者整个的硅圆片键合在一起的技术。其裸片的互连距离短，这样不仅可提高器件集成度，而且可减少互连延时，提高器件运行速度和降低功耗。由于减少了制造工序，批量生产后可降低器件生产成本。有关专家指出，硅通孔等三维器件技术将突破传统器件工艺在器件结构等方面的制约，有望开拓半导体器件的新局面。

事实上，市场上已经有基于硅通孔技术的产品。2006年就有使用硅通孔技术的图像传感器问世。2007年该技术被应用到微机电系统。2008年出现了多叠层存储器。今明两年内将可能实现CPU与其他逻辑器件的集成。另外，目前，智能手机的拍照部分就使用了采用硅通孔技术的CMOS图像传感器。还有，厂商大批量生产的通信芯片已经开始使用硅通孔技术，将小块的GaAs电路集成在硅基芯片之上，以满足成本上的要求。

降低成本最为关键

制约三维器件技术发展的主要问题是生产成本。目前，硅通孔技术的晶圆生产成本正在不断降低。其原因是IBM、三星、英特尔、东芝、台积电等众多的半导体厂商和几个合作组织纷纷投入资金和人员，积极开发硅通孔技术，通过改进工艺使其批量生产技术不断成熟。例如，制作硅通孔的同时实现几个硅圆片之间的电连接，从而减少工序数目。由美国半导体制造技术联盟牵头的合作组织，联合IBM、英特尔和多所美国大学已经成立了低成本硅通孔技术的开发团队。

此外，硅通孔技术对集成度要求并不太高，可利用已过折旧期的生产设备，从而大幅度降低生产成本。还有，在需要使用价格高的前工序设备时，可插空使用现有生产线的前工序设备。例如，高价的用于制造微机电系统的打深孔的“深反应式离子刻蚀机”和硅圆片键合机就可以这样使用。通过上述措施，不少芯片生产厂不必新增投资就可进行硅通孔的生产，由于降低了成本，从而促进了硅通孔技术和产品的普及。目前，美国应用材料公司、东京电子公司和Novellus系统公司等设备厂商正在技术研究的基础上，开发低成本生产硅通孔的生产设备，现在已有超过15条圆片直径300mm的硅通孔技术试验线在建或者已投入生产。

美国应用材料公司于2010年7月推出了集刻蚀、物理气相淀积、化学机械研磨及强化等离子的化学气相积淀几大设备在内的全套硅通孔技术解决方案 ——Avila 系统。从工艺上而言，制作三维芯片难点之一是，在低于200˚C的条件下淀积氧化硅或者氮化硅绝缘层。硅通孔技术需要在极薄的硅圆片上打孔, 然后填充金属, 而高温会影响到键合的质量。应用材料公司的Avila 系统特点是可在200˚C以下的较低温度条件下，积淀很均匀的强化等离子的化学气相淀积层，并可大幅度提高生产率。

三维微处理器

取得突破

在多核处理器系统中，传统的二维处理器核与缓存间的互连线较长,要占用大量的带宽，而利用能够缩短互连长度的硅通孔技术可以解决这一问题。其中，把不同尺寸的芯片叠层在一起的芯片与圆片叠层的工艺最受青睐。采用这种工艺的另一个优点是能够首先测试微处理器和存储器，然后将已知良好的裸片利用硅通孔技术键合，从而提高成品率。

IBM公司于2007年宣布其在三维集成电路上获得突破。2009年在IBM生产线上已经开始批量生产应用硅通孔技术的三维通信芯片。IBM还在开发应用于蓝色基因超级计算机的硅通孔技术。IBM开发的16核、64线程、2.3GHz工作速度、采用45纳米SOI工艺制造的处理器就使用了硅通孔技术。在各厂商中，IBM在器件生产中已经率先使用商用的硅通孔工艺设备。

英特尔也投入大量人力，开发了许多硅通孔专利技术。英特尔曾经采用铜-铜键合技术，利用穿透10微米厚存储器芯片、直径为5微米的通孔，将SRAM芯片与处理器键合在一起。通过这种在逻辑电路上层叠存储器的键合方法，英特尔将总线功率降低了66%。例如把DRAM层叠在一个功耗92W的微处理器之上，最高温度仅升高约2˚C。

英特尔在新开发的被称做“云处理器”的48个内核的Message Passing型微处理器中就应用了硅通孔技术, 将处理器核与SRAM存储器直接互连, 从而进行高速数据存取。该处理器采用45纳米 CMOS工艺，芯片面积567平方毫米 。此外，被Oracle收购的Sun公司研发的16核、128线程采用SoC工艺的 CMT SPARC处理器以及美国AMD公司的3GHz工作速度、32纳米工艺、64核的处理器也都应用了硅通孔技术。

在存储器方面，三维芯片研发也有重大进展。2009年韩国三星电子使用硅通孔层叠4块2Gbit DRAM，试制出了8Gbit DDR3存储器。在此基础上，三星电子正在开发由1000个硅通孔连接的用于手机的DRAM，其功耗为0.5W，芯片数据传输速度有望达到12.8GB/秒。此外，三星还在GPU上层积多个图形DRAM，然后利用硅通孔使其实现相互连接。

韩国三星面向存储器生产开发出“垂直栅极”三维技术。这种技术对于存储单元的层叠数没有限制，这为实现TB级的存储器开拓了新的道路。三星公司已经证实，采用该结构的NAND型存储单元可以稳定地进行写入、删除、读出等操作。目前三星电子公司利用硅通孔技术已经制出硅圆片级封装(WSP)的存储器。

东芝公司宣布，其之前所开发的低成本三维层叠技术“BiCS”又有了新的进展。该公司已试制出层叠了16层存储阵列的实验芯片，每层的容量可达1Gb。此外，东芝公司采用积层存储器形成技术，制成了集成度非常高的 NAND型闪存。东芝过去几年一直使用NAND string开发高集成闪存，而目前在NAND string中采用U字型管结构，实现了多值动作。

东京大学与富士通等公司正在采用三维技术研发支持层叠100层的超大容量存储器，采用该项新技术可使层叠100层的器件的厚度控制在2毫米之内。还有，日本尔必达公司也开发出了由硅通孔层叠8层1Gbit DRAM芯片的器件。该器件的电极材料由过去的多晶硅改为低电阻的铜，从而可降低服务器用高速DRAM的功耗。该公司的目标是在提高DRAM容量的同时，实现包括逻辑电路在内的异构器件集成。也就是说，将微处理器、闪存、无线电路以及微机电系统传感器等异种工艺的芯片三维层叠起来，将其作为集成系统器件（解决方案型器件）提供，以满足客户对拥有集成功能的集成系统器件的需求。通过利用硅通孔技术，与传统的单芯片集成相比，可大幅降低设计成本。该器件的制造成本取决于硅通孔的加工成本，因此将推进硅通孔的低成本化。在技术方面该公司将力争通过增加层叠数，在单芯片上高密度布局数千个硅通孔以确保较高的可靠性。

其他三维集成技术

目前硅通孔技术的缺点之一是，在通电时由于硅通孔产生的电磁噪声会使附近的MOS晶体管特性发生变化。另一个缺点是随着温度变化硅通孔的电容及电阻值会改变。解决问题的一种方法是日本庆应大学的黑田教授研究团队开发出电磁耦合层叠芯片。他们实际制作的芯片将5个NAND闪存和一个控制芯片集成在一起，层叠了6个芯片。有关专家指出，未来电磁耦合层叠芯片是15纳米节点三维器件技术的主要选择之一。

3D封装面临的共同难题是构建正确的互连技术。美国Ziptronix公司的高效直接键合互连(DBI)技术可以实现裸片-圆片或圆片-圆片的集成。此技术支持小于10微米的互连间距，典型互连宽度为2微米，对准精度为1微米。

日本东北大学研究生院开发出利用自组装技术制作三维层叠芯片的新技术，可实现将逻辑LSI、存储器、MEMS元件以及功率IC等不同种类的元件层叠成三维状的“超级芯片”。其具体方法为，在芯片的正确叠合和键合过程中使用某种液体。在晶圆表面上，只对能够重叠芯片的部分进行亲水处理，并在此处滴上液体。该液体滴到芯片上后，芯片即使错位也能根据液体的表面张力自动叠合到实施了亲水处理的部分。叠合精度由亲水处理模型的形成精度决定。另外，液体干燥后，还可进行物理键合或电键合。利用该方法可通过批处理统一叠合多枚芯片。在200毫米硅圆片上集成的多枚芯片，实现了精度为0.4微米的位置叠合和键合。

传统的器件互连采用铜引线和层间的绝缘膜结构，然而受到电子界面散射的影响，铜引线的电阻会增大，从而造成电流密度增加，难于保证集成的可靠性。日本研究人员应用碳纳米管来代替传统器件互连采用的铜引线。富士通公司正在开发32纳米的碳纳米管，在约450℃的温度下得到了穿过300毫米晶圆的32纳米的碳纳米管束。

另外，比利时大学校际微电子中心发布了厚度不足60微米的柔性超薄芯片三维封装，在柔性衬底上封装了厚度减薄至25微米的测量心率和肌电位的传感器芯片，以及信号放大器、无线电路和微控制器。通过使用该技术，用于监测健康状态等的模块可以隐蔽地内置于衣服中。

篇5：多种橡胶生产工艺技术流程介绍

多种橡胶生产工艺技术流程介绍 工艺流程选段拉伸强度是表征制品能够抵抗拉伸破坏的极限能力。影响橡胶拉伸强度的主要因素有大分子链的主价键、分子间力以及高分子链柔性。拉伸强度与橡胶结构的关系 分子间作用力大如极性和刚性基团等 分子量增大范德华力增大链段不易滑动相当于分子间形成了物理交联点因此随分子量增大拉伸强度增高到一定程度时达到平衡 分子的微观结构如顺式和反式结构的影响 结晶和取向 工艺流程开始 1综述 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程通过各种加工手段使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶在加入各种配合剂制成半成品然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。2橡胶加工工艺 2.1塑炼工艺 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。生胶塑炼的目的是降低它的弹性增加可塑性并获得适当的流动性以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。掌握好适当的塑炼可塑度对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。在橡胶工业中最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。开炼机塑炼时温度按材料要求设定。生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。几种胶的塑炼特性 天然橡胶用开炼机塑炼时如辊筒温度为30-40℃时间约为15-20min达到120℃以上时时间约为3-5min。丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间因此丁苯橡胶也可不用塑炼但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性 氯丁橡胶得塑性大塑炼前可薄通3-5次薄通温度在30-40℃。乙丙橡胶的分子主链是饱和结构塑炼难以引起分子的裂解因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。丁腈橡胶可塑度小韧性大塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼这样可以收到较好的效果。2.2混炼工艺 混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和成品的质量有着决定性的影响即使配方很好的胶料如果混炼不好也就会出现配合剂分散不均胶料可塑度过高或过低易焦烧、喷霜等使压延、压出、涂胶和硫化等工艺不能正常进行而且还会导致制品性能下降。混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼这是目前最广泛的方法。开炼机的混合过程分为三个阶段即包辊加入生胶的软化阶段、吃粉加入粉剂的混合阶段和翻炼吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段。开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足又不能过炼。密炼机混炼分为三个阶段即湿润、分散和涅炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法。一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼然后压片得混炼胶的方法。他适用于全天然橡胶或掺有合成橡胶不超过50的胶料在一段混炼操作中常采用分批逐步加料法为使胶料不至于剧烈升高一般采用慢速密炼机也可以采用双速密炼机加入硫磺时的温度必须低于100℃。其加料顺序为生胶—小料—补强剂—填充剂—油类软化剂—排料— 冷却—加硫磺及超促进剂。两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的方法。这种方法适用于合成橡胶含量超过50得胶料可以避免一段混炼法过程中混炼时间长、胶料温度高的缺点。第一阶段混炼与一段混炼法一样只是不加硫化和活性大的促进剂一段混炼完后下片冷却停放一定的时间然后再进行第二段混炼。混炼均匀后排料到压片机上再加硫化剂翻炼后下片。分段混炼法每次炼胶时间较短混炼温度较低配合剂分散更均匀胶料质量高。

2.3压延工艺 压延是将混炼胶在压延机上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程它包括压片、贴合、压型和纺织物挂胶等作业。压延工艺的主要设备是压延机压延机一般由工作辊筒、机架、机座、传动装臵、调速和调距装臵、辊筒加热和冷却装臵、润滑系统和紧急停车装臵。压延机的种类很多工作辊筒有两个、三个、四个不等排列形式两辊有立式和卧式三辊有直立式、Γ型和三角形四辊有Γ型、L型、Z型和S型等多种。按工艺用途来分主要有压片压延机用于压延胶片或纺织物贴胶大多数三辊或四辊各辊塑度不同、擦胶压延机用于纺织物的擦胶三辊各辊有一定得速比中辊速度大。借助速比擦入纺织物中、通用压延机又称万能压延机兼有压片和擦胶功能、三辊或四辊可调速比、压型压延机、贴合压延机和钢丝压延机。压延过程一般包括以下工序混炼胶的预热和供胶纺织物的导开和干燥有时还有浸胶 胶料在四辊或三辊压延机上的压片或在纺织物上挂胶依机压延半成品的冷却、卷取、截断、放臵等。在进行压延前需要对胶料和纺织物进行预加工胶料进入压延机之前需要先将其在热炼机上翻炼这一工艺为热炼或称预热其目的是提高胶料的混炼均匀性进一步增加可塑性提高温度增大可塑性。为了提高胶料和纺织物的粘合性能保证压延质量需要对织物进行烘干含水率控制在1-2含水量低织物变硬压延中易损坏含水量高粘附力差。几种常见的橡胶的压延性能 天然橡胶热塑形大收缩率小压延容易易粘附热辊应控制各辊温差以便胶片顺利转移丁苯橡胶热塑性小收缩率大因此用于压延的胶料要充分塑炼。由于丁苯橡胶对压延的热敏性很显著压延温度应低于天然橡胶各辊温差有高到低氯丁橡胶在75-95℃易粘辊难于压延应使用低温法或高温法压延要迅速冷却掺有石蜡、硬酯酸可以减少粘辊现象乙丙橡胶压延性能良好可以在广泛的温度范围内连续操作温度过低时胶料收缩性大易产生气泡丁腈橡胶热塑性小收缩性大在胶料种加入填充剂或软化剂可减少收缩率当填充剂重量占生胶重量的50以上时才能得到表面光滑的胶片丁腈橡胶粘性小易粘冷辊。2.4压出工艺 压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用使胶料达到挤压和初步造型的目的压出工艺也成为挤出工艺。压出工艺的主要设备是压出机。几种橡胶的压出特性天然橡胶压出速度快半成品收缩率小。机身温度50-60℃机头70-80℃口型80-90℃丁苯橡胶压出速度慢压缩变形大表面粗糙机身温度 50-70℃机头温度70-80℃口型温度100-105℃氯丁橡胶压出前不用充分热炼机身温度50℃机头℃口型70℃乙丙橡胶压出速度快、收缩率小机身温度60-70℃机头温度80-130℃口型90-140℃。丁腈橡胶压出性能差压出时应充分热炼。机身温度50-60℃机头温度70-80℃。2.5注射工艺 橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、注射、保压、硫化、出模等几个过程。注射硫化的最大特点是内层和外层得胶料温度比较均匀一致硫化速度快可加工大多数模压制品。橡胶注射成型的设备是橡胶注射成型硫化机。2.6压铸工艺 压铸法又称为传递模法或移模法。这种方法是将胶料装在压铸机的塞筒内在加压下降胶料铸入模腔硫化。与注射成型法相似。如骨架油封等用此法生产溢边少产品质量好。2.7硫化工艺 早先天然橡胶的主要用途只是做擦字橡皮后来才用于制造小橡胶管。直到1823年英国化学家麦金托什才发明将橡胶溶解在煤焦油中然后涂在布上做成防水布可以用来制造雨衣和雨靴。但是这种雨衣和雨靴一到夏天就熔化一到冬天便变得又硬又脆。为了克服这一缺点当时许多人都在想办法。美国发明家查理古德伊尔也在进行橡胶改性的试验他把天然橡胶和硫黄放在一起加热希望能获得一种一年四季在所有温度下都保持干燥且富有弹性的物质。直到1839年2月他才获得成功。一天他把橡胶、硫黄和松节油混溶在一起倒入锅中硫黄仅是用来染色的不小心锅中的混合物溅到了灼热的火炉上。令他吃惊的是混合物落入火中后并未熔化而是保持原样被烧焦了炉中残留的未完全烧焦的混合物则富有弹性。他把溅上去的东西从炉子上剥了下来这才发现他已经制备了他想要的有弹性的橡胶。经过不断改进他终于在1844年发明了橡胶硫化技术。在橡胶制品生产过程中硫化是最后一道加工工序。硫化是胶料在一定条件下橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程。硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫化。

篇6：苹果4S芯片功能介绍

U12_RF N94ihpone4S pagani function CPU 存储器，NAND 视频处理器 音频处理和降噪 PMU 电源管理 触摸和感光感距 数字门电路 电压转换器 线控加速器电压比较器 闪光灯 扬声器功放 陀螺仪 菜单键IC CPU的时钟24MHz 电源管理时钟32.768KHz射频时钟19.2MHz基带和GPS的控制小字库

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U2_RF射频部分的电源管理 调制解调 U8_RF波段开关 U11_RF

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