電子系統(tǒng)集成三個(gè)層次的詳細(xì)分析

一、芯片上的集成

芯片上的集成是電子系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)層次。其基本單元是晶體管（Transistor），被稱作功能細(xì)胞（FunctionCell）。大量的晶體管集成在一起形成了芯片。在這個(gè)層次中，晶體管是不可再分的最小功能單位，而功能細(xì)胞的數(shù)量也成為系統(tǒng)先進(jìn)性的重要標(biāo)志。為了集成更多的功能細(xì)胞，晶體管的尺寸不斷縮小。例如現(xiàn)代芯片技術(shù)不斷追求更小的晶體管制程，這有助于在芯片上集成更多功能，從而提升芯片的性能，像提高運(yùn)算速度、增加存儲(chǔ)容量等。芯片上的集成是構(gòu)建更復(fù)雜電子系統(tǒng)的基石，后續(xù)的封裝內(nèi)集成和PCB板級(jí)集成都依賴于芯片上集成所提供的功能單元。這一層次主要涉及芯片內(nèi)部的電路設(shè)計(jì)、制造工藝等技術(shù)，是一個(gè)高度專業(yè)化和技術(shù)密集型的領(lǐng)域，需要考慮晶體管的性能、布局、相互連接關(guān)系等眾多因素，以確保芯片能夠正常工作并實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。

二、封裝內(nèi)的集成

1. 基本單元與形成的結(jié)構(gòu) 封裝內(nèi)集成的基本單元是裸芯片或者小芯片（Chiplet），被稱之為功能單元（FunctionUnit）。這些功能單元在封裝內(nèi)集成形成了系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）。在這個(gè)過程中，芯片整體作為一個(gè)器件模型參與集成，而封裝中的互連線、平面層、RLC（電阻、電感、電容）等被視為互連模型。封裝的設(shè)計(jì)需要考慮如何將這些功能單元有效地連接在一起，以實(shí)現(xiàn)特定的功能和性能要求。

2. 與芯片集成的關(guān)系 它是在芯片上集成的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。芯片作為一個(gè)相對(duì)完整的功能單元進(jìn)入封裝環(huán)節(jié)，封裝的作用是對(duì)芯片進(jìn)行保護(hù)、提供電氣連接和物理支撐等。封裝技術(shù)的發(fā)展也在不斷演進(jìn)，例如從傳統(tǒng)封裝發(fā)展到先進(jìn)封裝，先進(jìn)封裝能夠在更小的封裝尺寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多功能單元的集成，提高系統(tǒng)的集成度和性能。同時(shí)，封裝內(nèi)集成還需要考慮與芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)完整性等問題，以確保芯片的功能能夠在封裝后的系統(tǒng)中正常發(fā)揮。

三、PCB板級(jí)集成

1. 基本單元與形成的系統(tǒng) PCB板級(jí)集成的基本單元是上一步完成的封裝或SiP，被稱之為微系統(tǒng)（MicroSystem）。這些微系統(tǒng)在PCB上集成為尺度更大的系統(tǒng)。到了PCB這一層次，電子系統(tǒng)的功能已經(jīng)比較完備，尺度也已經(jīng)放大到適合人類操控的地步，再加上其他的部件，就構(gòu)成了人們?nèi)粘Ｊ褂玫南到y(tǒng)，例如手機(jī)或電腦。在PCB板級(jí)集成中，需要考慮各個(gè)微系統(tǒng)在PCB板上的布局、布線，以實(shí)現(xiàn)不同微系統(tǒng)之間的電氣連接、信號(hào)傳輸、電源分配等功能。

2. 設(shè)計(jì)與制造要點(diǎn) 在PCB的原理圖和版圖設(shè)計(jì)中，主要的任務(wù)是進(jìn)行正確的互連。原理圖根據(jù)器件的功能對(duì)其邏輯互連關(guān)系進(jìn)行定義，并傳遞到版圖，版圖依此對(duì)物理互連分層繪制，并通過過孔或者硅通孔（TSV）將各層連接起來。這一層次的集成需要考慮的因素眾多，包括電磁兼容性（EMC）、信號(hào)完整性、散熱等。例如，不合理的布線可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)干擾，影響系統(tǒng)的性能；散熱設(shè)計(jì)不好可能會(huì)使電子元件過熱，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命。

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芯片封裝清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

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