我有需求：
您的当前位置： >
> 倒装模具结构优缺点
模具技术资料
倒装模具结构优缺点
发布时间： 16:12:12
点击次数：3064次
所谓倒装模具结构特点指的是凸模安装在下模座上,故我们就必须采用弹压卸料装置将工件或废料从凸模上卸下。而它的凹模是安装在模座上,因而就存在着如何将凹孔内的工件或废件从孔中排出的问题。
倒装模具结构的优点:
(1)由于采用弹压卸料装置,使冲制出的工件平整,表面质量好。
(2)由于采用打料杆将工件或废料从凹模孔中打下,因而工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件可废料对孔的涨力。从而可减少凹模的壁厚,使凹模的外形尺寸缩小,节约模具材料。
(3)由于工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件或废料对模刃口的磨损,减少凹模的刃磨次数,从而提高了凹模的使用寿命。
(4)由于工件或废料不在凹模也内积聚,因此也就没有必要加工凹模的反面孔(出料孔)。可缩短模具制作周期,降低模具加工费用。
(5)由于压边力只在平板坯料没有完全被拉入凹模前起作用,所以适用于旋转体体的拉伸。
倒装模具结构的缺点
(1)模具结构较复杂(相对正装模具而言)。
(2)安装与调整凸凹模之间的间隙较困难(相对正装模而言)。
(3)工件或废料的排除麻烦(最好使用压缩空气将其吹走)。
在选择模具结构是,只有当工件表面要求平整、外形轮廓较复杂、外形轮廓不对称、或坯料较薄时的冲裁,以及旋转体件拉伸时,才选用倒装模具结构。
（来源：中华标准件网）
【中华标准件网】部分信息来自互联网，力求安全及时、准确无误，目的在于传递更多信息，并不代表本网对其观点赞同或 对其真实性负责。如本网转载信息涉及版权等问题，请及时与本网联系。电话：6
一周热门资讯
全国客服热线：400-711-0010　
在线客服1：
在线客服2：
中华人民共和国增值电信业务经营许可证B2-号　
-中国最大的，交易平台　版权所有[摘 &要]综采设备反向倒装是指工作面切眼设备从机巷运输至切眼下口，通过绞车拖运至切眼上口，由上而下安装。该工艺与传统的上行式安装相比最大的优点是简化了运输环节，减少了风巷的维护成本。神华宁夏煤业集团公司枣泉煤矿130202工作面采用综采设备反向倒装，取得了良好的效果，为综采工作面的高效、快速安装积累了宝贵的经验。
　　[关键词]综采设备 & 反向倒装 & 高效、快速 　　中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：X（6-01 　　1、引言 　　随着煤炭开采技术的提高，综合机械化采煤方法在煤矿的应用也越来越普遍，综采设备的安装作为一个新的专业也越来越受到人们的重视，快速的完成综采设备的安装对矿井的高效生产起着重要的作用。目前我国常用的综采设备安装方法采用上行式，但随着矿井开采深度的增加，矿压逐渐增大，在工作面安装过程中常会出现切眼刷扩完成后，风巷受上区段工作面采动影响，巷道变形严重，制约了综采支架的整体运输，如果仍采用上行式安装方式，可采行的方法有支架解体运输、风巷预留变形量加大、风巷刷扩卧底等等，但不论采用何种办法，势必会增加工作面安装工序，不仅浪费大量人力物力，还影响下一步工作面的安装速度，进一步影响了矿井生产接替。 　　神华宁夏煤业集团公司枣泉煤矿130202工作面接替时间紧，根据矿井生产安排，130202工作面安装、调试时间只有40天左右，根据以往工作面上行式安装的经验，走向长近2500m，切眼倾向长326m的工作面安装、调试时间最少需要60天左右。对此，枣泉煤矿在反复勘察现场、科学论证、周密分析的基础上，提出了综采设备反向倒装工艺，即所有的综采设备从顶板条件较好的机巷运输，安装从工作面切眼上口自上而下进行，经过制定科学的施工方案，合理组织，在130202工作面安装中取得了成功。 　　2、工作面概况 　　130202回采工作面地面位于枣泉煤矿工业广场正南方向。工作面地面高程为+1378.5～+1412m，回采高程为+970～+680m。130201工作面以北为13采区主体下山，东侧为正回采的130201工作面，南侧为13、14采区DF50断层上盘、西侧75m左右为13采区集中泄水巷，西、南侧均属未开采区域。 　　工作面所处煤层为井田内二煤层，煤层厚度8.45～8.72m，平均8.62m，倾角4°～8°，平均6°，煤层结构简单，煤层中有1～3层夹矸，厚度0～0.2m之间。工作面设计走向长2447.4m，倾向长326m。机巷巷道断面设计尺寸为净宽×净高=5.2×3.6m，风巷设计尺寸为净宽×净高=4.6×3.6m，切眼设计尺寸为净宽×净高=8.5×3.6m，切眼最大倾角12°。工作面正常涌水量为1.33m3/min，最大涌水量2.17m3/预计130202工作面瓦斯相对涌出量为0.043 m3/t，绝对涌出量为0.328 m3/min。 　　工作面综采设备安装工程主要有： 　　⑴ 切眼设备：安装采煤机一台，支架191架（ZYTD端头架7架，ZFPD过渡架6架，ZYGD过渡架2架，ZYD基本架176架），刮板运输机一套; 　　⑵ 机巷设备：安装转载机一套，破碎机一台，皮带自移机尾一套，单轨吊一套（300米），设备列车29辆，铺设30Kg轨道300米，所有设备从移动变电站到开关再到设备电机的设备供电电缆，供液系统、喷雾系统、通讯系统及照明系统及其附件。 　　3、安装实例 　　（1）安装方案 　　①利用铲板车由机巷运输安装设备列车、单轨吊及管路、缆线; 　　②液压支架安装：191#―1#液压支架在切眼内卸车，利用绞车配合铲板车就位; 　　③刮板输送机机尾及传动部、中间槽由机巷运输至切眼内，利用铲板车安装就位;采煤机由机巷运输至切眼内，利用采煤机机窝段的支架起吊采煤机部件安装;利用铲板车依次安装刮板机刮板链、交叉侧卸及传动部、转载机、破碎机、马蒂尔机尾。 　　（2）安装前准备工作 　　①根据设备安装的先后顺序，对设备进行编号，并标明大件在井下的运输方向。 　　②根据施工需要在安装前，在切眼上口的绞车硐室内安装两台JDHB-25绞车，（编号为1#、2#绞车），采用基础灌浆（砼标号不小于C20）、地脚螺栓及“六压两戗”固定。 　　③在机巷安装一套（两泵一箱）临时泵站作为安装期间的临时供液，并敷设好供液管路。在转载机机头，转载（破碎）机传动部安装地点上方提前施工起吊锚杆或起吊锚索。 　　④在切眼上口、切眼下口及设备列车处分别安装调度电话一部，便于安装联系使用。 　　⑤牵拉JSDB-25型绞车校验 　　已知条件：斜坡长度：LK=180m;最大坡度：β=12°;钢丝绳径：Φ=44每米质量：mp=6.63kg/m;钢丝绳破断拉力（6×19+1）：Qp=1269KN;最大牵引质量：mz1=45T;钢丝绳摩擦系数：f1=0.2;支架摩擦系数： f2=0.2;绞车牵引力：F=300KN（慢速平均）。 　　Sin12°=0.21，cos12°=0.98，Sin12°+0.2×cos12°=0.41 　　Ⅰ、按绞车牵引力进行校验： 　　F1=mz1 （sinβ+ f2?cosβ）g+ mp?L（sinβ+ f1?cosβ）g 　　=4×9.8+6.63×180×0.41×9.8=5 　　≈186KN<300KN 　　得出该绞车牵引力能够满足使用要求。 　　Ⅱ、按钢丝绳安全系数进行校验： 　　ma=Q p/ F1=.82&6.5 　　得出该钢丝绳安全系数能能满足使用要求。由以上计算得出：在130202工作面安装时，提升坡长180米，最大坡度为12°，使用JSDB-25型绞车及Φ44mm（6×19+1）钢丝绳能满足牵引支架使用要求。 　　（3）液压支架安装方法 　　191#―4#液压支架安装方法： 　　支架搬运车在切眼内卸车（液压支架前梁朝向切眼下口）→利用1#绞车配合铲板车调向就位→支架升平升紧→支架防倒处理，初撑力符合要求→完善支架安装。 　　①191#液压支架卸车后，利用2个25T蝴蝶结配合Φ26连接链，利用2个25T蝴蝶结配合Φ26连接链绕过191#支架右立柱与1#绞车钢丝绳钩头连接，预紧2#绞车钢丝绳作为防倒，利用电瓶车或铲板车进行支架调向就位。 　　② 用上述同样的方法安装至4#支架。 　　3#―1#液压支架安装方法： 　　支架搬运车在切眼下口卸车（液压支架前梁朝向机巷）→利用单体支柱配合铲板车调向就位→支架升平升紧→支架防倒处理，初撑力符合要求→完善支架安装。 　　4、结束语 　　施工期间采用“三八制”作业，每班八小时，多工种混合作业，通过现场合理的组织，130202工作面安装、调试仅用30天，比计划提前了10天左右，相比传统的上行式安装工艺提前了一个月左右时间，同时减少了风巷刷扩卧底的人员及物力的投入。枣泉煤矿130202工作面综采设备的反向倒装成功实践表明，综采设备的反向倒装具有广阔的发展前景，特别是在上行式安装工艺条件不具备或者难以具备时，其优势更为明显，突出表现在运输环节简化，节省扩修巷道的人员、资金及时间的投入，经济效益显著。 　　作者简介 　　赵伟（1984-）男，宁夏平罗人，助理工程师，2008年毕业于黑龙江科技学院，现就职于神华宁夏煤业集团有限责任公司枣泉煤矿。百度搜索“就爱阅读”,专业资料、生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆!
欢迎转载：
推荐： 　　　期刊分类：
800家正规期刊分类一览表
本期刊为正规期刊，已通过真伪查询！本期刊可免费赠送一本当期样刊！本期刊可用于职称评审！单位、国家均认可！
当前位置： >
【薄煤层综采工作面气幕】急-倾斜厚煤层走向长壁综放工作面支护系统稳定性及其控制
本文作者：宋之军；成功正常投稿发表论文到《》2013年30期,引用请注明来源400期刊网！【摘要】：通过对倾角45°左右,厚煤层走向长壁综放开采支护系统稳定性的分析,提出了临界倾倒角的概念并建立了相关的数学模型。在实践基础上总结出了动态、静态情况下有效控制工作面支护系统失稳的开采技术及管理经验。【论文正文预览】：急倾斜厚煤层的开采,比较成熟的技术就是水平分段放顶煤开采,但这种开采方法工作面长度受煤层厚度限制,煤层水平厚度15m以下时综合机械化效能得不到充分发挥,单产水平低。有关研究表明,35°是冒落矸石的自然安息角,在急倾斜煤层长壁工作面,冒落直接顶沿倾斜向下滚落,常常形成【文章分类号】：TD355【稿件关键词】：急-倾斜长壁综放工作面支护系统稳定性控制【参考文献】:伍永平,员东风,张淼丰;大倾角煤层综采基本问题研究[J];煤炭学报;2000年05期贾巍;;采场液压支架运动学分析[J];巴音郭楞职业技术学院学报;2009年04期刘东风,刘怀伦;轻型放顶煤支架歪架原因分析[J];矿业安全与环保;2003年01期王晖;魏文辉;董晓宁;李振安;;高冲击危险区域冲击地压综合治理技术研究及应用[J];矿业安全与环保;2010年05期梁衍;;急倾斜厚煤层走向长壁综放开采支护系统稳定性分析及控制[J];甘肃科技;2008年02期张彩霞;;急倾斜长壁综放开采液压支架几个关键构件的特性[J];硅谷;2013年23期吴建勋;张金福;;大倾角综放工作面支架稳定性分析与试验研究[J];华北科技学院学报;2008年03期杨永辰;张彦华;高永格;吕秀江;连英立;;陈家山煤矿瓦斯爆炸热能的估算与分析[J];河北工程大学学报(自然科学版);2007年04期俞宏庆,张永旺;演马庄煤矿突出煤层炮采放顶煤工作面防治煤与瓦斯突出的方法和措施[J];焦作工学院学报(自然科学版);2002年03期南华,温英明,周英;综放支架部分参数对顶煤回收率的影响[J];焦作工学院学报(自然科学版);2002年06期周勤;;急倾斜厚煤层走向长壁综放开采支护系统稳定性分析及控制[J];机械管理开发;2009年04期李虎林;贠东风;;急-倾斜厚煤层长壁综放采场矿压显现规律研究[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年谢俊文;李俊明;杨富;上官科峰;马忠元;韩书才;;急倾斜大倾角特厚易燃煤层综放开采及“三机”配套技术[A];煤矿机电一体化新技术及装备学术研讨论文专集[C];2003年杨忠民;张建华;来兴平;吕兆海;;复杂特厚富水煤层大采高开采岩层运动局部化特征[A];全国大型煤炭企业综采技术发展成果集[C];2010年伍永平;柴敬;;大倾角综采放顶煤开采条件下开采裂隙非稳态演化规律的研究[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年樊克恭;肖同强;;深部矿井综放开采矿压显现特征及其控制[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议论文集[C];2009年赵景礼;王志强;;大倾角冲击地压煤层的安全高效开采技术研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2012年学术年会论文集[C];2012年邓永胜;王成果;李春睿;;花山矿大倾角工作面坚硬顶板爆破弱化研究[A];综采放顶煤技术理论与实践的创新发展——综放开采30周年科技论文集[C];2012年刘倡清;综放变宽度煤柱回采巷道围岩变形规律及其控制技术[D];西安科技大学;2011年解盘石;大倾角煤层长壁开采覆岩结构及其稳定性研究[D];西安科技大学;2011年霍丙杰;复杂难采煤层评价方法与开采技术研究[D];辽宁工程技术大学;2011年李忠建;半胶结低强度围岩浅埋煤层开采覆岩运动及水害评价研究[D];山东科技大学;2011年苏仲杰;采动覆岩离层变形机理研究[D];辽宁工程技术大学;2002年翟英达;采场上覆岩层结构的面接触类型及稳定性力学机理[D];煤炭科学研究总院;2002年伍永平;大倾角煤层开采“R-S-F”系统动力学控制基础研究[D];西安科技大学;2003年杨增夫;煤矿重大事故预测和控制的岩层动力信息基础的研究[D];山东科技大学;2003年刘书贤;急倾斜多煤层开采地表移动规律模拟研究[D];煤炭科学研究总院;2005年李晋平;综放沿空留巷技术及其在潞安矿区的应用[D];煤炭科学研究总院;2005年黄春光;大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤开采矿压规律研究[D];河南理工大学;2010年左贵强;沿空动压巷道平衡支护技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年张继华;急倾斜中厚煤层软底综采采场矿压规律及其控制研究[D];山东科技大学;2010年王君烨;大湖煤矿Ⅲ煤层综合机械化开采研究[D];辽宁工程技术大学;2009年尹博;沿空留巷矸石巷旁充填体支护性能实验研究[D];河北工程大学;2010年陈龙;留小煤柱沿空掘巷支护技术研究[D];河北工程大学;2010年郑军;大倾角厚煤层放顶煤开采覆岩运动规律与矿压特征研究[D];河南理工大学;2011年姜志刚;“三软”煤层炮采放顶煤工作面支护优化研究[D];河南理工大学;2011年王烨;综采放顶煤三维仿真研究[D];内蒙古科技大学;2010年范文胜;超长工作面综采放顶煤开采矿压显现规律的研究[D];内蒙古科技大学;2010年伍永平,员东风;大倾角综采支架稳定性控制[J];矿山压力与顶板管理;1999年Z1期吴绍倩;石平五;;急斜煤层矿压显现规律的研究[J];西安矿业学院学报;1990年02期王正海;;液压支架漏液分析与控制[J];煤矿机械;2006年07期白雪峰;廉自生;;液压支架姿态的监测与控制[J];科学之友(B版);2006年04期田跃锋;;综采工作面液压支架扭斜原因分析及控制[J];煤;2010年07期张慧敏;赵连刚;魏天乐;;综采放顶煤工作面控制液压支架与输送机下滑的技术[J];煤炭技术;2007年01期徐春江,王正华,吴翠艳,田海英,马平;MRS-75/4500履带式液压支架的研究[J];煤炭科学技术;2001年12期郭建廷;液压支架控制系统的选型[J];煤矿机械;1998年08期薛智勇,寇子明;液压支架的动态测试与控制试验系统[J];机械管理开发;2003年01期韩书才;王永槐;杨吉文;;急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面支护系统稳定性及其控制[J];煤矿安全;2008年10期张文俊;;急-倾斜厚煤层走向长壁综放开采支护系统稳定性分析及控制[J];甘肃科技;2011年12期姚志昌,方新秋,何富连,杨志伊,钱鸣高,黄会新,董京让;高架顶梁俯仰角的监测与控制[J];矿山压力与顶板管理;2000年02期张红云;;综采工作面液压支架整体倒装新工艺的实践应用[A];第七次煤炭科学技术大会文集（上册）[C];2011年;大采高液压支架在大型煤矿建设中的应用和发展[A];中国大型现代化煤矿建设——全国大型煤矿建设现场会暨推进煤炭生产规模化现代化发展论坛资料汇编[C];2009年张雨;;龙东煤矿首采大倾角综采工作面液压支架安装工艺的实施与探讨[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年张雨;;龙东煤矿大倾角综采工作面液压支架安装工艺探讨[A];煤炭科学与技术研究论文集[C];2010年徐鹏;郭凤仪;;薄煤层综采工作面液压支架电液控制系统的研究[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年王恩鹏;;我国综采液压支架现状及发展趋势[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年韩国文;;综放工作面应用Ⅱ型钢梁收作工程实践[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年芮丰;李然;陈忠强;冯晓迪;万理想;;基于AMESim的全功能强力液压支架试验台垂直加载系统的研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年黄尚智;;我国液压支架技术30年发展回顾与展望[A];中国煤矿综采机械化发展30周年学术研讨论文专集[C];2000年梁卫民;马建锋;杨建军;史永光;;YFJ轻型放顶煤液压支架的技术改造[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年记者
魏广军;平煤机一液压支架通过评审[N];平顶山日报;2010年通讯员郝云斐 记者刘耀平;郑州四维液压支架首次出口澳大利亚[N];中国煤炭报;2011年本报记者 王丽丽;液压支架的“盛世危言”[N];中国煤炭报;2011年吴兆军　秦永梅;“邯钢造”助力打造世界级液压支架[N];中国冶金报;2011年记者
李宏伟　通讯员
秦明忠;平阳重工签订2亿元煤机液压支架合同[N];山西日报;2011年记者赵鹏璞;充填与采煤一体化液压支架研制成功[N];中国煤炭报;2011年通讯员
施贵年;矿井综采重型液压支架在鱼卡安装成功[N];柴达木日报;2011年燕庭全 陈永兴;七朵金花托起支架大业[N];中国煤炭报;2010年记者张翔 李拓;天玛10年 创新不懈[N];中国煤炭报;2011年王灵轩 郭建华;纪录是这样创造出来的[N];平顶山日报;2011年舒凤翔;高端液压支架液压系统及关键元件研究[D];中国矿业大学;2009年路兰勇;ZC型综采充填液压支架关键技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年兰叶青;源头控制废矿堆中黄铁矿氧化的研究[D];南京农业大学;1999年黄炳香;煤岩体水力致裂弱化的理论与应用研究[D];中国矿业大学;2009年陈渊;煤矿液压支架缸体环焊缝缺陷超声检测与评价研究[D];西安科技大学;2010年鹿志发;浅埋深煤层顶板力学结构与支架适应性研究[D];煤炭科学研究总院;2007年韩伟;液压支架控制系统大流量阀与移架速度定量化研究[D];煤炭科学研究总院;2006年刘俊峰;两柱掩护式大采高强力液压支架适应性研究[D];煤炭科学研究总院;2006年王保明;液压支架关键元件内部流动及系统工作特性研究[D];中国矿业大学;2011年田金泽;平朔特大型综放面矿压规律及架型合理化研究[D];中国矿业大学(北京);2012年贺发远;金川二矿区充填体质量与成本控制的研究[D];昆明理工大学;2005年任锡义;液压支架整体动态特性仿真分析[D];太原理工大学;2010年余龙;基于多领域统一建模的液压支架建模与仿真[D];郑州大学;2010年张丹;基于虚拟样机的液压支架强度试验方法研究[D];西安科技大学;2010年张怡馨;液压支架应力分析研究[D];西安科技大学;2011年吴小旺;液压支架机液联合仿真与液压控制系统分析[D];山东科技大学;2010年彭霖;液压支架静力学与运动学分析以及优化设计[D];华中科技大学;2009年郭哲锋;液压支架机构运动精度可靠性的分析与仿真[D];郑州大学;2011年毛祎琳;煤矿液压支架安全综合评价及专家系统研究[D];安徽理工大学;2010年徐鹏;矿用液压支架电控系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2011年【稿件标题】：【薄煤层综采工作面气幕】急-倾斜厚煤层走向长壁综放工作面支护系统稳定性及其控制【作者单位】：靖远煤电股份公司红会四矿;【发表期刊期数】：《》2013年30期【期刊简介】：《中国科技投资》杂志是由中华人民共和国新闻出版总署、正式批准公开发行的优秀期刊，中国科技投资杂志具有正规的双刊号，其中国内统一刊号：CN11-5441/N，国际刊号：ISSN。中国科技投资杂志社由国家发展和改革委员会主管、中国信息协会主办，本刊为......更多杂志社()投稿信息【版权所有人】：宋之军；
更多详细信息:
相关专题：
推荐期刊：
下一篇：没有了
认准400期刊网 可信　保障　安全　快速　客户见证　退款保证
Copyright (C)
版权所有 做最专业学术期刊论文发表网站
实力代理杂志社征稿、杂志投稿、省级期刊、国家级期刊、核心期刊、学术论文发表 中国学术期刊网全文收录近年来，在芯片领域，倒装芯片技术正异军突起，特别是在大功率、户外照明的应用市场上更受欢迎。但由于发展较晚，很多人不知道什么叫LED倒装芯片，LED倒装芯片的优点是什么?
前车挡路，或者大货车挡住视线等种种原因会让小伙伴们非常困扰，因为这样一不留神就会闯红灯。更有些小伙伴，停车时前轮压了线就害怕自己被摄像头拍到。老司机要告诉大家的是，不是所有的摄像头都可以拍违章，不小心闯了红灯也不是“逢闯必罚”。今天，我们就来聊聊马路上摄像头的分类以及如何避免误闯红灯。
深度学习实践的四个关键要素：计算能力、算法、数据和应用场景，就像四大金刚一样保证了深度学习的应用和实践，在深度学习中起到关键性的作用。
正确的选用变频器可以有效帮助你在实现调速节能的同时，又能相应的增加经济收益。可是该如何选择呢？
本文列举了在高清监控系统施工中我们需要注意的一些事项。
安防知识网服务号
深度报道产品、提供解决方案
专家解读技术、最新行业资讯
举办线上线下活动/研讨会
下次自动登录登录 是一种态度
倒装芯片封装极具竞争力
&&作者：Sally Cole Johnson, Contributing Editor -- Semiconductor International&&&&来源：半导体国际
核心提示：
随着倒装芯片封装在成本和性能上的不断改进，加上键合金线价格的不断攀升，从手机到游戏机芯片的各种应用领域里，倒装芯片技术都变得更具竞争力。
回首15年前，几乎所有封装采用的都是引线键合。如今倒装芯片技术正在逐步取代引线键合的位置。倒装芯片的基本概念就是拿来一颗芯片，在连接点位置放上导电的凸点，将该面翻转，有源面直接与电路相连接。倒装芯片避免了多余的封装工艺，同时得到像缩小尺寸、可高频运行、低寄生效应和高I/O密度的优点（图1）。
在从手机和寻呼机到MP3播放器和数码相机的所有热门的消费类电子产品中，几乎都能找到倒装芯片封装。在服务器中，近乎所有的逻辑模块都采用倒装芯片封装。大部分ASIC、游戏机电路、图形处理器、芯片组、现场可编程门阵列（FPGA）和数字信号处理器（DSP）也都已采用了倒装芯片封装（图2）。
像这个倒装芯片BGA系统级封装（SiP）的应用那样，随着金线键合成本的提升，对倒装芯片的需求在不断增加。（来源：
STATS ChipPAC）
在过去几年里金丝引线键合的成本不断提高——这使得倒装芯片变得更具吸引力。“如果看一下两到三年前的成本，自然而然是倒装芯片更高，”
STATS ChipPAC（新加坡）负责倒装芯片和新兴产品的副总裁Raj
Pendse这样介绍。“通常来说倒装芯片所用的封装基板成本是引线键合衬底的两到三倍，但金价的飙升却超过了封装基板的差价。在很宽泛的应用领域里，倒装芯片已经成了更具成本效益的解决方案。过去两种方法的成本平衡点是1000引脚。现在只要在200到700引脚范围内，倒装芯片就更划算。”
倒装芯片的历史回顾
图2. 为游戏机CPU设计的倒装芯片BGA。（来源：Amkor）
倒装芯片技术的首次应用可以追溯到1964年。根据IBM封装技术战略部门的杰出工程师Peter
Brofman介绍，那时他们已经在IBM
S/360大型机中采用了混合固态逻辑技术（SLT）。这一技术主要是采用一些大节距的铜珠用作额外支撑，可以防止与无源器件之间的短路。“真正将倒装芯片用在IC中始于1969年，但当时只有四边引脚的方案，”他解释说。“完全面阵列的金属化陶瓷（MC）技术出现在70年代中期。在80年代早期，IBM已经可以完成11×11阵列、节距为250
糾的Pb-5Sn焊料球了。 ”
80年代末和90年代初，摩托罗拉从IBM获得倒装芯片的授权，开始寻找倒装芯片陶瓷载体的替代物，开启了对芯片到载体的下填充物以及低成本FR4有机材料的研究。IBM封装工程经理Patrick
O'Leary指出，这些工作是与卡上加层的技术并行开发的，这一技术基于1990年的表面多层电路（SLC）工艺，到90年代中期，多芯片载体已经相当普遍。
“到1998年，大尺寸的微处理器开始采用芯片下填充料，并且转向有机倒装芯片加强载体，年，35
mm、2-2-2载体基板的价格已经接近3美元，”O’Leary介绍说。“同引线键合相比，倒装芯片仍‘有点贵’，但性价比已经很高，因此图形处理器和游戏机处理器先后从倒装芯片技术中获益，到04、05年左右，已经完成了向有机倒装芯片模块的转移。”
IBM已经将所有新的倒装芯片单芯片模块（SCM）转向多层载体基板。O’Leary指出，处理器向倒装芯片的重大转移使得倒装芯片模块的年复合增长率（CAGR）比十年前提高了35%。“现在CAGR虽然低了一些，但仍然强劲，随着金价的上扬，两种方法的成本平衡点已经降到了200-700
I/O。在更低的引脚数下，整合器件制造商（IDM）将在他们的封装方案中淘汰引线键合——很可能从32
nm节点开始。”
最近，倒装芯片领域其他的里程碑还包括倒装芯片的“凸点工艺”，或者说焊料沉积可选范围的发展。90年代中期，像300
mm这样的大尺寸晶圆驱使IBM和其他厂商从真空蒸发方法转向电镀方法。最近IBM和SUSS
MicroTec（德国慕尼黑）共同开发并商业化了IBM的下一代无铅半导体封装技术，也就是可控塌陷芯片连接新工艺（C4NP），目前已进入量产。O’Leary指出，采用C4NP可以在前端就完成预先图形化的焊料球，缩短了工艺流程的时间。可以预先检查焊料凸点，并采用与晶圆级键合类似的技术，一步沉积在晶圆上。这种方法将焊料涂覆的简便性（网版/丝印）和电镀的窄节距能力结合在一起。“C4NP和电镀方法都可以在产品中获得150
糾的C4节距，从而满足硅器件等比例缩减的要求，”O’Leary介绍说。
尽管当初IBM开发倒装芯片技术是为了满足大型计算机市场的要求，但倒装芯片的应用范围已经远远超出了计算机，Amkor（亚利桑那州，Chandler）负责倒装芯片的高级主管Frederick
Hamilton说。“倒装芯片已经进入到计算机、无线通信、网络、电信/数据、汽车和消费类电子（HDTV）市场，”他表示。“但PC仍然是半导体和倒装芯片器件的最大单一用户。”
有意思的是，倒装芯片的平均现场寿命大约为15年——尽管部分产品的设计寿命是5年。Pendse还指出：“考虑到倒装芯片的基本结构，很轻松地就可达到15年的现场寿命。”
关键的技术优势
倒装芯片的主要优势包括可缩减和节省空间，此外还有互连通路更短且电感更低、高I/O密度、返工和自对准能力。对散热管理来说，倒装芯片的性能也很突出。
倒装芯片可以采用面阵列互连，这意味着比四周排列封装更高的I/O密度和更有效的电源供应。“如果需要的话，你可以将电源直接供应到芯片中间位置去。这有很大的优点。对RF和其他一些应用来说，倒装芯片带来的低寄生效应非常重要，”Pendse说。“另一个优点是因为芯片是与基板直接连接的，你就不需要扇出了——这与需要芯片到基板I/O扇出的引线键合不同。它意味着你可以获得尺寸更小的封装。”
仍待解决的技术挑战
随着业界继续降低技术节点，还有很多挑战尚待解决。Hamilton认为，这包括需要改进封装的电学/热学性能、对尺寸缩减的持续需求、更窄的凸点节距，以及更短的上市时间，并且所有这些都需要在更低成本的前提下实现。
“业界还需要解决很多问题，像材料内的空隙、与低k材料兼容的凸点制作方法、低k材料与封装的翘曲相关，而翘曲在薄层和无核多层基板中更加突出，”Hamilton表示。
当年业界从陶瓷基板转换到有机基板时，也出现了很多严重的可靠性问题。Pendse说：“IBM声称，采用陶瓷基板和高铅凸点的倒装芯片封装，在35年的运行时间中达到了零失效。”如果采用有机基板，由基板和芯片CTE失配引起的可靠性问题，以及有机基板自身的性能波动，使得现场失效的可能性大大提升。Pendse还补充：“新的键合结构、新的基板和随之而来的质量波动，以及更高的CTE失配，都是需要解决的巨大挑战。”
其他的挑战还有采用倒装芯片需要密度更高的基板，使得该技术比现行的引线键合技术更贵。Pendse介绍说，部分由于金价的上扬，部分由于互连结构和基板设计的不断创新，目前价格因素的差异已经不那么显著了。但随着倒装芯片在更宽的产品范围得到接受，例如消费类电子产品，价格问题仍将是倒装芯片技术的一个挑战。
根据Brofman和O’Leary介绍，其他方面的挑战还包括采用新型和改进的硅介电材料后，硅变得更加易碎，与此同时工业界还在关注超高互连密度的倒装芯片阵列。芯片-封装相互作用（CPI）——有限的可靠性、更高带宽和更高密度——使得各方需要共同协作来解决这些问题。这也是为什么2008年在纽约州宣布建立一个封装研发中心，以解决关键的倒装芯片可靠性挑战。一个例子是电迁移，由于电流密度过高引起导体中金属原子的渐进流失，这将可能是窄节距C4面对的最大问题。
Brofman和O’Leary都认为，倒装芯片下一步的演进方向是芯片在插入层或者叠层芯片上的3-D集成。他们还指出，带有穿透硅通孔（TSV）的芯片和晶圆减薄，以及超窄节距（50
糾）的新型Cu/Cu和铜柱互连都在开发中。此外为了满足先进微处理器日益增长的功率密度要求，他们相信，叠层芯片方法将会在散热管理上带来很大挑战。
Brofman还介绍说，封装技术还持续地推动着材料科学与技术的发展。尽管他也认为碳纳米管（CNT）互连还需要一些年的时间，但在近期，很可能采用纳米材料作为芯片下填充料、导热材料和多层复合基板的填充物。
Brofman还指出，在材料沉积领域也有一些新趋势出现。“除了C4NP，在形成倒装芯片互连时，还可以采用传统BGA所使用的‘下投焊球’的方法。”
那么无铅的趋势呢？目前倒装芯片模块仍受到欧盟《限制使用有害物质条例》（RoHS）的豁免，并很可能会延续到2014年。“一般的观点是如果使用无铅材料制作凸点，将会遇到大量的可靠性问题，”Pendse介绍说。“即便硅进展到40
nm或更低节点，由于硅本身变得更脆，以及无铅焊料本身更硬，这一问题将会更难解决。”工业界正在尝试不同的凸点材料和方案，使互连变得更加柔顺。
由于全世界范围内电子产品的“绿色化”，长期来看，都会转向无铅的芯片互连，因此更多的倒装芯片用户将会采用无铅模块，这不仅仅是来自于法规的要求，也更是未来含铅模块能否进入市场的不确定性所驱使的，O’Leary介绍说。“多芯片模块，特别是两芯片模块，已经比三年前更受欢迎。由于对电性能的追求，将会更多考虑更薄的基板核（0.4mm或更薄）和/或无核有机倒装芯片基板，”他说。“除了3-D集成在性价比上的提高外，像晶圆级芯片尺寸封装所使用的晶圆级工艺技术也备受关注。”
Pendse预测，未来两年内倒装芯片领域的另一个趋势是不断渗透那些现在还较空白的领域——像音频/视频、录像机、相机、MP3播放器、数字电视等这样的消费类电子产品，可以受益于倒装芯片出色的RF性能和可微缩能力。
用户也在探索低成本倒装芯片基板。“工业界一直在寻找可以有效布线以及芯片到基板互连的新设计方法，”Hamilton说。“目前正在研究的一种方法是用激光烧蚀将信号图案写到介电层，之后进行金属化。”
在薄核基板方面，工业界将进入45nm及以下技术节点，芯片上晶体管的数目将会增加，开关速度也会提高，开关电压将会降低，并且需要更短的信号通路降低寄生效应，Hamilton表示。“为了满足这些需求，我们已经看到，目前标准的高性能倒装芯片基板的核厚是800糾，业界已经开始向600糾或400糾前进。随着核厚度的降低，我们面临更多的基板和封装翘曲的风险，其共面性将会挑战当前工业界已经接受的标准。对更薄核以及无核基板的需求已经到来，为了战胜这些风险和挑战，封装厂、基板供应商和组装材料制造商已经开始共同协作努力。”
无核基板可以进一步提高倒装芯片封装的电学性能。无核基板中可以采用任一层作为电源或地，并可以在一层内完成所有的输入端布线，在另一层完成所有的输出端布线。这种基板还给芯片设计人员带来极大的灵活性。
另一个趋势是芯片顶部裸露、模塑的大尺寸高性能倒装芯片。“模塑倒装芯片方案的优势在于可以支持薄核和无核方案，这样就可以达到甚至超越工业界对共面性的要求，”Hamilton说。模塑封装方案可以增进散热性能，使芯片可以与外部的散热部件通过一层热界面材料直接接触。这也是现有高性能单一或两芯片封盖方案的一个低成本替代方案，并提高了BGA焊料连接的可靠性。
最后但仍很重要、并值得讨论的是铜焊柱。“采用焊料凸点倒装芯片封装方案进行器件微缩，同时会增加由于非常接近的相邻凸点导致的严重的电迁移风险，”Hamilton解释说。“这样情况下，铜焊柱凸点可以降低这种风险，并可得到比当今的焊料凸点更窄的引脚间距。”其他优点还包括比焊料凸点更小的芯片/基板缝隙，并可降低阿尔法粒子。
持续发展和最终的替代方案？
图3. TSV可能最终会取代倒装芯片。（来源：IBM）
那么从现在开始倒装芯片技术会向哪个方向变迁？Pendse介绍说，他期待未来的互连技术会有所不同。“起初，采用微凸点的TSV互连将会促进倒装芯片的使用，它们与倒装芯片不同，但是在同一阵营，”他说。“继续前进的话，可能会出现更好的芯片键合技术。之后TSV本身可能会被看作是一种互连。倒装芯片可能逐渐被其他方法所取代。”一种可能是将TSV作为互连（图3），另一种可能是扇出型晶圆级封装（FOWLP），也被称为“先芯片封装（chips-first
packaging）”。
Hamilton还指出，倒装芯片也是下一代3-D
IC架构的关键互连技术。“互连和封装技术的寿命周期非常长，”他说。“到现在，即便倒装芯片应用和技术已经发展得非常迅速了，还有大量的DIP（通孔互连）封装存在。”
Brofman认为铜/铜键合或铜钉头/凸点的潜力非常大，特别是在3-D集成领域，可能会取代倒装芯片传统的焊料沉积方法。“一些IDM也在开发小尺寸、低I/O、先芯片封装技术，并且在低端倒装芯片模块方面显示出良好的前景，”他补充说。
现在中芯以咬住28nm看着14nm忘记20nm规划的技术路线图能否如愿，5年后的2020年能否发挥出14nm的后发优势就比较关键了...