电子系统集成三个层次的详细分析

一、芯片上的集成

芯片上的集成是电子系统集成的基础层次。其基本单元是晶体管（Transistor），被称作功能细胞（FunctionCell）。大量的晶体管集成在一起形成了芯片。在这个层次中，晶体管是不可再分的最小功能单位，而功能细胞的数量也成为系统先进性的重要标志。为了集成更多的功能细胞，晶体管的尺寸不断缩小。例如现代芯片技术不断追求更小的晶体管制程，这有助于在芯片上集成更多功能，从而提升芯片的性能，像提高运算速度、增加存储容量等。芯片上的集成是构建更复杂电子系统的基石，后续的封装内集成和PCB板级集成都依赖于芯片上集成所提供的功能单元。这一层次主要涉及芯片内部的电路设计、制造工艺等技术，是一个高度专业化和技术密集型的领域，需要考虑晶体管的性能、布局、相互连接关系等众多因素，以确保芯片能够正常工作并实现预期的功能。

二、封装内的集成

1. 基本单元与形成的结构 封装内集成的基本单元是裸芯片或者小芯片（Chiplet），被称之为功能单元（FunctionUnit）。这些功能单元在封装内集成形成了系统级封装（SiP）。在这个过程中，芯片整体作为一个器件模型参与集成，而封装中的互连线、平面层、RLC（电阻、电感、电容）等被视为互连模型。封装的设计需要考虑如何将这些功能单元有效地连接在一起，以实现特定的功能和性能要求。

2. 与芯片集成的关系 它是在芯片上集成的基础上进行的。芯片作为一个相对完整的功能单元进入封装环节，封装的作用是对芯片进行保护、提供电气连接和物理支撑等。封装技术的发展也在不断演进，例如从传统封装发展到先进封装，先进封装能够在更小的封装尺寸内实现更多功能单元的集成，提高系统的集成度和性能。同时，封装内集成还需要考虑与芯片之间的数据传输、信号完整性等问题，以确保芯片的功能能够在封装后的系统中正常发挥。

三、PCB板级集成

1. 基本单元与形成的系统 PCB板级集成的基本单元是上一步完成的封装或SiP，被称之为微系统（MicroSystem）。这些微系统在PCB上集成为尺度更大的系统。到了PCB这一层次，电子系统的功能已经比较完备，尺度也已经放大到适合人类操控的地步，再加上其他的部件，就构成了人们日常使用的系统，例如手机或电脑。在PCB板级集成中，需要考虑各个微系统在PCB板上的布局、布线，以实现不同微系统之间的电气连接、信号传输、电源分配等功能。

2. 设计与制造要点 在PCB的原理图和版图设计中，主要的任务是进行正确的互连。原理图根据器件的功能对其逻辑互连关系进行定义，并传递到版图，版图依此对物理互连分层绘制，并通过过孔或者硅通孔（TSV）将各层连接起来。这一层次的集成需要考虑的因素众多，包括电磁兼容性（EMC）、信号完整性、散热等。例如，不合理的布线可能会导致信号干扰，影响系统的性能；散热设计不好可能会使电子元件过热，影响系统的稳定性和寿命。

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芯片封装清洗剂选择：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

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