当前位置:文档之家› 常用LED芯片衬底材料选用比较

常用LED芯片衬底材料选用比较

常用LED芯片衬底材料选用比较
常用LED芯片衬底材料选用比较

常用LED芯片衬底材料选用比较

对于制作LED芯片来说,衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底,需要根据设备和LED产品器件的要求进行选择。目前市面上一般有三种材料可作为衬底:

1. 蓝宝石(Al2O3)

2. 硅 (Si)

3. 碳化硅(SiC)

一、蓝宝石衬底

通常,GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点:首先,蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好;其次,蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中;最后,蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗。因此,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图1示例了使用蓝宝石衬底做成的LED芯片。

图1 蓝宝石作为衬底的LED芯片

使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题,例如晶格失配和热应力失配,这会在外延层中产生大量缺陷,同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石是一种绝缘体,常温下的电阻率大于1011Ω·cm,在这种情况下无法制作垂直结构的器件;通常只在外延层上表面

制作n型和p型电极(如图1所示)。在上表面制作两个电极,造成了有效发光面积减少,同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程,结果使材料利用率降低、成本增加。由于P 型GaN掺杂困难,当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的方法,使电流扩散,以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约30%~40%的光,同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀,因此在刻蚀过程中需要较好的设备,这将会增加生产成本。

蓝宝石的硬度非常高,在自然材料中其硬度仅次于金刚石,但是在LED产品器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。

蓝宝石的导热性能不是很好(在100℃约为25W/(m·K))。因此在使用LED器件时,会传导出大量的热量;特别是对面积较大的大功率器件,导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难,很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上,从而改善导热和导电性能。

二、硅衬底

目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式,分别是L

接触(Laterial-contact ,水平接触)和 V接触(Vertical-contact,垂直接触),以下简称为L型电极和V型电极。通过这两种接触方式,LED芯片内部的电流可以是横向流动的,也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动,因此增大了LED的发光面积,从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体,所以器件的导热性能可以明显改善,从而延长了器件的寿命。

三、碳化硅衬底

碳化硅衬底(美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底)的LED芯片电极是L型电极,电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好,有利于做成面积较大的大功率器件。采用碳化硅衬底的LED芯片如图2所示。

广西LED·广西LED论坛·广西LED照明·广西LED显示·广西LED网

图2 采用蓝宝石衬底与碳化硅衬底的LED芯片碳化硅衬底的导热性能(碳化硅的导热系数为490W/(m·K))要比蓝宝石衬底高出10倍以上。蓝宝石本身是热的不良导体,

并且在制作器件时底部需要使用银胶固晶,这种银胶的传热性能也很差。使用碳化硅衬底的芯片电极为L型,两个电极分布在器件的表面和底部,所产生的热量可以通过电极直接导出;同时这种衬底不需要电流扩散层,因此光不会被电流扩散层的材料吸收,这样又提高了出光效率。但是相对于蓝宝石衬底而言,碳化硅制造成本较高,实现其商业化还需要降低相应的成本。

四、三种衬底的性能比较

前面的内容介绍的就是制作LED芯片常用的三种衬底材料。这三种衬底材料的综合性能比较可参见表1。

广西LED·广西LED论坛·广西LED照明·广西LED显示·广西LED网

除了以上三种常用的衬底材料之外,还有GaAS、AlN、ZnO等材料也可作为衬底,通常根据设计的需要选择使用。

五、衬底材料的评价

1.衬底与外延膜的结构匹配:外延材料与衬底材料的晶体结构相同或相近、晶格常数失配小、结晶性能好、缺陷密度低;

2.衬底与外延膜的热膨胀系数匹配:热膨胀系数的匹配非常重要,外延膜与衬底材料在热膨胀系数上相差过大不仅可能使外延膜质量下降,还会在器件工作过程中,由于发热而造成器件的损坏;

3.衬底与外延膜的化学稳定性匹配:衬底材料要有好的化学稳定性,在外延生长的温度和气氛中不易分解和腐蚀,不能因为与外延膜的化学反应使外延膜质量下降;

4.材料制备的难易程度及成本的高低:考虑到产业化发展的需要,衬底材料的制备要求简洁,成本不宜很高。衬底尺寸一般不小于2英寸。

当前用于GaN基LED的衬底材料比较多,但是能用于商品化的衬底目前只有两种,即蓝宝石和碳化硅衬底。其它诸如GaN、Si、ZnO衬底还处于研发阶段,离产业化还有一段距离。

。蓝宝石(Al2O3),硅 (Si),碳化硅(SiC)LED衬底材料的选用比较)

?1、蓝宝石(Al2O3),硅(Si),碳化硅(SiC)LED衬底材料的选用 比较 ?通常,GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。 ?蓝宝石衬底有许多的优点: 首先,蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好; 其次,蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中; 最后,蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗。 因此,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图1示例了使用蓝宝石衬底做成的LED 芯片。 ? 图1 蓝宝石作为衬底的LED芯片[/url] 使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题,例如晶格失配和热应力失配,这会在外延层中产生大量缺陷,同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石是一种绝缘体,常温下的电阻率大于1011Ω·cm,在这种情况下无法制作垂直结构的器件;通常只在外延层上表面制作n型和p型电极(如图1所示)。在上表面制作两个电极,造成了有效发光面积减少,同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程,结果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN掺杂困难,当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的

方法,使电流扩散,以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约30%~40%的光,同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀,因此在刻蚀过程中需要较好的设备,这将会增加生产成本。 蓝宝石的硬度非常高,在自然材料中其硬度仅次于金刚石,但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。 蓝宝石的导热性能不是很好(在100℃约为25W/(m·K))。因此在使用LED器件时,会传导出大量的热量;特别是对面积较大的大功率器件,导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难,很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上,从而改善导热和导电性能。 硅衬底 目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式,分别是L接触(Laterial-contact ,水平接触)和V接触(Vertical-contact,垂直接触),以下简称为L型电极和V型电极。通过这两种接触方式,LED芯片内部的电流可以是横向流动的,也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动,因此增大了LED的发光面积,从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体,所以器件的导热性能可以明显改善,从而延长了器件的寿命。 碳化硅衬底 碳化硅衬底(美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底)的LED芯片电极是L型电极,电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好,有利于做成面积较大的大功率器件。采用碳化硅衬底的LED芯片如图2所示。 图2 采用蓝宝石衬底与碳化硅衬底的LED芯片[/url]

三种LED衬底比较

对于制作LED芯片来说,衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底,需要根据设备和LED器件的要求进行选择。目前市面上一般有三种材料可作为衬底: ·蓝宝石(Al2O3) ·硅 (Si) 碳化硅(SiC)[/url] 蓝宝石衬底 通常,GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点:首先,蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好;其次,蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中;最后,蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗。因此,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图1示例了使用蓝宝石衬底做成的LED芯片。 图1 蓝宝石作为衬底的LED芯片

使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题,例如晶格失配和热应力失配,这会在外延层中产生大量缺陷,同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石是一种绝缘体,常温下的电阻率大于1011Ω·cm,在这种情况下无法制作垂直结构的器件;通常只在外延层上表面制作n型和p型电极(如图1所示)。在上表面制作两个电极,造成了有效发光面积减少,同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程,结果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN掺杂困难,当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的方法,使电流扩散,以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约30%~40%的光,同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀,因此在刻蚀过程中需要较好的设备,这将会增加生产成本。 蓝宝石的硬度非常高,在自然材料中其硬度仅次于金刚石,但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。 蓝宝石的导热性能不是很好(在100℃约为25W/(m·K))。因此在使用LED器件时,会传导出大量的热量;特别是对面积较大的大功率器件,导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难,很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上,从而改善导热和导电性能。 硅衬底 目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式,分别是L接触 (Laterial-contact ,水平接触)和 V接触(Vertical-contact,垂直接触),以下简称为L型电极和V 型电极。通过这两种接触方式,LED芯片内部的电流可以是横向流动的,也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动,因此增大了LED的发光面积,从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体,所以器件的导热性能可以明显改善,从而延长了器件的寿命。 碳化硅衬底 碳化硅衬底(美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底)的LED芯片电极是L型电极,电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好,有利于做成面积较大的大功率器件。采用碳化硅衬底的LED芯片如图2所示。

集成电路封装工艺

集成电路封装工艺 摘要 集成电路封装的目的,在于保护芯片不受或少受外界环境的影响,并为之提供一个发挥集成电路芯片功能的良好环境,以使之稳定,可靠,正常的完成电路功能.但是集成电路芯片封装只能限制而不能提高芯片的功能. 关键词: 电子封装封装类型封装技术器件失效 Integrated Circuit Packaging Process Abstract The purpose of IC package, is to protect the chip from the outside or less environmental impa ct, and provide a functional integrated circuit chip to play a good environment to make it stable an d reliable, the completion of the normal circuit functions. However, IC chip package and not only restricted to enhance the function of the chip. 引言 电子封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。它是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序,是器件到系统的桥梁。封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大的影响。按目前国际上流行的看法认为,在微电子器件的总体成本中,设计占了三分之一,芯片生产占了三分之一,而封装和测试也占了三分之一,真可谓三分天下有其一。封装研究在全球范围的发展是如此迅猛,而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的;封装所涉及的问题之多之广,也是其它许多领域中少见的,它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力,是一门综合性非常强的新型高科技学科。 1.电子封装 什么是电子封装(electronic packaging)? 封装最初的定义是:保护电路芯片免受周围环境的影响(包括物理、化学的影响)。所以,在最初的微电子封装中,是用金属罐(metal can) 作为外壳,用与外界完全隔离的、气密的方法,来保护脆弱的电子元件。但是,随着集成电路技术的发展,尤其是芯片钝化层技术的不断改进,封装的功能也在慢慢异化。通常认为,封装主要有四大功能,即功率分配、信号分配、散热及包装保护,它的作用是从集成电路器件到系统之间的连接,包括电学连接和物理连接。目前,集成电路芯片的I/O线越来越多,它们的电源供应和信号传送都是要通过封装来实现与系统的连接;芯片的速度越来越快,功率也越来越大,使得芯片的散热问题日趋严重;由于芯片钝化层质量的提高,封装用以保护电路功能的作用其重要性正在下降。 2.部分封装的介绍 金属封装是半导体器件封装的最原始的形式,它将分立器件或集成电路置于一个金属容器中,用镍作封盖并镀上金。金属圆形外壳采用由可伐合金材料冲制成的金属底座,借助封接玻璃,在氮气保护气氛下将可伐合金引线按照规定的布线方式熔装在金属底座上,经过引线端头的切平和磨光后,再镀镍、金等惰性金属给与保护。在底座中心进行芯片安装和在

LED半导体照明衬底类型及其测量技术

LED半导体照明衬底类型及其测量技术 自上世纪90年代初中村修二发明高亮度蓝光LED以来,基于GaN基蓝光LED和黄色荧光粉组合发出白光方式的半导体照明技术在世界范围内得到了广泛关注和快速发展。迄今为止,商品化白光LED的光效已经超过150 lm/W,而实验室水平已经超过了200 lm/W,远远高于传统白炽灯(15 lm/W)和荧光灯(80 lm/W)的水平。从市场看,LED已经广泛应用于显示屏、液晶背光源、交通指示灯、室外照明等领域,并已经开始向室内照明、汽车灯、舞台灯光、特种照明等市场渗透,未来有望全面替换传统光源。 半导体照明光源的质量和LED芯片的质量息息相关。进一步提高LED的光效(尤其是大功率工作下的光效)、可靠性、寿命是LED材料和芯片技术发展的目标。 LED半导体衬底分类 (1)图形衬底 衬底是支撑外延薄膜的基底,由于缺乏同质衬底,GaN基LED一般生长在蓝宝石、SiC、Si等异质衬底之上。发展至今,蓝宝石已经成为性价比最高的衬底,使用最为广泛。由于GaN的折射率比蓝宝石高,为了减少从LED出射的光在衬底界面的全发射,目前正装芯片一般都在图形衬底上进行材料外延以提高光的散射。常见的图形衬底图案一般是按六边形密排的尺寸为微米量级的圆锥阵列,可以将LED的光提取效率提高至60%以上。同时也有研究表明,利用图形衬底并结合一定的生长工艺可以控制GaN中位错的延伸方向从而有效降低GaN 外延层的位错密度。在未来相当一段时间内图形衬底依然是正装芯片采取的主要技术手段。 未来图形衬底的发展方向是向更小的尺寸发展。目前,受限于制作成本,蓝宝石图形衬底一般采用接触式曝光和ICP干法刻蚀的方法进行制作,尺寸只能做到微米量级。如能进一步减小尺寸至和光波长可比拟的百nm量级,则可以进一步提高对光的散射能力。甚至可以做成周期性结构,利用二维光子晶体的物理效应进一步提高光提取效率。纳米图形的制作方法包括电子束曝光、纳米压印、纳米小球自组装等,从成本上考虑,后两者更适合用于衬底的加工制作。 (2)大尺寸衬底 目前,产业界中仍以2英寸蓝宝石衬底为主流,某些国际大厂已经在使用3英寸甚至4英寸衬底,未来有望扩大至6英寸衬底。衬底尺寸的扩大有利于减小外延片的边缘效应,提

芯片的封装认识

芯片的封装认识 一、什么叫封装封装,就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用,而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设?坪椭圃欤 虼怂 侵凉刂匾 摹:饬恳桓鲂酒 庾凹际跸冉 敕竦闹匾 副晔切酒 婊 敕庾懊婊 龋 飧霰戎翟浇咏?1越好。封装时主要考虑的因素: 1、芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1; 2、引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性 能; 3、基于散热的要求,封装越薄越好。封装主要分为DIP双列直插和SMD贴 片封装两种。从结构方面,封装经历了最早期的晶体管TO(如TO-89、TO92)封装发展到了双列直插封装,随后由PHILIP公司开发出了SOP小外型封装,以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。从材料介质方面,包括金属、陶瓷、塑料、塑料,目前很多高强度工作条件需求的电路如军工和宇航级别仍有大量的金属封装。封装大致经过了如下发展进程:结构方面:TO->DIP->PLCC-> QFP->BGA ->CSP;材料方面:金属、陶瓷->陶瓷、塑料->塑料;引脚形状:长引线直插->短引线或无引线贴装->球状凸点;装配方式:通孔插装->表面组装->直接安装 二、具体的封装形式 1、SOP/SOIC封装SOP是英文Small Outline Package 的缩写,即小外 形封装。SOP封装技术由1968~1969年菲利浦公司开发成功,以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。 2、DIP封装DIP是英文Double In-line Package的缩写,即双列直插式封 装。插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP 是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。 3、PLCC封装PLCC是英文Plastic Leaded Chip Carrier 的缩写,即塑封 J引线芯片封装。PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,

LED衬底分类

LED衬底分类 日亚化学采用蓝宝石衬底,Cree公司采用炭化硅(SiC)衬底,旭明公司采用铜衬底,在此基础上生长氮化镓外延片。 铜、炭化硅材料衬底导电,而蓝宝石衬底不导电,因此制作LED 二极管的结构就有了不同。 导热性能上铜导热好于炭化硅(SiC),炭化硅(SiC)导热性能好于蓝宝石,而LED的使用寿命与发光亮度是与LED的温度密切相关的,温度越高寿命与发光亮度越低,因此具有铜衬底的LED产品在寿命与发光亮度要好于炭化硅(SiC)与蓝宝石衬底。 [提要] 863项目验收专家组如此评价硅衬底技术:该技术打破了目前日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国Cree公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的局面,形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的局面。目前,世界范围内LED芯片有三大技术路线:日本专利垄断的蓝宝石衬底技术,美国专利垄断的碳化硅衬底技术,我国具有自主知识产权的硅衬底技术。

编者按:加快培育和发展以重大技术突破、重大发展需求为基础的战略性新兴产业,对于推进产业结构升级和经济发展方式转变,提升我国自主发展能力和国际竞争力,促进经济社会可持续发展,具有重要意义。 作为战略性新兴产业,LED方兴未艾。在日美垄断LED芯片核心技术的格局下,南昌市的企业抱团攻坚,开创了全球LED芯片的第三条技术路线,并迅速实现产业化。在技术手段日新月异,在产业竞争残酷激烈的全球化格局下,拥有核心技术和主导性的行业标准,是制胜的关键。但是,新技术要成为新产业,不可能一蹴而就。 日前召开的国务院常务会议提出,必须坚持发挥市场基础性作用与政府引导推动相结合,科技创新与实现产业化相结合,以企业为主体推进产学研结合,把战略性新兴产业培育成为国民经济的先导产业和支柱产业。这,也是我们解剖南昌LED产业这一“麻雀”的意义所在。 “硅基发光,中国创造”、“自主创新,光明万里”――这是科技部部长万钢给江西南昌一家企业的题词。 在日美垄断LED芯片核心技术的格局下,2008年,位于江西省南昌市高新开发区的晶能光电有限公司在氮化镓基半导体发光材料领域创造性地发展出第三条技术路线,成为唯一具有“硅衬底发光二极管”自主知识产权的LED生产企业,备受各方关注。 LED光源是低压微电子产品,也是新兴的数字信息化产品。“中国创造”的硅基发光,能否后来居上主导世界LED光源产业? 全球70%以上LED应用产品加工制造都在中国完成,但核心技术被日美掌控 LED从上世纪90年代走出日本的实验室,在全球迅速产业化,并摧枯拉朽般地颠覆传统光电产业。LED背光技术进入显示屏领域的短短数年间,跨国企业生产的笔记本电脑、手机,其显示屏100%是LED。

集成电路封装概述

集成电路封装概述 半导体器件有许多封装型式,从DIP、SOP、QPF、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进,这些都是前人根据当时的组装技术和市场需求而研制的。总体说来,它大概有三次重大的革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装,极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在上世纪90 年代球型矩正封装的出现,它不但满足了市场高引脚的需求,而且大大地改善了半导体器件的性能;晶片级封装、系统封装、芯片级封装是现在第三次革新的产物,其目的就是将封装减到最小。每一种封装都有其独特的地方,即其优点和不足之处,而所用的封装材料,封装设备,封装技术 根据其需要而有所不同。驱动半导体封装形式不断发展的动力是其价格和性能。电子产品是由半导体器件(集成电路和分立器件)、印刷线路板、导线、整机框架、外壳及显示等部分组成,其中集成电路是用来处理和控制信号,分立器件通常是信号放大,印刷线路板和导线是用来连接信号,整机框架外壳是起支撑和保护作用,显示部分是作为与人沟通的接口。所以说半导体器件是电子产品的主要和重要组成部分,在电子工业有“ 工业之米”的美称。 半导体组装技术(Assembly technology)的提高主要体现在它的封装型式(Package)不断发展。通常所指的组装(Assembly)可定义为:利用膜技术及微细连接技术将半导体芯片(chip)和框架(Lead-Frame)或基板(Substrate)或塑料薄片(Film)或印刷线路板中的导体部分连接以便引出接线引脚,并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺技术。它具有电路连接,物理支撑和保护,外场屏蔽,应力缓冲,散热,尺寸过度和标准化的作用。从三极管时代的插入式封装以及20世纪80年代的表面贴装式封装,发展到现在的模块封装,系统封装等等,前人已经研究出很多封装形式,每一种新封装形式都有可能要用到新材料,新工艺或新设备。封装的作用包括:1.物理保护。2.电器连接。3.标准规格化。 封装的分类: 1.根据材料分类,根据所用的材料来划分半导体器件封装形式有金属封装、陶瓷封装、金属-陶瓷封装和塑料封装。 2. 根据密封性分类,按封装密封性方式可分为气密性封装和树脂封装两类。 3. 根据外形、尺寸、结构分类,按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装。 SiP(system in a package,封装内系统,或称系统封装)是指将不同种类的元件,通过不同技术,混载于同一封装之内,由此构成系统集成封装形式。该定义是经过不断演变,逐渐形成的,开始是在单芯片封装中加入无源元件,再到单个封装中加入多个芯片、叠层芯片以及无源器件,最后封装构成一个体系,即SiP。该定义还包括,SiP应以功能块亚系统形式做成制品,即应具备亚系统的所有组成部分和功能。 微电子封装对集成电路(IC)产品的体积、性能、可靠性质量、成本等都有重要影响,IC 成本的40%是用于封装的,而IC失效率中超过25%的失效因素源自封装。实际上,封装已成为研发高性能电子系统的关键环节及制约因素,全球领先的整合器件制造商IDM在高密度、高可靠封装技术方面秣马厉兵,封装被列入重点研发计划正处于如火如茶之中。另外,支持发展速度的硅IC应用所需的无源元件的用量也越来越大,其典

集成电路封装知识

集成电路封装知识 典子封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。它是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序,是器件到系统的桥梁。封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大的影响。按目前国际上流行的看法认为,在微电子器件的总体成本中,设计占了三分之一,芯片生产占了三分之一,而封装和测试也占了三分之一,真可谓三分天下有其一。封装研究在全球范围的发展是如此迅猛,而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的;封装所涉及的问题之多之广,也是其它许多领域中少见的,它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力,是一门综合性非常强的新型高科技学科。 集成电路封装知识 典子封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。它是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序,是器件到系统的桥梁。封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大的影响。按目前国际上流行的看法认为,在微电子器件的总体成本中,设计占了三分之一,芯片生产占了三分之一,而封装和测试也占了三分之一,真可谓三分天下有其一。封装研究在全球范围的发展是如此迅猛,而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的;封装所涉及的问题之多之广,也是其它许多领域中少见的,它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力,是一门综合性非常强的新型高科技学科。 什么是电子封装(electronic packaging)? 封装最初的定义是:保护电路芯片免受周围环境的影响(包括物理、化学的影响)。所以,在最初的微电子封装中,是用金属罐(metal can) 作为外壳,用与外界完全隔离的、气密的方法,来保护脆弱的电子元件。但是,随着集成电路技术的发展,尤其是芯片钝化层技术的不断改进,封装的功能也在慢慢异化。通常认为,封装主要有四大功能,即功率分配、信号分配、散热及包装保护,它的作用是从集成电路器件到系统之间的连接,包括电学连接和物理连接。目前,集成电路芯片的I/O线越来越多,它们的电源供应和信号传送都是要通过封装来实现与系统的连接;芯片的速度越来越快,功率也越来越大,使得芯片的散热问题日趋严重;由于芯片钝化层质量的提高,封装用以保护电路功能的作用其重要性正在下降。电子封装的类型也很复杂。从使用的包装材料来分,我们可以 将封装划分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装;从成型工艺来分,我们又可以将封装划分为预成型封装(p re-mold)和后成型封装(post-mold);至于从封装外型来讲,则有SIP(single in-line pack age)、DIP(dual in-line package)、PLCC(plastic-leaded chip carrier)、PQFP(p lastic quad flat pack)、SOP(small-outline package)、TSOP(thin small-outline package)、PPGA(plastic pin grid array)、PBGA(plastic ball grid array)、CS

LED碳化硅衬底基础概要

LED碳化硅衬底基础概要 碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑 (生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。碳化硅主 要分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显 微硬度为2840~3320kg/mm2。其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅 石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机 械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料, 添加食盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之 间,机械强度高于刚玉。 碳化硅的硬度很大,具有优良的导热和导电性能,高温时能抗氧化。可以 作为磨料,可用来做磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。还可以作为冶金 去氧剂和耐高温材料。碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火 材料、磨料及冶金原料。并且高纯度的单晶,可用于制造半导体、制造碳化硅 纤维。碳化硅(SiC)由于其独特的物理及电子特性,在一些应用上成为最佳的半 导体材料: 短波长光电元件,高温,抗幅射以及高频大功率元件。主要优势如 下: 1. 宽能级(eV)4H-SiC: 3.26 6H-Sic: 3.03 GaAs: 1.43 Si: 1.12 2. 高热传导率(W/cm?K@RT)4H-SiC: 3.0-3.8 6H-SiC: 3.0-3.8 GaAs: 0.5 Si: 1.5 3. 高击穿电场(V/cm)4H-SiC: 2.2x106 6H-SiC: 2.4x106 GaAs: 3x105 Si: 2.5x105 4. 高饱和电子迁移速度(cm/sec @E 2x105V/cm)4H-SiC: 2.0x107 6H-SiC: 2.0x107 GaAs: 1.0x10 Si: 1.0x107 由于碳化硅的宽能级,以其制成的电子元件可在极高温下工作,可以抵受 的电压或电场八倍于硅或砷化鎵,特别适用于制造高压大功率元件如高压二极

led衬底选用

LED衬底-LED衬底材料选用的比较 关键字:LED衬底,LED衬底材料添加时间:2010-4-19 在LED晶圆(LED外延片)制程方面,不同的衬底材料,需要不同的磊晶(晶圆生长)技术、芯片加工技术和封装技术,LED衬底材料决定了半导体照明技术的发展路线。 LED灯衬底材料的选择主要取决于以下9个方面,衬底的选择要同时满足全部应该有的好特性。所以,目前只能通过外延生长技术的变更和器件加工制程的调整来适应不同衬底上的半导体发光器件的研发 和生产。用于氮化镓研究的衬底材料比较多,但是能用于生产的衬底目前只有二种,即蓝宝石Al2O3 和碳化硅SiC衬底。 如果我们来看LED衬底材料,好的材料应该有的特性如下: 1、结构特性好,晶圆材料与衬底的晶体结构相同或相近、晶格常数失配度小、结晶性能好、缺陷密度小。 2、接口特性好,有利于晶圆料成核且黏附性强。 3、化学稳定性好,在晶圆生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀。 4、热学性能好,包括导热性好和热失配度小。 5、导电性好,能制成上下结构。 6、光学性能好,制作的器件所发出的光被衬底吸收小。 7、机械性能好,器件容易加工,包括减薄、抛光和切割等。 8、价格低廉。 9、大尺寸,一般要求直径不小于2英吋。 一般说来,LED衬底还有哪些呢? 1、氮化镓衬底 用于氮化镓生长的最理想的衬底自然是氮化镓单晶材料,这样可以大大提高晶圆膜的晶体质量,降低位错密度,提高器件工作寿命,提高发光效率,提高器件工作电流密度。可是,制备氮化镓体单晶材料非常困难,到目前为止尚未有行之有效的办法。有研究人员通过HVPE方法在其它衬底(如Al2O3、SiC、LGO)上生长氮化镓厚膜,然后通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜的分离,分离后的氮化镓厚膜可作为外延用的衬底。这样获得的氮化镓厚膜优点非常明显,即以它为衬底外延的氮化镓薄膜的位错密度,比在Al2O3、SiC上外延的氮化镓薄膜的位错密度要明显低;但价格昂贵。因而氮化镓厚膜作为半导体照明的衬底之用受到限制。 2、Al2O3衬底 目前用于氮化镓生长的最普遍的衬底是Al2O3,其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟;不足方面虽然很多,但均一一被克服,如很大的晶格失配被过渡层生长技术所克服,导电性能差通过同侧P、N电极所克服,机械性能差不易切割通过雷射划片所克服,很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂。但是,差的导热性在器件小电流工作下没有暴露出明显不足,却在功率

LED芯片常用衬底材料

LED芯片常用衬底材料选用比较 对于制作LED芯片来说,衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底,需要根据设备和LED器件的要求进行选择。目前市面上一般有三种材料可作为衬底: 1. 蓝宝石(Al2O3) 2. 硅 (Si) 3. 碳化硅(SiC) 蓝宝石衬底 通常,GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点:首先,蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好;其次,蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中;最后,蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗。因此,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图1示例了使用蓝宝石衬底做成的LED芯片。

图1 蓝宝石作为衬底的LED芯片 使用蓝宝石作为衬底也存在一些问题,例如晶格失配和热应力失配,这会在外延层中产生大量缺陷,同时给后续的器件加工工艺造成困难。蓝宝石是一种绝缘体,常温下的电阻率大于1011Ω·cm,在这种情况下无法制作垂直结构的器件;通常只在外延层上表面制作n型和p型电极(如图1所示)。在上表面制作两个电极,造成了有效发光面积减少,同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程,结果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN掺杂困难,当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的方法,使电流扩散,以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约30%~40%的光,同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀,因此在刻蚀过程中需要较好的设备,这将会增加生产成本。

蓝宝石的硬度非常高,在自然材料中其硬度仅次于金刚石,但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。 蓝宝石的导热性能不是很好(在100℃约为25W/(m·K))。因此在使用LED器件时,会传导出大量的热量;特别是对面积较大的大功率器件,导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难,很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上,从而改善导热和导电性能。 硅衬底 目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式,分别是L 接触(Laterial-cONtact ,水平接触)和 V接触(Vertical-contact,垂直接触),以下简称为L型电极和V型电极。通过这两种接触方式,LED芯片内部的电流可以是横向流动的,也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动,因此增大了LED的发光面积,从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体,所以器件的导热性能可以明显改善,从而延长了器件的寿命。 碳化硅衬底 碳化硅衬底(美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底)的LED芯片电极是L型电极,电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好,有利于做成面积较大的大功率器件。采用碳化硅衬底的LED芯片如图2所示。

Si衬底LED芯片制造和封装技术

Si衬底LED芯片制造和封装技术 (2011-10-17 11:52:22) 转载 标签: 杂谈 引言 1993年世界上第一只GaN基蓝色led问世以来,LED制造技术的发展令人瞩目。目前国际上商品化的GaN基LED均是在蓝宝石衬底或SiC衬底上制造的。但蓝宝石由于硬度高、导电性和导热性差等原因,对后期器件加工和应用带来很多不便,SiC同样存在硬度高且成本昂贵的不足之处,而价格相对便宜的si衬底由于有着优良的导热导电性能和成熟的器件加工工艺等优势,因此Si衬底GaN基LED制造技术受到业界的普遍关注。 目前日本日亚公司垄断了蓝宝石衬底上GaN基LED专利技术,美国CREE公司垄断了SiC衬底上GaN基LED专利技术。因此,研发其他衬底上的GaN基LED生产技术成为国际上的一个热点。 1 Si衬底LED芯片制造 1.1 技术路线 在si衬底上生长GaN,制作LED蓝光芯片。 工艺流程:在si衬底上生长AlN缓冲层→生长n型GaN→生长InGaN多量子阱发光层→生长P型AlGaN层→生长p型GaN层→键合带Ag反光层并形成p型欧姆接触电极→剥离衬底并去除缓冲层→制作n型掺si层的欧姆接触电极→合金→钝化→划片→测试→包装。 1.2 主要制造工艺 si衬底GaN基LED芯片结构图见图1。 图1 si衬底GaN基LED芯片结构图 从结构图中看出,si衬底芯片为倒装薄膜结构,从下至上依次为背面Au电极、si基板、粘接金属、金属反射镜(P欧姆电极)、GaN外延层、粗化表面和Au电极。这种结构芯片电流垂直分布,衬底热导率高,可靠性高;发光层背面为金属反射镜,表面有粗化结构,取光效率高。 1.3 关键技术及创新性

半导体集成电路 常见封装缩写解释

半导体集成电路常见封装缩写解释 1. DIP(dual in-line PACkage) 双列直插式封装。插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP 是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。 引脚中心距2.54mm,引脚数从6 到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm 和10.16mm 的封装分别称为skinny DIP 和slim DIP(窄体型DIP)。但多数情况下并不加区分, 只简单地统称为DIP。另外,用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP 也称为Cerdip(见Cerdip)。 BGA是英文Ball Grid Array Package的缩写, 即球栅阵列封装。 SOP小型外引脚封装Small Outline Package J SSOP收缩型小外形封装Shrink Small Outline Package P 与SOP的区别:近似小外形封装,但宽度要比小外形封装更窄,可节省组装面积的新型封装。 2. DIP(dual tape carrier PACkage) 同上。日本电子机械工业会标准对DTCP 的命名(见DTCP)。 QTCP(quad tape carrier PACkage) 四侧引脚带载封装。TCP 封装之一,在绝缘带上形成引脚并从封装四个侧面引出。是利用TAB 技术的薄型封装(见TAB、TCP)。 COB(chip on board) 板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用树脂覆盖以确保可靠性。虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB 和倒片焊技术。 JLCC(J-leaded chip carrier) J 形引脚芯片载体。指带窗口CLCC 和带窗口的陶瓷QFJ 的别称(见CLCC 和QFJ)。部分半导体厂家采用的名称。 QTP(quad tape carrier PACkage) 四侧引脚带载封装。日本电子机械工业会于1993 年4 月对QTCP 所制定的外形规格所用的名称(见TCP)。 SO(small out-line) SOP 的别称。世界上很多半导体厂家都采用此别称。(见SOP)。

LED衬底都有哪些材料

LED衬底材料有哪些种类 对于制作LED芯片来说,衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底,需要根据设备和LED器件的要求进行选择。目前市面上一般有三种材料可作为衬底: ·蓝宝石(Al2O3) ·硅 (Si) ·碳化硅(SiC) 蓝宝石衬底 通常,GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点:首先,蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好;其次,蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中;最后,蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗。因此,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。图1示例了使 用蓝宝石衬底做成的LED 芯片。 使用蓝宝石作为衬底 也存在一些问题,例如晶 格失配和热应力失配,这 会在外延层中产生大量缺 陷,同时给后续的器件加 工工艺造成困难。蓝宝石 是一种绝缘体,常温下的 电阻率大于1011?·cm, 在这种情况下无法制作垂 直结构的器件;通常只在 外延层上表面制作n型 和p型电极(如图1所 示)。在上表面制作两个 电极,造成了有效发光面图1 蓝宝石作为衬底的LED芯片

积减少,同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程,结果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN掺杂困难,当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的方法,使电流扩散,以达到均匀发光的目的。但是金属透明电极一般要吸收约30%~40%的光,同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高,不容易对其进行刻蚀,因此在刻蚀过程中需要较好的设备,这将会增加生产成本。 蓝宝石的硬度非常高,在自然材料中其硬度仅次于金刚石,但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)。添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资。 蓝宝石的导热性能不是很好(在100℃约为25W/(m·K))。因此在使用LED器件时,会传导出大量的热量;特别是对面积较大的大功率器件,导热性能是一个非常重要的考虑因素。为了克服以上困难,很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上,从而改善导热和导电性能。 硅衬底 目前有部分LED芯片采用硅衬底。硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式,分别是L接触(Laterial-contact , 水平接触)和V接触(Vertical-contact,垂直接触),以下简称为L型电极和V型电极。通过这两种接触方式,LED芯片内部的电流可以是横向流动的,也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动,因此增大了LED的发光面积,从而提高了LED的出光效率。因为硅是热的良导体,所以器件的导热性能可以明显改善,从而延长了器件的寿命。 碳化硅衬底 碳化硅衬底(美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底)的LED芯片电极是L型电极,电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好,有利于做成面积较大的大功率器件。采用碳化硅衬底的LED芯片如图2所示。

集成电路芯片封装技术

题型填空20题40分简答7题35分论述2题25分 第一章集成电路芯片封装技术 1.集成电路的工艺流程:设计-单晶材料-芯片制造-封装-检测 2..集成电路芯片狭义封装是指利用(膜技术)及(微细加工技术),将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体结构的工艺。 3.芯片封装所实现的功能:①传递电能,②传递电路信号,③提供散热途径,④结构保护与支持。 4.在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数:性能,尺寸,重量,可靠性和成本目标。 5.集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件(Module)、电路卡工艺(Card)、主电路板(Board)、完整电子产品。 封装工程的技术的技术层次?第一层次,又称为芯片层次的封装,是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定、电路连线与封装保护的工艺,使之成为易于取放输送,并可与下一层次的组装进行连接的模块元件。第二层次,将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电子卡的工艺。第三层次,将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部件或子系统的工艺。第四层次,将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程。 6.封装的分类,按照封装中组合集成电路芯片的数目,芯片封装可分为:单芯片封装与多芯片封装两大类,按照密封的材料区分,可分为高分子材料和陶瓷为主的种类,按照器件与电路板互连方式,封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。依据引脚分布形态区分,封装元器件有单边引脚,双边引脚,四边引脚,底部引脚四种。 7.芯片封装所使用的材料有金属陶瓷玻璃高分子材料 8.集成电路的发展方向主要表现在以下几个方面?1芯片尺寸变得越来越大2工作频率越来越高3发热量日趋增大4引脚越来越多 对封装的要求,1小型化2适应高发热3集成度提高,同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性(在书12-13页,论述题要适当扩充) 第二章封装工艺流程 1.封装工艺流程一般可以分为两个部分,成型技术之前的工艺步骤称为前段操作,在成型之后的工艺步骤称为后段操作,前后段操作的区分标准在于对环境洁净度的要求不同 2.芯片封装技术的基本工艺流程硅片减薄硅片切割芯片贴装,芯片互联成型技术去飞边毛刺切筋成型上焊锡打码等工序 3.先划片后减薄:在背面磨削之前将硅片正面切割出一定深度的切口,然后再进行背面磨削。 4.减薄划片:在减薄之前,先用机械或化学的方式切割处切口,然后用磨削方法减薄到一定厚度之后采用ADPE腐蚀技术去除掉剩余加工量实现裸芯片的自动分离。 5.芯片贴装的方式四种:共晶粘贴法,焊接粘贴法,导电胶粘贴法,和玻璃胶粘贴法。 6. 芯片互连:将芯片焊区与电子封装外壳的I/O或基板上的金属布线焊区相连

集成电路芯片封装

第一章集成电路芯片封装概述 (P1)封装概念:狭义:利用膜技术及微细加工技术,将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体 立体结构的工艺。 广义:将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确保整 个系统综合性能的工程。 (P3)芯片封装实现的功能:1、传递功能2、传递电路信号3、提供散热途径4、结构保护与支持 (P4)封装工程的技术层次 封装工程始于集成电路芯片制成之后,包括集成电路芯片的粘贴固定、互连、封装、密封保护、与电路板的连接、系统组合,直到最终产品完成之前的所有过程。 第一层次:又称为芯片层次的封装,是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定、电路连线与封装保护的工艺,使之成为易于取放输送,并可与下 一层次组装进行连接的模块(组件)元件。 第二层次:将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电路卡的工艺。 第三层次:将数个第二层次完成的封装组装的电路卡组合成在一个主电路板上使之成为一个部件或子系统的工艺。 第四层次:将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程。 在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺也称为零级层次的封装,因此封装工程也可以用五个层次区分。 (P5)封装的分类:1、按封装集成电路芯片的数目:单芯片封装(SCP)和多芯片封装(MCP) 2、按密封材料区分:高分子材料(塑料)和陶瓷 3、按器件与电路板互连方式:引脚插入型(PTH)和表面贴装型(SMT) 4、按引脚分布形态:单边引脚、双边引脚、四边引脚和底部引脚 SMT器件有L型、J型、I型的金属引脚。 SIP:单列式封装SQP:小型化封装MCP:金属鑵式封装 DIP:双列式封装CSP:芯片尺寸封装QFP:四边扁平封装 PGA:点阵式封装BGA:球栅阵列式封装LCCC:无引线陶瓷芯片载体 第二章封装工艺流程 (P19)封装流程一般分为两个部分:用塑料封装(固封)之前的工艺步骤称为前段操作,在成型之后的工艺步骤称为后段操作。 塑料封装的成型技术:转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术 芯片封装技术的基本工艺流程:硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成型、上焊锡、打码等技术。 (P20)减薄后的芯片有如下优点:1、薄的芯片更有利于散热;2、减小芯片封装体积;3、提高机械性能、硅片减薄、其柔韧性越好,受外力冲击引起的应力也越小;4、晶片的厚度越薄,元件之间的连线也越短,元件导通电阻将越低,信号延迟时间越短,从而实现更高的性能;5、减轻划片加工量减薄以后再切割,可以减小划片加工量,降低芯片崩片的发生率。芯片切割技术减薄:先减薄---切割----裂片(热膨胀、机械) 先划片后减薄(DBG) 减薄划片(DBT) 贴装的方式:共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法、玻璃胶粘贴法。 共晶粘贴法:利用金-硅合金(一般是69%Au,31%的Si),363度时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档