微电子器件封装第1章
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《微电子封装技术》实验指导书适用专业:微电子制造工程桂林电子科技大学目录实验一BGA返修实验 (1)实验二引线键合实验 (11)1实验一 BGA返修实验一、 实验目的和意义1.实验目的①通过实验使学生进一步地了解BGA CSP/QFP的检测与返修的工艺流程。
②掌握现有返修台和AOI(自动光学检测仪)的结构原理、使用性能和操作方法。
③通过实验使学生对BGA CSP/QFP的检测与返技术有更深一层了解。
2.实验的意义随着BGA封装器件的出现并大量进入市场,针对高封装密度、焊点不可见等特点,电子制造厂商要控制BGAs的焊装质量,需充分运用高科技工具和手段,通过使用新的工艺方法,采用与之相适应、相匹配的检测手段,进一步提高BGAs的焊装质量的检测技术水平。
只有这样,生产过程中的质量问题才能得到控制。
同时,把在检测过程中反映出来的问题反馈直接到生产工艺中去加以解决,将会大大地减少返修工作量。
学生通过实验,进一步地了解、掌握BGAs的焊装质量检测技术,为今后工作打下良好基础。
二、 实验内容和要求1.掌握IR550A型返修台的基本组成。
2.了解并掌握BGA CSP/QFP返修工艺技术的内容及其特点。
3.了解并熟悉现有仪器设备的工作原理及其使用性能和操作方法。
4.了解并掌握在实际生产中,成品电路板(PCP)常见的问题。
5.了解BGA焊球植球的工艺流程。
6.了解BGA焊后如何进行质量检测。
三、 实验仪器与设备1、IR550A型的返修台 1台2、AOI-X-Ray-SCOPE 1台3、PCB板 若干块4、BGA芯片 若干颗5、锡求模具 1套6、吸锡带 1卷7、免清洗的助焊膏 1支8、植球专用镊子 1把四、仪器设备的原理和特点本实验室目前现有的返修台是由德国埃莎公司生产的IR550A型的红外返修台。
在80年代后期的相当一段时期内,大多数红外回流焊设备都是被热风回流焊设备所替代。
在红外回流焊设备中,其主要功能是对整块电路板进行焊接,由于板子、元器件、引脚等不同颜色对红外辐射的吸收率和反射率是不同的,以致造成电路板上各元器件的热量分布不均匀,焊接质量难予保证,这就是红外辐射加热的色敏现象。
mems器件⽓密封装⼯艺规范(材料参数)MEMS器件⽓密封装⼯艺规范(元件级)华中科技⼤学微系统中⼼1. 引⾔微机电系统(Micro ElectroMechanical System-MEMS),⼜称微系统,以下简称MEMS。
MEMS是融合了硅微加⼯、LIGA 和精密机械加⼯等多种加⼯技术,并应⽤现代信息技术构成的微型系统。
它是在微电⼦技术基础上发展起来的,但⼜区别于微电⼦技术,主要包括感知外界信息(⼒、热、光、磁、⽣物、化学等)的传感器和控制对象的执⾏器,以及进⾏信息处理和控制的电路。
MEMS具有以下⼏个⾮约束的特征:(1)尺⼨在毫⽶到微⽶范围,区别于⼀般宏(Macro),即传统的尺⼨⼤于1cm尺度的“机械”,但并⾮进⼊物理上的微观层次;(2)基于(但不限于)硅微加⼯(Silicon Microfabrication)技术制造;(3)与微电⼦芯⽚类同,在⽆尘室⼤批量、低成本⽣产,使性能价格⽐⽐传统“机械”制造技术⼤幅度提⾼;(4)MEMS中的“机械”不限于狭义的⼒学中的机械,它代表⼀切具有能量转换、传输等功效的效应,包括⼒、热、光、磁,乃⾄化学、⽣物效应;(5)MEMS的⽬标是“微机械”与IC结合的微系统,并向智能化⽅向发展。
MEMS将许多不同种类的技术集成在⼀起,⽬前已在电⼦、信息、⽣物、汽车、国防等各个领域得到⼴泛应⽤,它被称为是继微电⼦技术⾰命之后的第⼆次微技术制造⾰命。
MEMS器件种类很多,有光学MEMS、⽣物MEMS、RFMEMS 等,不同的MEMS其结构和功能相差很⼤,其应⽤环境也⼤不相同,因此使得MEMS技术⾯临着许多挑战。
专家们认为⽬前MEMS技术在⼯业上⾯临的最⼤挑战是制造和封装问题。
封装占整个MEMS器件成本的50~80%。
鉴于MEMS 器件的种类很多,因此,本规范是对MEMS器件封装设计与⼯艺过程的⼀些成熟⽅法进⾏标准化。
2. MEMS器件封装的特点MEMS封装技术是在IC封装技术的基础上提出的,MEMS封装技术源⽤了许多IC封装⼯艺,因此MEMS封装⼯艺中有许多与IC 封装兼容的⼯艺。
微电子器件的封装与封装技术微电子器件的封装是指将微电子器件通过一系列工艺及材料封装在某种外部介质中,以保护器件本身并方便其连接到外部环境的过程。
封装技术在微电子领域中具有重要的地位,它直接影响着器件的性能、可靠性和应用范围。
本文将对微电子器件的封装和封装技术进行探讨。
一、封装的意义及要求1. 保护器件:封装能够起到保护微电子器件的作用,对器件进行物理、化学及环境的保护,防止外界的机械损伤、湿度、温度、辐射等因素对器件产生不良影响。
2. 提供电子连接:封装器件提供了电子连接的接口,使得微电子器件能够方便地与外部电路连接起来,实现信号传输和电力供应。
3. 散热:现如今,微电子器件的集成度越来越高,功耗也相应增加。
封装应能有效散热,防止过热对器件性能的影响,确保其稳定运行。
4. 体积小、重量轻:微电子器件的封装应尽量减小其体积和重量,以满足现代电子设备对紧凑和便携性的要求。
5. 成本低:封装的制造成本应尽量低,以便推广应用。
二、封装技术封装技术是实现上述要求的关键。
根据封装方式的不同,可以将封装技术分为传统封装技术和先进封装技术。
1. 传统封装技术传统封装技术包括包装封装和基板封装。
(1)包装封装:包装封装即将芯片封装在芯片封装物中,如QFN (无引脚压焊封装)、BGA(球栅阵列封装)等。
这种封装技术适用于小尺寸器件,并具有良好的散热性能和低成本的优点。
(2)基板封装:基板封装主要是通过将芯片封装在PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)上来实现。
它有着较高的可靠性和良好的电气连接性,适用于信号速度较慢、功耗较低的器件。
2. 先进封装技术随着微电子技术的发展,需要更加先进的封装技术来满足器件的高集成度、大功率以及快速信号传输等需求。
(1)3D封装技术:3D封装技术是指将多个芯片通过堆叠、缠绕、插口等方式进行组合,以实现更高的器件集成度和性能。
常见的3D封装技术包括TSV(Through-Silicon-Via,通过硅通孔)和芯片堆积技术。
微电子制造和封装技术发展研究【摘要】微电子制造和封装技术在现代社会发展中扮演着重要的角色,为各行各业提供了各种智能设备和解决方案。
本文从现状分析、技术趋势、关键技术探讨、制约因素分析和案例分析等方面对微电子制造和封装技术的发展进行了深入研究。
通过对市场需求和技术创新的分析,揭示了微电子制造和封装技术面临的挑战和机遇。
在本文展望了微电子制造和封装技术的未来发展方向,提出了相关产业发展建议,并展示了未来研究的重点和方向,为推动微电子制造和封装技术的进步和发展提供了有益的参考。
(字数:163)【关键词】微电子制造、封装技术、发展研究、现状分析、技术趋势、关键技术、制约因素、案例分析、未来展望、产业发展、建议、研究方向。
1. 引言1.1 微电子制造和封装技术发展研究微电子制造和封装技术随着科学技术的不断发展,已经逐渐成为现代社会中不可或缺的重要组成部分。
微电子制造技术是现代电子设备制造的基础,它涉及到微小尺寸的器件制造、集成电路设计和制造工艺等方面。
而封装技术则是将制造好的芯片封装在外壳中,以便保护芯片并方便其与外部设备连接和交互。
随着电子产品的不断普及和更新换代,微电子制造和封装技术也在不断进行着技术创新和发展。
现代的微电子制造技术不仅在器件尺寸和性能方面有了重大突破,还在工艺和制造效率上取得了显著进步。
封装技术方面,随着电子设备越来越小型化和智能化,新型的封装材料和技术不断涌现,以满足市场对于功能更强大、体积更小的电子产品的需求。
本文将着重探讨微电子制造和封装技术的发展现状、技术趋势、关键技术探讨、制约因素分析和案例分析,希望通过对这些方面的深入研究,为未来微电子制造和封装技术的发展提供一定的参考和建议。
2. 正文2.1 现状分析微电子制造和封装技术在当今社会发挥着至关重要的作用。
随着信息技术的飞速发展,微电子制造和封装技术也在不断创新和进步。
目前,全球微电子制造和封装技术的发展呈现以下几个主要特点:一、制造工艺不断精细化和集成化。
微电子器件授课教案第一章:微电子器件概述1.1 微电子器件的定义与分类1.2 微电子器件的发展历程1.3 微电子器件的基本原理1.4 微电子器件的应用领域第二章:半导体物理基础2.1 半导体的基本概念2.2 半导体的能带结构2.3 半导体材料的制备与分类2.4 半导体器件的掺杂原理第三章:晶体管器件3.1 晶体管的基本原理3.2 晶体管的结构与类型3.3 晶体管的制备与加工3.4 晶体管的性能参数及应用第四章:集成电路概述4.1 集成电路的基本概念4.2 集成电路的分类与结构4.3 集成电路的制备工艺4.4 集成电路的应用领域第五章:微电子器件的可靠性5.1 微电子器件可靠性的基本概念5.2 微电子器件失效的原因及机制5.3 微电子器件可靠性提升的方法5.4 微电子器件的可靠性测试与评估第六章:二极管器件6.1 二极管的基本原理与结构6.2 二极管的制备与掺杂6.3 二极管的性能参数及测试6.4 二极管的应用领域第七章:场效应晶体管(FET)7.1 FET的基本原理与结构7.2 FET的制备与加工7.3 FET的性能参数及特性曲线7.4 FET的应用领域及发展趋势第八章:双极型晶体管(BJT)8.1 BJT的基本原理与结构8.2 BJT的制备与掺杂8.3 BJT的性能参数及工作原理8.4 BJT的应用领域及发展趋势第九章:集成电路设计9.1 集成电路设计的基本流程9.2 数字集成电路设计9.3 模拟集成电路设计9.4 集成电路设计工具与方法第十章:微电子器件的封装与测试10.1 微电子器件封装的基本概念10.2 常见封装形式及其特点10.3 微电子器件的测试方法10.4 微电子器件的质量控制与可靠性提升第十一章:功率半导体器件11.1 功率半导体器件的分类与原理11.2 功率晶体管和功率二极管11.3 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)11.4 功率集成电路与模块第十二章:微波半导体器件12.1 微波半导体器件的分类与原理12.2 微波二极管和微波三极管12.3 微波集成电路与系统12.4 微波半导体器件的应用第十三章:光电子器件13.1 光电子器件的基本原理13.2 激光二极管与光检测器13.3 光电子集成电路与系统13.4 光电子器件的应用与发展第十四章:半导体存储器14.1 存储器的基本原理与分类14.2 随机存取存储器(RAM)14.3 只读存储器(ROM)与闪存14.4 存储器系统与新技术第十五章:微电子器件的进展与未来15.1 微电子器件的技术发展趋势15.2 纳米电子学与量子器件15.3 生物医学微电子器件15.4 环境与能源相关的微电子器件重点和难点解析第一章:微电子器件概述重点:微电子器件的定义、分类和应用领域。
微电子器件的封装与热管理研究在当今科技高速发展的时代,微电子器件已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机到电脑,从汽车电子到医疗设备,微电子器件的应用无处不在。
然而,随着微电子器件的性能不断提升,其封装和热管理问题也日益凸显。
封装不仅要保护芯片免受外界环境的影响,还要实现芯片与外部电路的良好连接;而热管理则直接关系到器件的性能、可靠性和寿命。
因此,对微电子器件的封装与热管理进行深入研究具有重要的意义。
一、微电子器件封装技术微电子器件的封装技术经历了多次变革和发展。
早期的封装形式主要是双列直插式封装(DIP)和针栅阵列封装(PGA),这些封装形式具有较大的体积和重量,限制了器件的集成度和性能。
随着技术的进步,表面贴装技术(SMT)逐渐取代了传统的封装形式,如小外形封装(SOP)、薄型小外形封装(TSOP)和四边扁平封装(QFP)等。
这些封装形式具有更小的体积、更高的引脚密度和更好的电气性能,为微电子器件的发展提供了有力支持。
近年来,球栅阵列封装(BGA)和芯片级封装(CSP)成为了主流的封装技术。
BGA 封装通过在芯片底部布置球形引脚,大大提高了引脚数量和封装密度,同时改善了散热性能。
CSP 封装则将芯片尺寸与封装尺寸几乎做到了相同大小,进一步减小了封装体积,提高了集成度。
此外,三维封装技术(3D Packaging)也在不断发展,通过在垂直方向上堆叠芯片,实现了更高的集成度和性能。
二、微电子器件热管理的重要性微电子器件在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,将会导致芯片温度升高,从而影响器件的性能和可靠性。
高温会导致电子迁移加剧、载流子浓度下降、阈值电压漂移等问题,严重时甚至会造成芯片烧毁。
因此,热管理对于微电子器件的正常工作至关重要。
以智能手机为例,随着处理器性能的不断提升,其发热问题也越来越突出。
如果不能有效地解决散热问题,手机在运行大型游戏或进行多任务处理时就会出现卡顿、死机等现象,严重影响用户体验。
1微电子封装技术蔡坚*,贾松良清华大学微电子学研究所jamescai@2课程结构本课程共32学时, 教师:蔡坚副教授贾松良教授上课26学时。
参观工厂:2‾3学时,一次 课堂讨论及准备:3‾4学时:(SiP&SOC,失效实例分析) 成绩作业 开卷考试3课程内容本课程将面向当前发展迅速的微电子封装及电子组装制造产业,介绍微电子封装的基本概念及封装的基本工艺,兼顾传统的集成电路封装和先进的封装技术,同时介绍当前发展很快的无铅焊接技术、三维封装、MEMS 封装等研究和开发热点,课程还将介绍封装的选择、设计和封装可靠性及失效分析。
4Lecture 1 绪论:课程概述、封装基本概念、封装功能及发展趋势 Lecture 2 传统集成电路封装技术:传统封装技术流程介绍 Lecture 3 互连技术:一级封装的互连技术 Lecture 4 倒装焊技术:倒装焊技术的发展Lecture 5~6 新型封装技术:焊球阵列封装和芯片尺寸封装、圆片级和三维封装技术、微机电系统的封装 Lecture 8 课堂讨论/参观Lecture 9、10 电子组装制造:电子组装的发展趋势、二级封装的基本技术、PCB板及封装基板基本制造工艺Lecture 11 封装中的材料:微电子封装材料、电子产品无铅化以及绿色制造Lecture 12、13 微电子封装设计 Lecture 14 封装可靠性Lecture 15 微电子封装中的失效分析Lecture 16 课堂讨论/参观5教材与参考资料教材:《微电子封装技术》讲义、电子教案 主要参考资料: (讲义p. 121)R.R.Tammula等编著,微电子封装手册,贾松良等译校,电子工业出版社,2001.8C.Y Chang, S.M.Sze, ULSI Technolony, chapter10, McGraw-Hill, 1995王先春、贾松良等,集成电路封装试验手册,电子工业出版社,1992庄奕琪主编:微电子器件应用可靠性技术,电子工业出版社,1996M.C.Pecht,et al,Electronic Packaging Materials and TheirProperties, CRC Press.1999 ……6为什么开设本课程?1.封装是半导体三大产业之一:IC 设计;芯片制造;封装测试。