第三章 微电子封装流程.
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微电子封装技术第一章绪论1、封装技术发展特点、趋势。
(P8)发展特点:①、微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展,引脚由四边引出向引出向面阵列排列发展;②、微电子封装向表面安装式封装(SMP)发展,以适合表面安装技术(SMT);③、从陶瓷封装向塑料封装发展;④、从注重发展IC芯片向先发展后道封装再发展芯片转移。
发展趋势:①、微电子封装具有的I/O引脚数将更多;②、应具有更高的电性能和热性能;③、将更轻、更薄、更小;④、将更便于安装、使用和返修;⑤、可靠性会更高;⑥、性价比会更高,而成本却更低,达到物美价廉。
2、封装的功能(P19)电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑和环境保护。
3、封装技术的分级(P12)零级封装:芯片互连级。
一级封装:将一个或多个IC芯片用适宜的材料(金属、陶瓷、塑料或它们的组合)封装起来,同时在芯片的焊区与封装的外引脚间用如上三种芯片互连方法(WB、TAB、FCB)连接起来使之成为有实用功能的电子元器件或组件。
二级封转:组装。
将上一级各种微电子封装产品、各种类型的元器件及板上芯片(COB)一同安装到PWB或其它基板上。
三级封装:由二级组装的各个插板或插卡再共同插装在一个更大的母板上构成的,立体组装。
4、芯片粘接的方法(P12)只将IC芯片固定安装在基板上:Au-Si合金共熔法、Pb-Sn合金片焊接法、导电胶粘接法、有机树脂基粘接法。
芯片互连技术:主要三种是引线键合(WB)、载带自动焊(TAB)和倒装焊(FCB)。
早期有梁式引线结构焊接,另外还有埋置芯片互连技术。
第二章芯片互连技术(超级重点章节)1、芯片互连技术各自特点及应用引线键合:①、热压焊:通过加热加压力是焊区金属发生塑性形变,同时破坏压焊界面上的氧化层使压焊的金属丝和焊区金属接触面的原子间达到原子引力范围,从而使原子间产生引力达到键合。
两金属界面不平整,加热加压可使上下金属相互镶嵌;加热温度高,容易使焊丝和焊区形成氧化层,容易损坏芯片并形成异质金属间化合物影响期间可靠性和寿命;由于这种焊头焊接时金属丝因变形过大而受损,焊点键合拉力小(<0.05N/点),使用越来越少。
第3章微电子的封装技术微电子封装技术是指对集成电路芯片进行外包装和封封装的工艺技术。
封装技术的发展对于提高微电子产品的性能、减小体积、提高可靠性和降低成本具有重要意义。
封装技术的目标是实现对芯片的保护和有效连接,同时满足对尺寸、功耗、散热、信号传输等方面的要求。
封装技术的发展经历了多个阶段。
早期的微电子产品采用插入式封装,芯片通过引脚插入芯片座来连接电路板,这种封装方式容易受到环境的影响,连接不可靠,也无法满足小型化和高集成度的需求。
后来,绝缘层封装技术得到了广泛应用,通过在芯片上覆盖绝缘层,然后连接金属线路,再通过焊接或压力连接的方式实现芯片与电路板之间的连接。
这种封装方式提高了连接的可靠性,但由于绝缘层的存在,芯片的散热能力受到限制。
随着技术的进步,微电子封装技术也得到了快速发展。
现代微电子产品普遍采用半导体封装技术,具有体积小、功耗低、可靠性强和成本低等优点。
常见的半导体封装技术有裸片封装、焊接封装和微球栅阵列封装等。
裸片封装是将芯片裸露在外界环境中,并通过焊接或压力连接的方式与电路板相连。
这种封装方式具有体积小、重量轻和散热能力强的优点,但对芯片的保护较差,容易受到外界的机械和热力作用。
焊接封装是将芯片与封装底座通过焊接的方式连接起来。
常见的焊接技术有电离子焊接、激光焊接和超声波焊接等。
电离子焊接是利用高能电子束将封装底座和芯片焊接在一起,具有连接可靠、焊接速度快的优点。
激光焊接利用激光束对焊接点进行加热,实现焊接。
超声波焊接则是利用超声波的振动将焊接点熔化,并实现连接。
焊接封装具有连接可靠、工艺简单和尺寸小的优点,但要求焊接点的精度和尺寸控制较高。
微球栅阵列封装是一种先进的封装技术,其特点是将芯片中的引脚通过微小球连接到封装底座上。
这种封装方式不仅提高了信号传输的速度和可靠性,还可以实现更高的封装密度和更小的封装尺寸。
微球栅阵列封装需要使用高精度的装备和工艺,但具有很大的发展潜力。
除了封装技术的发展,微电子封装材料的研究也十分重要。
微电子封装技术研究及应用微电子封装技术是一门关键性技术,它将集成电路芯片载体、金属电路、封装芯片等元器件加工、组装、测试等工艺流程纳入其中,从而促进微电子器件的应用。
微电子封装技术的应用已经涵盖了现代工业、军事、航空航天、生物医药、环境监测等众多领域,并且逐渐成为一个新兴产业。
本文将从介绍微电子封装技术的发展历程、技术特点、封装工艺流程和应用等方面来论述微电子封装技术的研究与应用。
一、微电子封装技术的发展历程微电子封装技术始于20世纪70年代,当时工业界主要采用前后端分离的封装工艺,即半导体芯片与封装基板分别制造,然后通过钎焊、粘接等技术将芯片和基板之间连接在一起,并且使用塑料等材料进行封装。
早期的微电子封装技术主要采用贴片、线接触等手段封装电子元器件,其封装密度较低,封装的线宽较粗,设备自动化程度较低,生产效率和产品质量受制于环境温度等因素,这限制了其应用范围与质量。
随着人们对于微电子元器件性能和系统可靠性的需求不断提高,微电子封装技术也随之发展。
在1990年左右,随着微电子芯片的不断发展与完善,微电子封装技术也得到新的提升。
特别是向网络、通讯、数字多媒体等方面发展的需求,又催生了BGA(球栅式封装)等具有高密度、高性能、高可靠性的全新微电子封装。
此外,微电子封装技术在应用领域的不断扩展,使得它成为了维护现代电子产业发展的重要的技术支撑。
二、微电子封装技术的技术特点1、高密度:传统封装技术用于连接芯片和基板时,间距较大,因而封装密度偏低,无法满足复杂封装的需求。
而微电子封装技术采用了球栅封装,封装器件体积小、密度高,相应地塑性线也变细,不仅提高了封装的稳定性,同时增大了集成度。
2、高速度:现代微电子封装技术采用的是自动化生产线,这种生产线能够快速而准确地完成系统的加工,能够大大提高制造效率和生产速度,进而保证封装产品的稳定性。
3、高可靠性:随着封装器件精度的提高,封装工艺的稳定性也得到了保证。
微电子封装设计
的微电子封装设计流程
一、前期准备
1.封装类型的确定
首先需要决定所需封装类型,根据应用产品的性能特点以及封装类型
的优劣,确定适合的封装类型,有PIN封装,贴片封装,管式封装,电子
球面封装等多种类型可供选择。
2.封装特性确定
需要确定所需封装的特性,包括封装及芯片的尺寸、重量、表面温度、热导率等,从而确定系统的发热性以及封装的可行性。
二、封装设计
1.芯片设计
首先,根据产品要求与实际封装特性,设计芯片的形状、热特性和尺
寸等。
2.铜箔设计
根据芯片的尺寸及特性,确定钢箔的大小以及铺设方式,确保热量的
传导效率,并考虑厚度、配置、密度等因素,以达到最佳的散热效果。
3.塑料封装设计
选择适当的封装塑料材料,并设计外壳的外形及散热孔、电源引脚、
连接器等,以最大程度的满足客户需求。
4.封装效果预测
预测封装效果,测试封装热模型,计算各板件的温度,检查散热效果是否满足客户要求,保证封装结果合格。
简述微电子封装基本工艺流程微电子封装听起来是不是特别高大上呀?其实呀,它的基本工艺流程就像一场奇妙的旅行呢。
一、芯片制备。
这可是整个微电子封装旅程的起点哦。
芯片的制备就像是精心打造一颗超级微小又无比强大的“心脏”。
先从硅晶圆开始,这个硅晶圆就像是一块神奇的“地基”,要在上面进行超级精细的加工。
比如说光刻啦,光刻就像是在硅晶圆上画画,不过这个画笔超级精细,能画出只有纳米级别的图案呢。
然后还有蚀刻,蚀刻就像是把不需要的部分去掉,只留下我们想要的电路图案。
这一道道工序就像打造艺术品一样,每一步都得小心翼翼,稍微出点差错,这颗“心脏”可能就不那么完美啦。
二、芯片贴装。
芯片做好了,接下来就要把它安置到合适的地方啦,这就是芯片贴装环节。
这时候就像给芯片找一个温暖的“小窝”。
通常会用到一些特殊的材料,比如黏合剂之类的。
把芯片稳稳地粘在封装基板上,这个过程可不能马虎哦。
要保证芯片和基板之间的连接非常牢固,就像盖房子时把柱子稳稳地立在地基上一样。
如果贴装得不好,芯片在后续的使用过程中可能就会出问题,就像房子的柱子不稳,那房子可就危险啦。
三、引线键合。
这可是个很有趣的环节呢。
它就像是在芯片和封装基板之间搭建起一座座“小桥”。
通过金属丝,比如说金线之类的,把芯片上的电极和封装基板上的引脚连接起来。
这个过程就像绣花一样精细,要把每一根金属丝都准确无误地连接好。
想象一下,那么多微小的连接点,就像在微观世界里编织一张精密的网。
如果有一根金属丝连接错了或者没连接好,那信号可就不能正常传输啦,就像桥断了,路就不通了呀。
四、灌封。
灌封就像是给整个芯片和连接部分穿上一层保护“铠甲”。
会用一些特殊的封装材料,把芯片、金属丝这些都包裹起来。
这个封装材料就像一个温柔的“保护罩”,它能防止芯片受到外界的干扰,比如湿气啦、灰尘啦之类的。
就像给我们珍贵的东西放在一个密封的盒子里一样,让它在里面安安稳稳的。
而且这个保护罩还能起到一定的散热作用呢,芯片在工作的时候会发热,如果热量散不出去,就像人在一个闷热的房间里一样,会很不舒服,时间长了还会出问题呢。
微电子封装的技术
一、微电子封装技术
微电子封装技术是一种具有重要意义的组装技术,指的是将电子元器
件以及各种电路片,封装在一块小型的基板上,以满足电子系统的整体功
能要求。
它包括电路打孔、抹焊、封装层、精细测试和安装等组装工序,
也是电子设备中主要的结构技术之一
1、电路打孔
在打孔前必须进行电路的布局设计,确定打孔位置和孔径,保证元件
的正确安装,以及使孔径和电路块之间的间距符合规范。
在微型电路中,
电路打孔技术主要有两种:以激光电路打孔技术为主,以电火焊技术为辅,以确保其质量和可靠性。
2、抹焊
抹焊是指在电路板上通过焊锡来固定电子元件的一种技术,具有紧密
牢固的焊接效果。
抹焊时首先要按照设计图纸上的规格,将元件安装在电
路板上,再通过焊锡等抹焊材料将元件焊接到电路板上,保证了元件之间
的连接牢固,稳定可靠。
3、封装层
封装层是把一块电路块封装在一块可拆卸的塑料外壳里,具有较好的
封装效果,还可以防护电路板免受灰尘、湿气、油渍等外界因素的侵袭。
封装层还可以减少电路板上元件之间的相互干扰,提高了元器件的工作稳
定性和可靠性
4、精细测试。
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