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微电子封装复习详细版(DOC)

微电子封装复习详细版(DOC)
微电子封装复习详细版(DOC)

1、微电子封装技术中常用封装术语英文缩写的中文名称:

DIP:双列直插式封装double in-line package

QFP(J):四边引脚扁平封装quad flat package

PGA:针栅阵列封装pin grid array

PLCC:塑料有引脚片式载体plastic leaded chip carrier

SOP(J):IC小外形封装small outline package

SOT:小外形晶体管封装small outline transistor package

SMC/D:表面安装元器件surface mount component/device

BGA:焊球阵列封装ball grid array

CCGA:陶瓷焊柱阵列封装C eramic Column Grid Array

KGD:优质芯片(已知合格芯片)Known Good Die

CSP:芯片级封装chip size package

WB:引线键合wire bonding

TAB:载带自动焊tape automated bonding

FCB:倒装焊flip chip bonding

OLB:外引线焊接Outer Lead Bonding

ILB:内引线焊接

C4:可控塌陷芯片连接Controlled Collapse Chip Connection

UBM:凸点下金属化Under Bump Metalization

SMT:表面贴装技术

THT:通孔插装技术Through Hole Technology

COB:板上芯片

COG:玻璃上芯片

WLP:晶圆片级封装Wafer Level Packaging

C:陶瓷封装P:塑料封装

T:薄型F:窄节距

B:带保护垫

2、微电子封装的分级:

零级封装:芯片的连接,即芯片互连级

一级封装:用封装外壳将芯片封装成单芯片组件和多芯片组件

二级封装:将一级封装和其他组件一同组装到印刷电路板(或其他基板)上

三级封装:将二级封装插装到母板上

3、微电子封装的功能:

1)电源分配:保证电源分配恰当,减少不必要的电源消耗,注意接地线分配问题。

2)信号分配:使信号延迟尽可能减小,使信号线与芯片的互连路径及通过封装的I/O引出的路径达到最短。

3)散热通道:保证系统在使用温度要求的范围内能正常工作。

4)机械支撑:为芯片和其他部件提供牢固可靠的机械支撑,能适应各种工作环境和条件的变化。

5)环境保护:保护芯片不被周围环境的影响。

4、微电子封装技术中的主要工艺方法:

(1)芯片粘接: (将IC芯片固定安装在基板上)

1) Au-Si合金共熔法

2) Pb-Sn合金片焊接法

3) 导电胶粘接法

4)有机树脂基粘接法

(2)互连工艺:(主要三种是引线键合(WB)、载带自动焊(TAB)和倒装焊(FCB)) WB:主要的WB工艺方法;热压超声焊主要工艺参数、材料:

WB工艺方法:热压焊、超声焊和热压超声焊(也叫金丝球焊)

热压超声焊主要工艺参数:

1.热压焊的焊头形状----楔形,针形,锥形

2.焊接温度150°左右

3.焊接压力---0.5到1.5N/点。

4.超声波频率

材料:热压焊、金丝球焊主要选用金丝,

超声焊主要用铝丝和Si-Al丝,

还有少量Cu-Al丝和Cu-Si-Al丝等

TAB:内、外引线焊接主要工艺参数、载带的分类:

TAB内、外引线焊接主要工艺参数:焊接温度(T);焊接压力(P);焊接时间(t);

载带的分类:单层带、双层带、三层带和双金属带

FCB:工艺方法,各工艺方法的关键技术:

FCB工艺方法:

1、热压FCB法

2、再流FCB法

3、环氧树脂光固化FCB法

4、各向异性导电胶FCB法

各工艺方法的关键技术:

1.热压FCB法:高精度热压FCB机,调平芯片与基板平行度;

2.再流FCB法:控制焊料量及再流焊的温度;

3.环氧树脂光固化FCB法:光敏树脂的收缩力及UV光固化;

4.各向异性导电胶FCB法:避免横向导电短路UV光固化。

(3)常用芯片凸点制作方法;电镀法制作芯片凸点有关计算:公式、公式中各参数的含义、单位、电镀时间的计算。

常用芯片凸点制作方法:

(1)蒸发/溅射法; (2)电镀法; (3)化学镀法; (4)打球法; (5)激光凸点法; (6)置球和模板印刷法; (7)移植凸点法; (8)叠层法; (9)柔性凸点法; (10)喷射法

电镀法制作芯片凸点有关计算:公式、公式中各参数的含义、单位、电镀时间的计算:根据对凸点高度的要求不同,电镀时间也不同。根据电解定律,镀层厚度δ为:

式中:Dk: 电流密度(A/dm2);

t: 电镀时间(h) η: 电流效率;

k: 电化当量(g/A.h);指在电镀过程中电极上通过单位电量时,电极反应形成产物之理论重量 d: 电镀金属密度(g/cm3)。

若δ用um 作单位,则η的取值应去除百分号

(4)芯片凸点的组成及各部分的作用。

1.Al 膜: 作为芯片焊区

2.粘附层金属: 使Al 膜和芯片钝化层粘附牢固

3.阻挡层金属: 防止最上层的凸点金属与Al 互扩散,生成金属间化合物

4.凸点金属:

导电作用

(6)组装工艺: 波峰焊工艺: ①波峰焊工艺步骤;

装板→涂覆焊剂→预热→焊接→热风刀→冷却→卸板

d

k t D k ???=

ηδ

②波峰焊设备的组成;

传送装置、涂助焊剂装置、预热器、锡波喷嘴、锡缸、冷却风扇等

③波峰焊接中常见的焊接缺陷;

1.拉尖,

2.桥连,

3.虚焊,

4.锡薄,

5.漏焊(局部焊开孔),

6.印制板变形大,

7.浸润性差,

8.焊脚提升

④波峰焊单班生产产量的计算。

波峰焊机的几项工艺参数:带速、预热温度、焊接时间、倾斜角度之间需要互相协调、反复调节,其中带速影响到生产量。

在大生产中希望有较高的生产能力,通常各种参数协调的原则是以焊接时间为基础,协调倾角与带速,焊接时间一般为2~3s,它可以通过波峰面的宽度与带速来计算。反复调节带速与倾角以及预热温度,就可以得到满意的波峰焊接温度曲线。

设PCB的长度为L(与边轨平行边的长度),PCB之间间隔为L1,传递速度为V,停留时间为t,每小时产量为N,波宽为W,则传动速度为:

V = W/t N = 60V/(L+L1)

例:一台波峰焊机波峰面宽度为50mm,停留时间为3s,现焊接400mm×400mm,PCB间距100mm,求单班(工作时间7h)产量。

先计算带速:带速= 0.05/(1/20) = 1m/min

则:单班产量= 7×60×1/(0.4+0.1)= 840块

再流焊工艺:

①再流焊工艺步骤;

滴注/印制钎料膏→放置表面贴装元件→加热再流

②再流焊炉加热方式类别;

(1)红外再流焊(2)气相再流焊(3)激光再流焊(4)红外/热风再流焊

③单面采用贴片式元器件的工艺流程;

印刷焊膏-----贴装元件(QFP片状元件)-----再流焊------清洗

④单面混装(插装式和贴片式元器件混装)的工艺流程;

涂敷粘结剂-----表面安装元件------固化---------翻转-------插通孔元件------波峰焊------清洗

⑤双面混装(插装式和贴片式元器件混装)的工艺流程;

先做A面:印刷焊膏-----贴装元件(QFP片状元件)-----再流焊------翻转

再做B面:点贴片胶-----表面贴装元件-----加热固化-------翻转

补插通孔元件后再波峰焊-------插带通孔元件(DIP等)------波峰焊------清洗

⑥双面都采用贴片式元器件的工艺流程;

通常先做B面:印刷焊膏-----贴装元件(QFP片状元件)-----再流焊------翻转

再做A面:印刷焊膏-----贴装元件(QFP片状元件)-----再流焊-----检查-----清洗

⑦表贴式元器件在安装过程中形成的焊接不良和缺陷;

偏移(侧立)和立碑,吸嘴干涉到其它元件

锡球,立碑,吹孔,空洞,元器件移位及偏斜,焊点灰暗,浸润性差,焊后断开,焊料不足,焊料过量。

⑧BGA在安装焊接时焊球与基板焊接过程中常见缺陷。

1)桥连2)连接不充分3)空洞4)断开5)浸润性差6)形成焊料小球7)误对准

5、典型封装的内部结构图和各组成部分名称:

TO型、DIP型、SOP(J)、QFP(J)、(C)BGA、WB、TAB、FCB、MCM、PLCC等。

FCB型:倒装焊flip chip bonding

Solder Bump焊锡凸块

QFP型:四边引脚扁平封装quad flat package

PLCC型:塑料有引脚片式载体plastic leaded chip carrier

TO型:

DIP型:

引脚粘结剂金丝引线

SOP型:IC小外形封装small outline package

WB型:

CBGA型:

TAB型:

MCM型:MCM (Multi chip Module ) 多芯片组件封装,是一种由两个或两个以上裸芯片或者芯片尺寸封装(CSP)的IC组装在一个基板上的模块,模块组成一个电子系统或子系统

6、封装可靠性分析:

(1)铝焊区上采用Au丝键合,对键合可靠性的影响及解决对策。

1.对于Al-Au金属系统,焊接处可能生成的金属间化合物就有Au2Al、AuAl、AuAl2、Au4Al、Au5Al等——脆性,导电率较低,长期使用或遇高温后,可能出现压焊强度降低及接触电阻变大等情况,导致开路或电性能退化;

2.Au-Al压焊还存在所谓的“柯肯德尔效应”——接触面上造成空洞:在高温下,Au向Al 迅速扩散而形成Au2Al(白斑)。

防止方法:尽可能避免在高温下长时间压焊,器件使用温度尽可能低。

(2)塑料封装器件吸潮引起的可靠性问题。

由于塑封器件吸潮,会使器件的寿命降低。显然,吸湿量越多,水汽压就会越高,器件寿命就越短。由于塑封器件是非气密性封装,还会受到生产环境中的污染物(如Na+)、塑封料残存的离子性杂质(如Cl-等)的影响。特别是Cl-及湿气浸入器件后,将会对芯片的Al电极产生局部腐蚀,形成疏松、脆性的Al化合物。湿气和Cl-对Al的不断腐蚀作用,使Al电极不断恶化,导致电参数变得越来越差,最终会导致器件开路而失效。

(3)塑料封装器件吸潮引起的开裂问题:开裂机理、防止措施。

开裂机理:

1. 开裂机理描述

塑封开裂过程分为(1)水汽吸收聚蓄期、(2)水汽蒸发膨胀期和(3)开裂萌生扩张期三个阶段,

2.引起开裂的多种因素

水汽是引起塑封器件开裂的外部因素,而塑封器件结构所形成的热失配才是引起塑封器件开裂的根本性内在因素。

3.封装的水汽吸收与相对湿度密切相关

封装的水汽吸收与环境相对湿度密切相关,封装贮存期吸收的水汽也与贮存环境的湿度有关

防止措施:

1.从封装结构的改进上增强抗开裂的能力

2. 对塑封器件进行适宜的烘烤是防止焊接时开裂的有效措施

3. 合适的包装和良好的贮存条件是控制塑封器件吸潮的必要手段

(4)波峰焊焊接表面贴装式元器件产生问题及解决方法。

1.于A处,钎料波峰与元件端面形成封闭的空间,于是接头内形成气孔;

2.于B处,元件脱离时对钎料波峰面形成阴影,造成钎料不足;

3.元件也受到与接头同样温度的加热,造成破裂或损坏。

解决方法:使用双波峰焊。即增加一个湍波,改单波峰为双波峰。

微电子封装必备答案

微电子封装答案 微电子封装 第一章绪论 1、微电子封装技术的发展特点是什么?发展趋势怎样?(P8、9页) 答:特点: (1)微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展,引脚由四边引出向面阵排列发展。 (2)微电子封装向表面安装式封装发展,以适合表面安装技术。 (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)微电子封装应具有更高的电性能和热性能。 (3)微电子封装将更轻、更薄、更小。 (4)微电子封装将更便于安装、使用和返修。 (5)微电子封装的可靠性会更高。 (6)微电子封装的性能价格比会更高,而成本却更低,达到物美价廉。 2、微电子封装可以分为哪三个层次(级别)?并简单说明其内容。(P15~18页)答:(1)一级微电子封装技术 把IC芯片封装起来,同时用芯片互连技术连接起来,成为电子元器件或组件。 (2)二级微电子封装技术 这一级封装技术实际上是组装。将上一级各种类型的电子元器件安装到基板上。 (3)三级微电子封装技术 由二级组装的各个插板安装在一个更大的母板上构成,是一种立体组装技术。 3、微电子封装有哪些功能?(P19页) 答:1、电源分配2、信号分配3、散热通道4、机械支撑5、环境保护 4、芯片粘接方法分为哪几类?粘接的介质有何不同(成分)?。(P12页) 答:(1)Au-Si合金共熔法(共晶型) 成分:芯片背面淀积Au层,基板上也要有金属化层(一般为Au或Pd-Ag)。 (2)Pb-Sn合金片焊接法(点锡型) 成分:芯片背面用Au层或Ni层均可,基板导体除Au、Pd-Ag外,也可用Cu (3)导电胶粘接法(点浆型) 成分:导电胶(含银而具有良好导热、导电性能的环氧树脂。) (4)有机树脂基粘接法(点胶型) 成分:有机树脂基(低应力且要必须去除α粒子) 5、简述共晶型芯片固晶机(粘片机)主要组成部分及其功能。 答:系统组成部分: 1 机械传动系统 2 运动控制系统 3 图像识别(PR)系统 4 气动/真空系统 5 温控系统 6、和共晶型相比,点浆型芯片固晶机(粘片机)在各组成部分及其功能的主要不同在哪里?答: 名词解释:取晶、固晶、焊线、塑封、冲筋、点胶

封装与微组装

摘要:近年来,封装与微组装技术进入了超高速发展时期,新的封装和组装形式不断涌现,而其标准化工作已经严重滞后,导致概念上的模糊,这必然会对该技术的发展造成影响。力求将具有电子行业特点的封装与微组装技术的内涵和特点加以诠释,并对其发展提出见解和建议,以促进该技术的发展。 关键字:封装、微组装、发展、BGA、SOP、FC、CSP、MCM、集成电路、系统级封装 正文: 一、电子产品技术概述 第一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管,它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点,很快地被各国应用起来,在很大范围内取代了电子管。五十年代末期,世界上出现了第一块集成电路,它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上,使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路,从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。 随着电子元器件向小型化、复合化、轻量化、多功能、高可靠、长寿命的方向变革,从而相继出现了各种类型的片式电子元器件(SMC/SMD),导致了第四代组装技术即表面组装技术(SMT)的出现,在世界上引发了一场电子组装技术的新革命。在国际上,片式电子元器件应用于电子整机,始于用年代,当时美国IBM公司首先把片式电子元器件用于微机。 目前世界上发达国家已广泛采用表面贴装技术,片式元器件已成为电子元器件的主体,其中片式电容、片式电阻、片式电感以及片式敏感元件的需求量约占片式元件的90%,世界上发达国家电子元器件片式化率己高达80%以上,全世界平均亦在40%,而我国仅为约30%,可以预见,加入WTO后,片式元件产业的市场竞争将更趋激烈。实现了批量生产全系列片式电容器、片式电阻器、片式电感器,开始摆脱一代代重复引进的被动局面,并逐步走上自主发展的道路。2001年片式电容器、片式电阻器、片式电感器等片式元件市场低迷,价格普遍下调15%~20%,对国内元件生产企业造成了一定的影响。 二、集成电路与微电子封装技术 集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于硅的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于锗的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

微电子封装

晶圆:由普通硅砂熔炼提纯拉制成硅柱后切成的单晶硅薄片 微电子封装技术特点: 1:向高密度及高I/O引脚数发展,引脚由四边引出趋向面阵引出发展 2:向表面组装示封装(SMP)发展,以适应表面贴装(SMT)技术及生产要求 3:向高频率及大功率封装发展 4:从陶瓷封装向塑料封装发展 5:从单芯片封装(SCP)向多芯片封装(MCP)发展 6:从只注重发展IC芯片到先发展封装技术再发展IC芯片技术技术 微电子封装的定义:是指用某种材料座位外壳安防、固定和密封半导体继承电路芯片,并用导体做引脚将芯片上的接点引出外壳 狭义的电子封装技术定义:是指利用膜技术及微细连接技术,将半导体元器件及其他构成要素在框架或基板上布置、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技术。(最基本的) 广义的电子封装技术定义:是指将半导体和电子元器件所具有的电子的、物理的功能,转变为能适用于设备或系统的形式,并使之为人类社会服务的科学与技术。(功能性的) 微电子封装的功能: 1:提供机械支撑及环境保护; 2:提供电流通路; 3:提供信号的输入和输出通路; 4:提供热通路。 微电子封装的要点: 1:电源分配; 2:信号分配; 3:机械支撑; 4:散热通道; 5:环境保护。 零级封装:是指半导体基片上的集成电路元件、器件、线路;更确切地应该叫未加封装的裸芯片。 一级封装:是指采用合适的材料(金属、陶瓷或塑料)将一个或多个集成电路芯片及它们的组合进行封装,同时在芯片的焊区与封装的外引脚间用引线键合(wire bonding,WB)、载带自动焊(tape automated bonding,TAB)、倒装片键合(flip chip bonding,FCB)三种互联技术连接,使其成为具有实际功能的电子元器件或组件。 二级封装技术:实际上是一种多芯片和多元件的组装,即各种以及封装后的集成电路芯片、微电子产品、以及何种类型元器件一同安装在印刷电路板或其他基板上。

微电子封装复习题

电子封装是指将具有一定功能的集成电路芯片,放置在一个与之相适应的外壳容器中,为芯片提供一个稳定可靠的工作环境;同时,封装也是芯片各个输出、输入端的向外过渡的连接手段,以及起将器件工作所产生的热量向外扩散的作用,从而形成一个完整的整体,并通过一系列的性能测试、筛选和各种环境、气候、机械的试验,来确保器件的质量,使之具有稳定、正常的功能。 从整个封装结构讲,电子封装包括一级封装、二级封装和三级封装。 芯片在引线框架上固定并与引线框架上的管脚或引脚的连接为一级封装; 管脚或引脚与印刷电路板或卡的连接为二级封装; 印刷电路板或卡组装在系统的母板上并保证封装各组件相对位置的固定、密封、以及与外部环境的隔离等为三级封装。 前工程: 从整块硅圆片入手,经过多次重复的制膜、氧化、扩散,包括照相制版和光刻等工序,制成三极管、集成电路等半导体组件卫电极等,开发材料的电子功能,以实现所要求的元器件特性。 后工程: 从由硅圆片切分好的一个一个的芯片入手,进行装片、固定、键合连接、塑料灌封、引出接线端子、按印检查等工序,完成作为器件、部件的封装体,以确保元器件的可靠性并便于与外电路连接。 ?环保和健康的要求 ?国内外立法的要求 ?全球无铅化的强制要求 1、无铅钎料的熔点较高。 比Sn37Pb提高34~44 oC。高的钎焊温度使固/液界面反应加剧。 2 、无铅钎料中Sn含量较高。 (SnAg中96.5% Sn ,SnPb中63%Sn),因为Pb不参与固/液和固/固界面反应,高Sn含量使固/液、固/固界面反应均加速。 3 小尺寸钎料在大电流密度的作用下会导致电迁移的问题。

(1) 无毒化,无铅钎料中不含有毒、有害及易挥发性的元素 (2) 低熔点,无铅钎料的熔点应尽量接近传统的Sn-Pb 共晶钎料的熔点(183℃),熔化温度间隔愈小愈好。 (3) 润湿性,无铅钎料的润湿铺展性能应达到Sn-Pb 共晶钎料的润湿性,从而易于形成良好的接头。 (4) 力学性能,无铅钎料应具有良好的力学性能,焊点在微电子连接中一个主要作用是机械连接。 (5) 物理性能,作为微电子器件连接用的无铅钎料,应具有良好的导电性、导热性、延伸率,以免电子组件上的焊点部位因过热而造成损伤,从而提高微电子器件的可靠性。 (6) 成本,从Sn-Pb 钎料向无铅钎料转化,必须把成本的增加控制在最低限度。因此应尽量减少稀有金属和贵重金属的含量,以降低成本。 电子元器件封装集成度的迅速提高,芯片尺寸的不断减小以及功率密度的持续增加,使得电子封装过程中的散热、冷却问题越来越不容忽视。而且,芯片功率密度的分布不均会产生所谓的局部热点,采用传统的散热技术已不能满足现有先进电子封装的热设计、管理与控制需求,它不仅限制了芯片功率的增加,还会因过度冷却而带来不必要的能源浪 。电子封装热管理是指对电子设备的耗热元件以及整机或系统采用合理的冷-~IJl 散热技术和结构设计优化,对其温度进行控制,从而保证电子设备或系统正常、可靠地工作。 热阻 由于热导方程与欧姆定律形式上的相似性,可以用类似于电阻的表达式来定义热阻 式中,?T 是温差,q 为芯片产生的热量。 该式适用于各种热传递形式的计算。 1、 具有极高耐热性 2、 具有极高吸湿性 3、 具有低热膨胀性 4、 具有低介电常数特性 电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要的材料。电解铜箔生产工序简单,主要工序有三道:溶液生箔、表面处理和产品分切。 q T R th ?=

电子封装和组织技术复习详细版

百度文库 1、名词术语翻译 2、填空 3、画图 4、问答题 5、计算题 6、综合题 1、微电子封装技术中常用封装术语英文缩写的中文名称: DIP:双列直插式封装double in-line package QFP(J):四边引脚扁平封装quad flat package PGA:针栅阵列封装pin grid array PLCC:塑料有引脚片式载体plastic leaded chip carrier SOP(J):IC小外形封装small outline package SOT:小外形晶体管封装small outline transistor package SMC/D:表面安装元器件surface mount component/device BGA:焊球阵列封装ball grid array CCGA:陶瓷焊柱阵列封装C eramic Column Grid Array KGD:优质芯片(已知合格芯片)Known Good Die CSP:芯片级封装chip size package MCM(P):多芯片组件Multi chip Module WLP:晶圆片级封装Wafer Level Packaging WB:引线键合wire bonding TAB:载带自动焊tape automated bonding FCB:倒装焊flip chip bonding OLB:外引线焊接 ILB:内引线焊接 C4:可控塌陷芯片连接Controlled Collapse Chip Connection UBM:凸点下金属化Under Bump Metalization SMT:表面贴装技术 THT:通孔插装技术Through Hole Technology COB:板上芯片 COG:玻璃上芯片 C:陶瓷封装 P:塑料封装

微电子封装技术作业(一)

第一次作业 1 写出下列缩写的英文全称和中文名称 DIP: Double In-line Package, 双列直插式组装 BGA: ball grid array, 球状矩阵排列 QFP: Quad flat Pack, 四方扁平排列 WLP: Wafer Level Package, 晶圆级封装 CSP: Chip Scale Package, 芯片级封装 LGA: Land grid array, 焊盘网格阵列 PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier, 塑料芯片载体 SOP: Standard Operation Procedure, 标准操作程序 PGA: pin grid array, 引脚阵列封装 MCM: multiple chip module, 多片模块 SIP: System in a Package, 系统封装 COB: Chip on Board, 板上芯片 DCA: Direct Chip Attach, 芯片直接贴装,同COB MEMS: Micro-electromechanical Systems, 微电子机械系统 2 简述芯片封装实现的四种主要功能,除此之外LED封装功能。 芯片功能 (1)信号分配;(2)电源分配;(3)热耗散:使结温处于控制范围之内;(4)防护:对器件的芯片和互连进行机械、电磁、化学等方面的防护 LED器件 (2)LED器件:光转化、取光和一次配光。 3 微电子封装技术的划分层次和各层次得到的相应封装产品类别。 微电子封装技术的技术层次 第一层次:零级封装-芯片互连级(CLP) 第二层次:一级封装SCM 与MCM(Single/Multi Chip Module) 第三层次:二级封装组装成SubsystemCOB(Chip on Board)和元器件安装在基板上 第三层次:三级微电子封装,电子整机系统构建 相对应的产品如图(1)所示:

(完整word版)微电子技术概论期末试题

《微电子技术概论》期末复习题 试卷结构: 填空题40分,40个空,每空1分, 选择题30分,15道题,每题2分, 问答题30分,5道题,每题6分 填空题 1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。 2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统,是微小化的。 3.集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 4.材料按其导电性能的差异可以分为三类:导体、半导体和绝缘体。 5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。 6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。 7.根据不同的击穿机理,PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。 8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。 9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。 10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。 11.在正常使用条件下,晶体管的发射结加正向小电压,称为正向偏置,集电结加反向大电压,称为反向偏置。 12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线, 13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域:放大区,饱和区,截止区。 14.晶体管在满足一定条件时,它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。 15.双极型晶体管可以作为放大晶体管,也可以作为开关来使用,在电路中得到了大量的应用。 16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ,放大管的工作电压为 20V 。 17. 在N 型半导体中电子是多子,空穴是少子; 18. 在P 型半导体中空穴是多子,电子是少子。 19. 所谓模拟信号,是指幅度随时间连续变化的信号。 20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。 21. 所谓数字信号,指在时间上和幅度上离散取值的信号。 22. 计算机中运行的信号是脉冲信号,但这些脉冲信号均代表着确切的数字,因而又叫做数字信号。 23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术,在硅基片上制作包括电阻、电容、二极

先进微电子封装工艺技术

先进微电子封装工艺技术培训 培训目的: 1、详细分析集成电路封装产业发展趋势; 2、整合工程师把握最先进的IC封装工艺技术; 3、详细讲述微电子封装工艺流程及先进封装形式; 4、讲述微电子封装可靠性测试技术; 5、微电子封装与制造企业以及设计公司的关系; 6、实际案例分析。 参加对象: 1、大中专院校微电子专业教师、研究生;; 2、集成电路制造企业工程师,整机制造企业工程师; 3、微电子封装测试、失效分析、质量控制、相关软件研发、市场销售人员; 4、微电子封装工艺设计、制程和研发人员; 5、微电子封装材料和设备销售工程师及其应用的所有人员; 6、微电子封装科研机构和电子信息园区等从业人员 【主办单位】中国电子标准协会培训中心 【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司 课程提纲(内容): Flip Chip Technology and Low Cost Bumping Method l What is Flip Chip l Why Use Flip Chip

l Flip Chip Trend l Flip Chip Boding Technology l Why Underfill l No Flow Underfill l Other Key Issues Wafer Level Packaging l What is IC packaging? l Trend of IC packaging l Definition and Classification of CSP l What is wafer level packaging? l Overview Technology Options —Wafer level High Density Interconnections —Wafer level Integration —Wafer Level towards 3D l WLP toward 3D l Wafer level Challenges l Conclusion 讲师简介: 罗乐(Le Luo)教授 罗教授1982年于南京大学获物理学学士学位,1988年于中科院上海微系统与信息技术研究所获工学博士学位。1990年在超导研究中取得重大突破被破格晋升为副研究员,1991—199

微电子学概论复习题及答案(详细版)

第一章 绪论 1.画出集成电路设计与制造的主要流程框架。 2.集成电路分类情况如何? ?????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路B iCMOS B iMOS 型B iMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路 3.微电子学的特点是什么? 微电子学:电子学的一门分支学科 微电子学以实现电路和系统的集成为目的,故实用性极强。 微电子学中的空间尺度通常是以微米(m, 1m =10-6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。 微电子学是信息领域的重要基础学科 微电子学是一门综合性很强的边缘学科 涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科 微电子学是一门发展极为迅速的学科,高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微

电子学发展的方向 微电子学的渗透性极强,它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科,例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等 4.列举出你见到的、想到的不同类型的集成电路及其主要作用。 集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 5.用你自己的话解释微电子学、集成电路的概念。 集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。 6.简单叙述微电子学对人类社会的作用。 可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。随着微电子的发展,器件的特征尺寸越来越小第二章半导体物理和器件物理基础 1.什么是半导体?特点、常用半导体材料 什么是半导体? 金属:电导率106~104(W?cm-1),不含禁带; 半导体:电导率104~10-10(W?cm-1),含禁带; 绝缘体:电导率<10-10(W?cm-1),禁带较宽; 半导体的特点: (1)电导率随温度上升而指数上升; (2)杂质的种类和数量决定其电导率; (3)可以实现非均匀掺杂; (4)光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率; 硅:地球上含量最丰富的元素之一,微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。 硅(原子序数14)的物理化学性质主要由最外层四个电子(称为价电子)决定。每个硅原子近邻有四个硅原子,每两个相邻原子之间有一对电子,它们与两个原子核都有吸引作用,称为共价键。 化合物半导体:III族元素和V族构成的III-V族化合物,如,GaAs(砷化镓),InSb(锑化铟),GaP(磷化镓),InP(磷化铟)等,广泛用于光电器件、半导体激光器和微波器件。2.掺杂、施主/受主、P型/N型半导体(课件) 掺杂:电子摆脱共价键所需的能量,在一般情况下,是靠晶体内部原子本身的热运动提供的。常温下,硅里面由于热运动激发价健上电子而产生的电子和空穴很少,它们对硅的导电性的影响是十分微小的。室温下半导体的导电性主要由掺入半导体中的微量的杂质(简称掺杂)来决定,这是半导体能够制造各种器件的重要原因。 施主:Donor,掺入半导体的杂质原子向半导体中 提供导电的电子,并成为带正电的离子。如 Si中掺的P 和As(最外层有5个价电子) 受主:Acceptor,掺入半导体的杂质原子向半导体中 提供导电的空穴,并成为带负电的离子。如 Si中掺的B(硼)(最外层只有3个价电子)

微电子笔试(笔试和面试题)有答案

第一部分:基础篇 (该部分共有试题8题,为必答题,每位应聘者按自己对问题的理解去回答,尽可能多回答你所知道的内容。若不清楚就写不清楚)。 1、我们公司的产品是集成电路,请描述一下你对集成电路的认识,列举一些与集成电路相关的内容(如讲清楚模拟、数字、双极型、CMOS、MCU、RISC、CISC、DSP、ASIC、FPGA等的概念)。 数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。 模拟信号,是指幅度随时间连续变化的信号。例如,人对着话筒讲话,话筒输出的音频电信号就是模拟信号,收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号,也是模拟信号。 数字信号,是指在时间上和幅度上离散取值的信号,例如,电报电码信号,按一下电键,产生一个电信号,而产生的电信号是不连续的。这种不连续的电信号,一般叫做电脉冲或脉冲信号,计算机中运行的信号是脉冲信号,但这些脉冲信号均代表着确切的数字,因而又叫做数字信号。在电子技术中,通常又把模拟信号以外的非连续变化的信号,统称为数字信号。 FPGA是英文Field-Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 2、你认为你从事研发工作有哪些特点? 3、基尔霍夫定理的内容是什么? 基尔霍夫电流定律:流入一个节点的电流总和等于流出节点的电流总和。 基尔霍夫电压定律:环路电压的总和为零。
欧姆定律: 电阻两端的电压等于电阻阻值和流过电阻的电流的乘积。 4、描述你对集成电路设计流程的认识。 模拟集成电路设计的一般过程: 1.电路设计依据电路功能完成电路的设计。 2.前仿真电路功能的仿真,包括功耗,电流,电压,温度,压摆幅,输入输出特性等参数的仿真。 3.版图设计(Layout)依据所设计的电路画版图。一般使用Cadence软件。 4.后仿真对所画的版图进行仿真,并与前仿真比较,若达不到要求需修改或重新设计版图。 5.后续处理将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。正向设计与反向设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 自顶向下和自底向上设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计 –Top-Down流程在EDA工具支持下逐步成为 IC主要的设计方法 –从确定电路系统的性能指标开始,自系 统级、寄存器传输级、逻辑级直到物理 级逐级细化并逐级验证其功能和性能 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计关键技术 . 需要开发系统级模型及建立模型库,这些行 为模型与实现工艺无关,仅用于系统级和RTL 级模拟。

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。②、超声焊:利用超声波发生器产生的能量和施加在劈刀上的压力两者结合使劈刀带动Al丝在被焊区的金属化层表明迅速摩擦,使Al丝和Al膜表面产生塑性形变来实现原子间键合。与热压焊相比能充分去除焊接界面的金属氧化层,可提高焊接质量,焊接强度高于热压焊;不需要加热,在常温下进行,因此对芯片性能无损害;可根据不同需要随时调节 键合能量,改变键合条件来焊接粗细不等的Al 丝或宽的Al带;AL-AL超声键合不产生任何化合 物,有利于器件的可靠性和长期使用寿命。③、 金丝球焊:球焊时,衬底加热,压焊时加超声。 操作方便、灵活、焊点牢固,压点面积大,又无 方向性,故可实现微机控制下的高速自动化焊接; 现代的金丝球焊机还带有超声功能,从而具有超 声焊的优点;由于是Au-Al接触超声焊,尽管加 热温度低,仍有Au-Al中间化合物生成。球焊用 于各类温度较低、功率较小的IC和中、小功率晶 体管的焊接。 载带自动焊:TAB结构轻、薄、短、小,封装高 度不足1mm;TAB的电极尺寸、电极与焊区节距均 比WB大为减小;相应可容纳更高的I/O引脚数, 提高了TAB的安装密度;TAB的引线电阻、电容 和电感均比WB小得多,这使TAB互连的LSI、VLSI 具有更优良的高速高频电性能;采用TAB互连可 对各类IC芯片进行筛选和测试,确保器件是优质 芯片,大大提高电子组装的成品率,降低电子产 品成本;TAB采用Cu箔引线,导热导电性能好, 机械强度高;TAB的键合拉力比WB高3~10倍, 可提高芯片互连的可靠性;TAB使用标准化的卷 轴长度,对芯片实行自动化多点一次焊接,同时 安装及外引线焊接可实现自动化,可进行工业化 规模生产,提高电子产品的生产效率,降低产品 成本。TAB广泛应用于电子领域,主要应用与低 成本、大规模生产的电子产品,在先进封装BGA、 CSP和3D封装中,TAB也广泛应用。 倒装焊:FCB芯片面朝下,芯片上的焊区直接与 基板上的焊区互连,因此FCB的互连线非常短, 互连产生的杂散电容、互连电阻和电感均比WB 和TAB小的多,适于高频高速的电子产品应用; FCB的芯片焊区可面阵布局,更适于搞I/O数的 LSI、VLSI芯片使用;芯片的安装互连同时进行, 大大简化了安装互连工艺,快速省时,适于使用 先进的SMT进行工业化大批量生产;不足之处如 芯片面朝下安装互连给工艺操作带来一定难度, 焊点检查困难;在芯片焊区一般要制作凸点增加 了芯片的制作工艺流程和成本;此外FCB同各材 料间的匹配产生的应力问题也需要很好地解决 等。 2、WB特点、类型、工作原理(略)、金丝球焊主 要工艺、材料(P24) 金丝球焊主要工艺数据:直径25μm的金丝焊接 强度一般为0.07~0.09N/点,压点面积为金丝直 径的2.5~3倍,焊接速度可达14点/秒以上,加 热温度一般为100℃,压焊压力一般为0.5N/点。 材料:热压焊、金丝球焊主要选用金丝,超声焊 主要用铝丝和Si-Al丝,还有少量Cu-Al丝和 Cu-Si-Al丝等。 3、TAB关键材料与技术(P29) 关键材料:基带材料、Cu箔引线材料和芯片凸点 金属材料。 关键技术:①芯片凸点制作技术②TAB载带制作 技术③载带引线与芯片凸点的内引线焊接技术和 载带外引线的焊接技术。 4、TAB内外引线焊接技术(P37) ①内引线焊接(与芯片焊区的金属互连):芯片凸 点为Au或Ni-Au、Cu-Au等金属,载带Cu箔引线 也镀这类金属时用热压焊(焊接温度高压力大); 载带Cu箔引线镀0.5μm厚的Pb-Sn或者芯片凸 点具有Pb-Sn时用热压再流焊(温度较低压力较 小)。 焊接过程:对位→焊接→抬起→芯片传送 焊接条件:主要由焊接温度(T)、压力(P)、时 间(t)确定,其它包括焊头平整度、平行度、焊 接时的倾斜度及界面的侵润性,凸点高度的一致 性和载带内引线厚度的一致性也影响。 T=450~500℃,P≈0.5N/点,t=0.5~1s 焊接后焊点和芯片的保护:涂覆薄薄的一层环氧 树脂。环氧树脂要求粘度低、流动性好、应力小 切Cl离子和α粒子含量小,涂覆后需经固化。 筛选测试:加热筛选在设定温度的烘箱或在具有 N2保护的设备中进行;电老化测试。 ②外引线焊接(与封装外壳引线及各类基板的金 属化层互连):供片→冲压和焊接→回位。 5、FCB特点、优缺点(略,同1) 6、UBM含义概念、结构、相关材料(P46) UBM(凸点下金属化):粘附层-阻挡层-导电层。 粘附层一般为数十纳米厚度的Cr、Ti、Ni等;阻 挡层为数十至数百纳米厚度的Pt、W、Pd、Mo、 Cu、Ni等;导电层金属Au、Cu、Ni、In、Pb-Sn 等。 7、凸点主要制作方法(P47—P58) 蒸发/溅射凸点制作法、电镀凸点制作法、化学镀 凸点制作法、打球(钉头)凸点制作法、置球及 模板印刷制作焊料凸点、激光凸点制作法、移置 凸点制作法、柔性凸点制作法、叠层凸点制作法、 喷射Pb-Sn焊料凸点制作法。 8、FCB技术及可靠性(P70—P75) 热压FCB可靠性、C4技术可靠性、环氧树脂光固 化FCB可靠性、各向异性导电胶FCB可靠性、柔 性凸点FCB可靠性 9、C4焊接技术特点(P61) C4技术,再流FCB法即可控塌陷芯片连接特点: ①、C4除具有一般凸点芯片FCB优点外还可整个 芯片面阵分布,再流时能弥补基板的凹凸不平或 扭曲等;②、C4芯片凸点采用高熔点焊料,倒装 再流焊时C4凸点不变形,只有低熔点的焊料熔 化,这就可以弥补PWB基板的缺陷产生的焊接不 均匀问题;③、倒装焊时Pb-Sn焊料熔化再流时 较高的表面张力会产生“自对准”效果,这使对 C4芯片倒装焊时的对准精度要求大为宽松。 10、底封胶作用(P67) 保护芯片免受环境如湿气、离子等污染,利于芯

封装复习

1、微电子封装技术中常用封装术语英文缩写的中文名称: DIP:双列直插式封装QFP(J):四边引脚扁平封装 PGA:针栅阵列封装PLCC:塑料有引脚片式载体 SOP(J):IC小外形封装SOT:小外形晶体管封装 SMC/D:表面安装元器件BGA:焊球阵列封装 CCGA:陶瓷焊柱阵列封装KGD:优质芯片(已知合格芯片)CSP:芯片级封装 WB:引线键合TAB:载带自动焊 FCB:倒装焊OLB:外引线焊接 ILB:内引线焊接C4:可控塌陷芯片连接UBM:凸点下金属化SMT:表面贴装技术 THT:通孔插装技术COB:板上芯片 COG:玻璃上芯片WLP:晶圆片级封装 C:陶瓷封装P:塑料封装 T:薄型F:窄节距 B:带保护垫 2、微电子封装的分级: 零级封装:芯片的连接,即芯片互连级 一级封装:用封装外壳将芯片封装成单芯片组件和多芯片组件 二级封装:将一级封装和其他组件一同组装到印刷电路板(或其他基板)上 三级封装:将二级封装插装到母板上 3、微电子封装的功能: 1)电源分配:保证电源分配恰当,减少不必要的电源消耗,注意接地线分配问题。 2)信号分配:使信号延迟尽可能减小,使信号线与芯片的互连路径及通过封装的I/O引出的路径达到最短。 3)散热通道:保证系统在使用温度要求的范围内能正常工作。 4)机械支撑:为芯片和其他部件提供牢固可靠的机械支撑,能适应各种工作环境和条件的变化。 5)环境保护:保护芯片不被周围环境的影响。 4、微电子封装技术中的主要工艺方法: (1)芯片粘接。 1) Au-Si合金共熔法 2) Pb-Sn合金片焊接法 3) 导电胶粘接法 4)有机树脂基粘接法 (2)互连工艺: WB:主要的WB工艺方法;热压超声焊主要工艺参数、材料:

微电子封装的概述和技术要求

微电子封装的概述和技术要求 近年来,各种各样的电子产品已经在工业、农业、国防和日常生活中得到了广泛的应用。伴随着电子科学技术的蓬勃发展,使得微电子工业发展迅猛,这很大程度上是得益于微电子封装技术的高速发展。当今全球正迎来以电子计算机为核心的电子信息技术时代,随着它的发展,越来越要求电子产品要具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、便捷化以及将大众化普及所要求的低成等特点。这样必然要求微电子封装要更好、更轻、更薄、封装密度更高,更好的电性能和热性能,更高的可靠性,更高的性能价格比。 一、微电子封装的概述 1、微电子封装的概念 微电子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,引出连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。在更广的意义上讲,是指将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确定整个系统综合性能的工程。 2、微电子封装的目的 微电子封装的目的在于保护芯片不受或少受外界环境的影响,并为之提供一个良好的工作条件,以使电路具有稳定、正常的功能。 3、微电子封装的技术领域 微电子封装技术涵盖的技术面积广,属于复杂的系统工程。它涉及物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等各门学科,也使用金属、陶瓷、玻璃、高分子等各种各样的材料,因此微电子封装是一门跨学科知识整合的科学,整合了产品的电气特性、热传导特性、可靠性、材料与工艺技术的应用以及成本价格等因素,以达到最佳化目的的工程技术。 在微电子产品功能与层次提升的追求中,开发新型封装技术的重要性不亚于电路的设计与工艺技术,世界各国的电子工业都在全力研究开发,以期得到在该领域的技术领先地位。

微电子封装复习提纲

微电子封装复习提纲 1.对焊点可靠性设计和可靠性的评价重点应该是焊料的材料特性(特别是疲劳特性) 2.工艺设计的顺序:(1)焊点可靠性的设计(2)电路板焊盘的时设计(3)印刷网板开口 设计。 3.焊点的可靠性设计的目标:求的必要的焊料量。 4.曼哈顿想象:矩形片式组件的一端焊接在焊盘上,另一端则翘立的现象。 5.焊锡量是焊料量的2倍。 6.连接器按应用分:(1)信号应用(2)功率应用 7.连接器的组成:接触角接口、接触角镀层、接触黄簧片、连接器外壳 8.接触件设计的主要参数:接触镀层、接触压力、几何形状。 9.接触簧片材料的选择:黄铜、磷青铜、铍青铜(抗疲劳特性最好)。 10.压接系统包括:电线、压阶端和压接工具 11.减少串绕的方法:在信号导体之间引入接地或加大两根导体之间的距离。 12.焊膏的组成:软钎焊料合金粉末、载体体系和钎剂体系。 13.无铅合金的基体必须是锡基。 14.IC封装类型:(1)直接粘接(2)通孔插式(3)表面安装 15.TQPF封装的引线可以最少32个I/O端子 16.封装技术:(1)模塑技术(2)模压陶瓷(3)层压陶瓷(4)层压塑料以及其它(金属 气密IC封装) 17.封装主要功能:(1)信号分配(2)电源分配(3)热耗散:使结温处于控制阶范围之内 (4)防护:对器件的芯片和互连进行机械、电磁、化学等方面的防护。 18.模塑料的固化温度在450℃4小时之内, 19.热膨胀系数(TCE)焊点越高,越塌陷。 20.电解薄膜:(1)溅射(2)蒸发 21.传感器的封装:微电子机械封装。 22.方阻只与面积面积有关与高度无关。 23.厚膜材料组织大小与烧结工艺有关(金属氧化物与玻璃的比越高电阻越低) 24.引线键合的方式有:热压键合,超声键合,热超声键合。 二、简答题 1、接触件为什么要镀层? 答:1、为了对接触簧片基底金属进行腐蚀防护。 2、针对建立和保持接触界面尤其是金属接触界面,优化表面特性 2、软钎钎焊料合金选用原则? 答:(1)合金熔化范围,这与使用温度有关(2)合金的机械性能,这与使用条件有关。 (3)冶金相容性,这主要考虑浸出现象和有能生成金属间化合物。(4)使用环境相容性,这主要考虑银的迁移。(5)在特定基板上的润湿力。(6)成分是共晶还是非共晶。 3表面封装技术的优点? 答:(1)提高了电气密度(2)缩小了元器件尺寸(3)减轻了重量(4)缩短了互连(5)缩短了引线(6)改善了电性能(7)更适应自动化(8)降低了大规模生产成本。

微电子封装技术综述论文资料

微电子封装技术综述论文 摘要:我国正处在微电子工业蓬勃发展的时代,对微电子系统封装材料及封装技术的研究也方兴未艾。本文主要介绍了微电子封装技术的发展过程和趋势,同时介绍了不同种类的封装技术,也做了对微电子封装技术发展前景的展望和构想。 关键字:微电子封装封装技术发展趋势展望 一封装技术的发展过程 近四十年中,封装技术日新月异,先后经历了3次重大技术发展。 IC封装的引线和安装类型有很多种,按封装安装到电路板上的方式可分为通孔插入式TH 和表面安装式SM,或按引线在封装上的具体排列分为成列四边引出或面阵排列。微电子封装的发展历程可分为3个阶段: 第1阶段,上世纪70年代以插装型封装为主。70年代末期发展起来的双列直插封装技术DIP,可应用于模塑料,模压陶瓷和层压陶瓷封装技术中,可以用于IO数从8~64的器件。这类封装所使用的印刷线路板PWB成本很高,与DIP相比,面阵列封装,如针栅阵列PGA,可以增加TH类封装的引线数,同时显著减小PWB的面积。PGA系列可以应用于层压的塑料和陶瓷两类技术,其引线可超过1000。值得注意的是DIP和PGA等TH封装由于引线节距的限制无法实现高密度封装。 第2阶段,上世纪80年代早期引入了表面安装焊接技术,SM封装,比较成熟的类型有模塑封装的小外形,SO和PLCC型封装,模压陶瓷中的CERQUAD层压陶瓷中的无引线式载体LLCC和有引线片式载体LDCC,PLCC,CERQUAD,LLCC和LDCC都是四周排列类封装。其引线排列在封装的所有四边,由于保持所有引线共面性难度的限制PLCC的最大等效引脚数为124。为满足更多引出端数和更高密度的需求,出现了一种新的封装系列,即封装四边都带翼型引线的四边引线扁平封装QFP 与DIP,相比QFP的封装尺寸大大减小且QFP具有操作方便,可靠性高,适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,封装外形尺寸小,寄生参数减小适合高频应用。Intel公司的CPU,如Intel80386就采用的PQFP。 第3阶段,上世纪90年代,随着集成技术的进步,设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI,VLSI,ULSI相继出现,对集成电路封装要求更加严格,IO引脚数急剧增加,功耗也随之增大。因此,集成电路封装从四边引线型向平面阵列型发展,出现了球栅阵列封装BGA,并很快成为主流产品。90年代后期,新的封装形式不断涌现并获得应用,相继又开发出了各种封装体积更小的芯片尺寸封装CSP。与时,多芯片组件MCM发展迅速,MCM是将多个半导体集成电路元件以裸芯片的状态搭载在不同类型的布线基板上,经过整体封装而构成的具有多芯片的电子组件。封装技术的发展越来越趋向于小型化,低功耗,高密度,典型的主流技术就是BGA技术和CSP技术。BGA技术有很多种形式如陶瓷封装BGA,CBGA塑料封装,BGA PBGA以及Micro BGA。BGA与PQFP相比,BGA引线短,因此热噪声和热阻抗很小,散热好。耦合的电噪声小,同时BGA封装面积更小,引脚数量更多,且BGA封装更适于大规模组装生产,组装生产合格率大大提高。随着对高IO引出端数和高性能封装需求的增长,工业上已经转向用BGA球栅阵列封装代替QFP。 随着封装技术的发展及进步,我国科研院所从事电子封装技术研究是与电子元器件的研制同时起步的,随着电子元器件技术的发展,电子封装技术同步发展。特别是集成电路技术的发展,促进了电子封装技术日新月异的变化。目前,全国从事封装技术研究的科研院所有33家,其中信息产业部系统16家,其他系统17家。从事封装研究的从业人员1890余人,其中技术人员900余人,主要从事:陶瓷外壳封装、塑料外壳封装、金属外壳封装、金属-

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