微电子封装技术重点.doc

PAGE / NUMPAGES 绪论 微电子封装技术的发展特点和趋势 　发展特点: 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列发展 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） 从陶瓷封装向塑料封装发展 从注意发展IC芯片向先发展后道封装再发展芯片转移 发展趋势： 微电子封装具有的Ｉ/Ｏ引脚数将更多 微电子封装应具有更高的电性能和热性能 微电子封装将更轻、更薄、更小 微电子封装将更便于安装、使用和返修 微电子封装的可靠性会更高 微电子封装的性能价格比会跟高，而成本却更低，达到物美价廉 微电子封装技术的分级 芯片互连级(零级封装)、一级封装(多芯片组件)、二级封装（PWB或卡)三级封装（母板） 芯片粘接方式有哪几种 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 微电子封装的功能 电源分配 信号分配 散热通道 机械支撑 环境保护 芯片互连技术 引线键合的分类及特点 热压焊 压悍时芯片与焊头均要加热,容易使焊区和焊丝形成氧化层。同时，由于芯片加热温度高，压焊时间一长，容易损害芯片，也容易在高温下形成异质金属影响器件的可靠性和寿命 超声焊 焊接强度高于热压焊,不需加热可在常温下进行,因此对芯片性能无损害,可根据不同的需要随时调节超声键合能量,改变键合条件 金丝球焊 操作方便灵活,而且焊点牢固，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 金丝球焊的主要原理 引线键合的主要材料 热压焊、金丝球焊主要选用Ａｕ丝，超声焊主要用Al丝和Si—Ａｌ丝,还有少量的Ｃu—Al和Cu—Si—Al等 载带自动焊(TAB)技术的特点及应用 特点： TＡB结构轻、薄、短、小 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 TAB的引线电阻、电容和电感均比WＢ的小得多 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 TAB采用Cu箔引线，导热和导电性能好，机械强度高 TＡB的键合拉力比ＷＢ高，可提高芯片可靠性 ＴAB使用标准化的卷轴长带，对芯片实行自动化多点一次焊接,同时安装和外引线焊接可实现自动化,从而提高电子产品的生产效率，降低生产成本 应用： TAB技术已不单能满足高Ｉ/Ｏ数的各类IC芯片的互连需求,而且以作为聚酰亚胺（PＩ）—粘接剂—Cｕ箔三层软引线载带的柔性引线,成为广泛应用于电子整机内部和系统互连的最佳方式。此外,在各类先进的微电子封装，如BＧA、CSP//和3D封装中，TAＢ技术都发挥着重要的作用 五 TAB技术的关键材料和关键技术 TAB技术的关键材料包括基带材料、Cｕ箔引线材料和芯片凸点金属材料几部分 TAＢ的关键技术主要包括三个部分:一是芯片凸点的制作技术,二是TAB载带的制作技术，三是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 六 ＴAB载带引线的焊接技术 TAB的内引线焊接技术 1 焊接过程 对位 焊接 抬起 芯片传送 焊接条件 主要有焊接温度、焊接压力和焊接时间确定 焊接后的保护 其方法是涂覆薄薄的一层环氧树脂 TAB的外引线焊接技术 供片 冲压和焊接 回位 倒装焊（FCB）技术的优缺点 优点: FＣB的互连线非常短，互连产生的杂散电容、互连电阻和互连电感均比WB和ＴＡB小得多，更实用于高频、高速的电子产品应用 FCB芯片安装互连占的基板面积小，因而芯片安装密度高 FCＢ的芯片焊区可面阵布局,更适于高I／/Ｏ数的LＳI、ＶLＳＩ芯片使用 缺点 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 倒装焊同各材料间的匹配所产生的应力问题也需要很好的解决 FＣB的特点及应用 特点:具有高的安装密度。高I/Ｏ数和较低的成本，以及可直接贴装HIC,ＰWＢ板，MCM等优越性 芯片凸点的制作工艺 主要有蒸发/溅射发、电镀法、化学镀法、机械打球法、激光法、置球和模板印刷法、移置法、叠层制作法和柔性凸点制作法等 UＢＭ的含义、结构和材料 UBM：芯片凸点下多层金属化 结构:粘附层—阻挡层—导电层 材料：粘附层：Cr，Ti，Ni 阻挡层：Pt，W，Pd，Ｍｏ,Cu，Ｎｉ　作用防止上面的凸点金属越过薄薄的粘附层与Ａl焊区形成脆性的中间金属化合物 导电层：Ａu,Cｕ,Nｉ，Pb—Sn，In等 凸点芯片的FCB技术的可靠性 热压FCＢ的可靠性 C4技术的可靠性 环氧树脂光固化FCＢ的可靠性 各向异性导电胶ＦCB的可靠性 柔性凸点FCB的可靠性 Ｃ4技术的优点 Ｃ4除了具有一般凸点芯片FCB的优点外，它的凸点还可整个芯片面阵分布，再流时能够弥补基板的凹凸不平或扭曲等 C4的芯片凸点使用高熔点的焊料，倒装焊再流时，C4凸点不变形 倒装焊时P