微电子封装 考试重点解析

术语解释 ACA        各向异性到点胶 BGA        焊球阵列 C4        可控塌陷芯片连接 CBGA    陶瓷焊球阵列 CCGA    陶瓷焊柱阵列 CSP        芯片尺寸封装 Dip        双列直插式封装 FCB        倒装焊 FPBGA    窄节距焊球阵列 KGD        优质芯片 LCC        无引脚片式载体 LCCC    无引脚陶瓷片式载体 LCCP    有引脚片式载体封装 MCM        多芯片组件 MCP        多芯片封装 PGA        针栅阵列 PQFP    塑料四边引脚扁平封装 SIP        单列直插式封装/系统级封装 SMP        表面安装封装 SOP        小外形封装/系统级封装 （system on/in a package） TAB        载带自动焊 THT        通孔插装技术 UBM        凸点下金属化 WB        引线键合 WLP        圆片级封装 1.微电子封装技术的发展特点 1.微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展，引脚由四边引出向面阵排列发展。 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.以陶瓷封装向塑料封装发展 4.以注重发展IC芯片向先发展后道封装再发展芯片转移 2.微电子封装的发展趋势 1.I/O引脚数将更多 2.更高的电性能和热性能 3.更轻、更薄、更小 4.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 3.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 4.芯片互联技术 1.WB引线键合 2.TAB载带自动焊 3.FCB倒装焊 5.微电子封装的功能 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 6.WB的分类与特点 1.热压焊 2.超声焊 3.金丝球焊 7.Au-Al焊接的问题及其对策 金铝接触加热到300℃会生成紫色的金属间化合物，接触电阻更大，更具脆性，因为呈白色俗称白斑。由于这类化合物各项参数的不同，反应时会产生物质移动，从而在交界层形成可见的“柯肯德尔空洞”，引起器件焊点脱开而失效。 对策：避免在高温下长时间焊压，器件的使用温度也应尽可能低一些。 8.TAB的分类和标准 1.TAB单层带：成本低，制作工艺简单，耐热性能好，不能筛选和测试芯片 2.TAB双层袋：可弯曲，成本较低。设计自由灵活，可制作高精度图形，能筛选和测试芯片，带宽为35mm时尺寸稳定性差 3.TAB三层带：Cu箔与PI粘接性好，可制作高精度图形，可卷绕，适与批量生产，能筛选和测试芯片，制作工艺较复杂，成本较高。 4.TAB双金属带：用于高频器件，可改善信号特性。 9.固态工艺涂点制作的结构图 P44 2-14B  2-15 10.芯片凸点的制作工艺 蒸发/建设法、电镀法、化学镀法、机械打球法、激光法、置球和 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 印刷法、移置法、叠层制作法和柔性凸点制作法。 11.电镀凸点制作法 1.Si3N4钝化，检测并标记Si圆片IC    2.蒸发/溅射 Ti-W-Au 3.光刻出电极窗口多层金属化            4.闪溅金属层 5.涂（贴）厚光刻胶（膜）                6.光刻电镀凸点窗口 7.电镀Au凸点                        8.去除胶膜，腐蚀闪溅Au（或Cu） 12．各类FCB的工艺方法的比较 FCB工艺方法 关键工艺技术 主要特点和适用范围 热压FCB 高精度热压FCB机，调平芯片与基板的平行度 FCB时加热温度高、压力大，对凸点高度一致性和基板平整度要求高。适用于硬凸点芯片FCB 再流FCB 控制焊料量和再流焊的温度 FCB时可自对准，可控制焊料塌陷程度，对凸点高度一致性和基板平整度要求较低。适于使用SMT对焊料凸点芯片FCB 环氧树脂光固化FCB 光敏树脂的收缩力和UV光固化 利用树脂的收缩应力，FCB为机械接触，应力小。适于微小凸点芯片FCB ACA-FCB 避免横向短路和UV光固化 到点例子压缩在凸点与基板焊区间，只上下到点。适于各类要求低温度的显示器COG的FCB       13.倒装焊接后的芯片下填充 倒装焊后，在芯片与基板间填充环氧树脂，不但可以保护芯片免受环境如湿气、离子等污染，利于芯片在恶劣的环境下正常工作，而且可以使芯片耐受机械振动和冲级。特别是填充树脂后可以减少芯片与基板（尤其PWB）间热膨胀失配的影响，即可见小芯片凸点连接处的应力和应变。此外，由于填充使应力和应变再分配，从而可避免远离芯片中心和四角的凸点连接处的应力和应变过于集中。这些最终可使填充芯片的可靠性比无填充芯片的可靠性提高10~100倍。 14.插装元器件的分类 圆柱形外壳封装（TO）        矩形单列直插式封装（SIP） 双列直插式封装（DIP）        针栅阵列封装（PGA） 15.封帽工艺 见P92 93 16塑料封装吸潮开裂的机理 塑封开裂过程分为水汽吸收聚蓄期、水汽蒸发膨胀期和开裂萌生扩张期 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。 塑料封装吸潮开裂的对策 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 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 a) 高温烘烤法 125℃ 相对湿度＜50% 24小时  优缺点：周期短，引脚可焊性下降 b) 低温烘烤法 40~50℃ 相对湿度＜5% 196小时优缺点：安全可靠，时间长 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 17.BGA的封装类型和结构 主要有PBGA（塑封BGA）、CBGA（陶瓷BGA）、CCGA（陶瓷焊柱阵列）、TBGA（载带BGA）、MBGA（金属BGA）、FCGBA（倒装BGA）、EBGA（带散热BGA） CBGA的优点 可靠性高，电性能优良 共面性好，焊点形成容易。 对湿气不敏感 封装密度高 和MCM工艺相容 连接芯片和元件返修性好 CBGA的缺点 1.由于基板和环氧树脂印制电路板的热膨胀系数不同，因此热匹配性差。CBGA-FR4基板组装时，热疲劳寿命短。 2.封装成本高 CCGA采用10%Sn-90%Pb焊柱代替焊球。焊柱较之焊球可降低封装部件和PWB连接时的应力。这种封装清洗容易，耐热性能好喝可靠性较高的特点。 18.X射线断层检测 X射线断层工艺过程检测系统不仅能探测严重的焊点连接缺陷，而且能精确地检测BGA焊点的形状和关键尺寸。详细阅读P130 19.CSP封装技术 JEDEC规定LSI芯片封装面积小于或等于LSI芯片面积的120%的产品成为CSP。日本松下将LSI芯片封装每边的宽度比其芯片打1mm以内的产品成为CSP CSP特点有 1.体积小        2.可容纳的引脚最多        3.电性能良好        4.散热性能优良 20.焊球连接缺陷 图见P146 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 21.PBGA安装件的焊点可靠性试验 热应力 应力，应变沿着对角线方向，随着距离芯片中心位置的距离增大而增大。对于PBGA安装件的优化设计，焊球应放在应变、应力小的位置，避免在四角处安防。 机械应力 22.MCM布线分析 MCM布线的目的是利用衬底中的信号布线完成I/O引脚的连接。布线的方法主要有3D迷宫布线法、分层布线法、SLICE布线法和四通孔布线法。 23.多功能芯片组件的通孔 通孔包括盲孔、埋孔、阶梯式通孔、交错式通孔和螺旋式通孔。 盲孔连接外信号层与内埋层；埋孔连接两个内埋层；阶梯式通孔以阶梯形式在基板中展开，一个通孔不应在另一个通孔下方；交错式通孔的排列，一个通孔可以在另一个通孔的正下方，他们之间至少由一个介质层隔开；螺旋式通孔与交错式通孔相似，必须由两个介质层隔开。图见P174 24.热分析的数学方法（热阻计算）见P178 25.两类冷却技术的比较  见P185 26.基板材料的功能及要求 功能： 1．互连和安装裸芯片或封装芯片的支撑作用 2．作为道题图形和无源元件的绝缘介质 3．将热从芯片上传导出去的导热媒体 4.控制高速电路中的特性阻抗、串扰以及信号延迟 要求： 1电性能：    高的电绝缘电阻，低的、一致的介电常数 2热性能：    热稳定性好，热导率高，各种材料的热膨胀系数相近 3机械性能：    孔隙度低，平整性好，强度较高，弯度小 4化学性能：    化学稳定性好，制作电阻或道题相容性好 27.几种主要基板材料 氧化铝    氮化铝    有机多层基板材料    共烧陶瓷基板材料    硅基板材料    金刚石 （六种材料特性于P215~224） 金刚石有最高的热导率、低的介电常数、高的热辐射阻值和优良的钝化性能。是已知材料中最硬和化学稳定性最好的材料。 28.MCM金属材料 MCM金属化分为基本和辅助两种。 基本金属化起电器和导热作用，如构成信号线的导带、接地端、电压输出端、通孔互连、热沉和散热片。 辅助金属化作为扩散阻挡层、粘接助剂、腐蚀和氧化阻挡层以及将期间连接起来的媒体，例如焊料。 MCM金属化要求具备的特性 工程特性 制造特性 电导率高 材料成本低 热导率高 设备及维护成本低 与介质及基板的CTE匹配性好 材料及设备的利用率高 与介质的粘接性好 易于重复制作 抗金属迁移和电迁移 细线和窄间距易于加工 ，图形制造特性好 抗扩散 抗氧化和腐蚀 易于键合   易于焊接       另参见P233 234的薄膜金属化材料 29.PWB基板多层布线的基本原则 为了减少或避免多层布线的曾建干扰，特别是高频应用下的曾建干扰，两层见的走线应互相垂直；设置的电源层应布置在内层，它和接地层应与上下各层的信号层相近，并尽可能均匀分配，这样既可防止外界对电源的扰动，也避免了因电源线走线过长而严重干扰信号的传输。 具体结构可参见P249