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。

表面贴装技术SMTSMT主要工艺：波峰焊工艺和回流焊工艺互连技术定义：是指实现芯片与芯片间，芯片与封装衬底间以及器件与基板间的物理量（电信号、光信号和流体新号等）连接技术。

互连技术的功能：1：保证芯片、器件与系统的电源、地和电信号的畅通；2：满足封装结构优化的需要；3：提供芯片的机械支撑和散热。

互连技术的分类三种：1：引线键合技术WB2：载带自动焊技术TAB3：倒装焊技术FCB引线键合定义：是指通过AU、Al等的微细线，将芯片电极与引线框架或布线板电路上对应的电极键合连接的技术。

引线键合技术根据键合装置的自动化程度高低分为手动、半自动和全自动根据键合工艺特点分为：超声键合、热压键合和热超声键合。

载带自动焊技术：是一种基于金属化柔性高分子载带将芯片组装到基板上的集成电路封装技术。

倒装焊定义：是指芯片面朝下、将芯片焊区与基板焊区直接互连的技术，它是一种无线芯片互连技术。

微电子封装形式分类按封装材料分，主要可分为四种形式：金属封装、陶瓷封装、塑料封装和金属陶瓷封装；按气密性分：气密封装和非气密性封装。

金属封装特点：精度高，尺寸严格；金属零件以冲、挤为主，便于大量生产；价格低廉，性能优良；芯片放置容易，应用灵活，可靠性高，可以得到大体积的空腔。

气密性封装塑料封装的主要特点：工艺简单，成本低廉，便于自动化大生产。

陶瓷封装的特点：1：气密性好，封装体的可靠性高；2：具有优秀的电性能，可实现多信号、地和电源层结构，并具有对复杂的器件进行一体化封装的能力；3：导热性性能好，可降低封装体热耗散体积限制和成本；4：烧结装配时尺寸精度差、介电系数高，价格昂贵。

SIP：单列直插式封装single in-line packageDIP：双列直插式封装dual in-lin packageZIP：Z型引脚直插式封装zigzag in-lin packageS-DIP：收缩双列直插式封装shink dual in-line packageSK-DIP：窄带双列直插式封装skinny dual in-line packagePGA：针栅阵列插入式封装pin grid arraySOP：小外形封装small out-line packageMSP：微型四方封装mini square packageQFP：四边引脚扁平封装quad flat packageFPG：玻璃（陶瓷）扁平封装flat package of glassLCCC：无引脚陶瓷封装芯片载体leadless chio ceramic carrierPLCC：塑封无引脚封装芯片载体plastic leadless chip carrierSOJ：J型引脚小外形封装small out-line J lead packageBGA：球栅阵列封装ball grid arrayCSP：芯片尺寸大小封装chio size package 芯片级封装chio scale packageTCP：载带封装tape carrier package基板技术将面临来自三个不同方面的挑战：1：微电子芯片发展的要求，即大面积化、针脚四边引出和表面贴装化、引脚阵列化和引脚间距密度化；2：元器件发展的要求，即无引线化、小型化、片式化和集成化都需要与基板一起设计和制造并制成埋入式结构；3：MEMS应用方面的要求，布线高密度化、层间互联精细化、机构的三维化/立体化。

基板选择与设计时需要重点考虑基板的材材料参数电参数热参数结构参数等，具体体现在一下方面：1：材料参数方面：介电常熟、热膨胀系数和热导率等重要参数；2：在结构方面，实现布线图形的精心化、层间互联小孔径化和电气参数最优化；3：在热性能方面，重点考虑耐热性与Si等芯片材料的热匹配和系统的良好导热性；4：电参数方面：a.减小信号传输延迟时间Tpd，b.系统内部分间特性阻抗的匹配；c.降低L、C和R的寄生效应，使引线间距最短化，使用低磁导率的导体材料、低介电常数的基板材料等；d.为了降低交调噪声，要尽量避免信号线之间距离太近和平行布置，同时为了减小此影响，应选用低介电常数的基板材料；e.电路图形设计要考虑到防止信号发射噪声。

在微电子封装中主要按照基板的集体材料来分，可以分为三类：1：有机基板：包括纸基板、玻璃布基板、复合材料基板、环氧树脂类、聚酯树脂类、耐热塑性基板和多层基板等；2：无机基板：包括金属类基板、陶瓷类基板、玻璃类基板、硅基板和金刚石基板等；3：复合基板：包括功能复合基板、结构复合基板和材料复合基板等。

陶瓷基板基本性能要求：1：电性能要求低介电常数、低介电损耗、高绝缘电阻、高绝缘击穿电压，以及高温高湿性能稳定；2：热性能要求高热导率、良好散热性、热膨胀系数与待装配器件匹配，以及优秀的耐热性能；3：机械性能要求高机械强度、良好的可加工性能、适合精细化和多层化制作工艺，以及表面光滑、变形小、无弯曲和无微裂纹等；4：其他性能要求包括：化学稳定性能好，易金属化；无吸湿性；无毒性和公害物质；成本低廉。

氧化铝基板特点：价格较低、综合性能最好。

气密性好、可靠性高应用：主要应用于HIC用基板、LSI封装用基板和多层电路基板/复合基板氮化铝基板特点：热导率高，热膨胀系数（CTE）与硅片相匹配高强度、轻质量密度应用：主要作为MCM封装的基板莫来石特点：有良好的化学稳定性、热稳定性。

高频电特性及轻质量等优点与氧化铝比其介电常数低热膨胀系数低碳化硅特点：是强共键化合物，硬度仅次于金刚石、氮化硼，而且具有优良的耐磨性、耐药品性。

热扩散系数大，而且热膨胀系数与Si更接近；但是介电常数偏高，绝缘耐压差。

应用：多用于耐压性要求不高又存在其他问题的低压电路以及VLSI高散热封装电路氧化铍特点：热导率高。

高熔点。

高强度、高绝缘性、低介电常数、低介质损耗以及良好的封装工艺适应性等特点应用：在微波技术、真空电子技术、核技术、微电子与光电子领域都收到了重视和应用，尤其是在大功率半导体器件与电路、大功率微波真空器件以及核反应堆中，他一直是制备导热元件的主流陶瓷材料。

低温共烧陶瓷LTCC 种类与特点：1：硼硅酸铅玻璃-AL2O3系特点：强度大但是含有铅2：硼硅酸玻璃+石英玻璃+堇青石系特点：具有低介电常数以及热膨胀系数可控制在于硅相近的水平。

3：硼硅酸玻璃-AL2O3-镁橄榄石系4：硼硅酸玻璃-AL2O3系5硼硅酸玻璃-AL2O3处理的氧化锆系特点是在相当宽的温度范围内，其热膨胀系数与GaAs 单晶的热膨胀系数相近，因此，可作为HEMP的实装基板。

LTCC多层基板的工艺流程：流延——生瓷片——打孔——通孔填充——金属化——叠层热压——切片——排胶烧结——测试——LTCC多层基板表面贴装技术SMT基本工艺流程：丝印——点胶——贴装——固化——回流焊接——清洗——检测——返修SMT的优点：1：由于基板不采用通孔二采用埋层互连布线技术，可以留出更多的空间来布线，从何提高了布线密度；在相同的功能情况下，可以减小面积、还可以减小层数以使整个组件成本降低。

2：质量减轻，特别适用于一些要求机动性高一级质量轻的电子设备3：比插入式更有利于实现自动化，安装速度提高，从而特高了劳动生产率，降低了组装的成本4：由于采用了焊膏材料及新的焊接技术，提高了焊接质量，避免了连线、虚焊和变形等问题。

5：由于面积减小而使布线长度大幅度缩短，寄生电感和寄生电容也相应降低，是信号传输速度成倍提高，噪声下降，从而提高了组件的电性能指标。

SMT的缺点：1：随着安装密度的提高，相应的测试难度也随之增加，检测成本上升；2：为了实现表面安装，必须将各种用于插装的元器件的封装结构加以改造；表面贴装元件（SMC）表面贴装器件(SMD)SMD优点：1：SMD的体积小、质量轻、所占基板面积小，因而封装密度高。

2：与DIP相比，具有优异的电性能。

3：适合自动化生产4：降低生产成本5：能提高可靠性6：更有利于环境保护SMD的缺点：由于封装密度高，线路板功率高，散热是个大问题。

BGA球状引脚栅格阵列封装技术，是一种高密度表面装配封装技术，在封装的地步，引脚成球状并排列成一个类似于格子的图案BGA的类型：塑料焊球阵列封装（PBGA）陶瓷焊球阵列封装（CBGA）载带焊球阵列封装（TBGA）BGA的焊球分布主要有全阵列和部分阵列两种方法全阵列是焊球均匀地分布在基板的整个底面部分阵列是焊球分布在基板的周边、中心部分，或周边、中心部位都有无铅焊料的弱点：1：侵润性差2：熔点高3：金属溶解速度快CSP：即芯片尺寸封装CSP封装的特点：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CSP封装分类：1：柔性基板CSP2：刚性基板CSP3：引线框架式CSP4：焊球阵列CSP5：圆片级再分布CSPSiP 系统集成封装SiP有三种主要方法第一种是无源和分离元件与有源IC的集成，第二种是3D封装技术第三种是将电源与地线的分布于芯片分开，与某种WLP再分配技术一起用于FciP解决方案SoC 系统级芯片无铅焊料的分类1：Sn-In系焊料2：Si-Bi系焊料3:Sn-Znv 4:Sn-Cu系焊料5:Sn-Ag系焊料6:Sn-Ag-Cu系焊料7:Sn-Zn-Bi系焊料MCM多芯片模块的定义：俩个或更多的集成电路裸芯片电连接于共同电路基板上，并利用它实现芯片间互联的组件。