通孔技术
如何在高速PCB设计中充分利用通孔技术(THT)
环测威官网：/目前，高速PCB设计已广泛应用于电信，计算机，图形和图像处理等众多领域，所有高科技增值产品均设计用于低功耗，低电磁辐射，高可靠性，小型化和轻便化重量。
为了实现这些目标，通孔技术（THT）的设计和实现对于高速PCB设计具有极其重要的意义。
通孔技术通孔是多层PCB设计的重要组成部分之一。
通孔由电源平面的通孔，焊盘和隔离区三部分组成，如下图所示。
THT是通过以化学沉积的方式在孔壁上镀覆金属层而获得的，使得来自电路板的每个内层或平面的铜箔可以彼此连接。
通孔的两侧以普通衬垫的形状产生，两者都可以在顶层和底层上直接连接并且也可以保持不连接。
通孔在电连接，固定和定位部件中起作用。
就THT而言，通孔通常分为通孔，盲孔和埋孔：a。
通孔通孔穿过电路板的所有层，适用于内部互连或起定位孔的作用。
由于通孔过孔可以通过低成本技术获得，因此它们被大多数PCB广泛应用。
湾盲孔指的是负责表面迹线与下方内部迹线之间连接的孔，具有一定的深度。
通孔深度和通孔直径之间的比率通常不超过某个值。
C。
通过埋葬是指位于内部层的连接通孔，这是从PCB板的外观看不到的，因为它不能扩展到电路板的表面。
盲孔和埋孔都位于电路板的内层中，并且它们在层压之前产生。
THT中的寄生电容环测威官网：/通孔具有寄生电容到地面。
地平面上隔离通孔的直径为D 2 ; 通孔垫的直径为D 1 ; PCB厚度为T ; 衬底材料的介电常数是ε。
然后，通孔的寄生电容可以通过公式来计算c ^ =1.41 εŤ d 1 /（d 2 - d 1）寄生电容对电路的主要影响是延长信号的上升时间和降低电路运行速度。
因此，较低的寄生电容越好。
THT中的寄生电感通孔也具有寄生电感。
在高速数字电路设计过程中，寄生电感引起的危害通常大于寄生电容引起的危险。
寄生串联电感会削弱旁路电容的功能，降低整个电力系统的滤波效果。
当通孔的电感表示为L，通孔长度为h，通孔直径为d时，通孔的寄生电感可以通过符合公式L = 5.08 h [In（4 h / d）+1 来计算出来]基于该公式，通孔直径很少与电感相关，影响电感的最大元素是通孔长度。
硅通孔技术TSV研究ppt课件
TSV技术面临的难题：
➢在价格与成本之间的极大障碍
➢新技术的不确定性所隐含的风险
➢实际的量产需求
1
概述
发展 状况
TSV 的 应用
GaAs 基TSV 20/03/2020
TSV的研究动态
TSV参数 最小TSV直
径 最小TSV间
3
TSV封装剖面图
概述
发展 状况
TSV 的 应用
TSV的研究动态
TSV的关键技术之一——通孔刻蚀
➢ 前通孔(via first)：
在 IC 制 造 过 程 中 制 作 通 孔，分为前道互连和后 道互连
➢ 后通孔(via last) :
制造完成之后制作通孔
GaAs
基TSV 20/03/2020
4
概述
台积电有在28nm以下工艺量产三维LSI的意向。
TSV的 应用
GaAs 基TSV 20/03/2020
以多种尺寸和配置而形成的TSV 和再布线层
12
连接300mm晶圆和半导体芯片的微凸点
TSV的研究动态
概述
2010年12月三星公司采用TSV技术，成功开发出基于该 公司先进的绿色DDR3芯片的8GB RDIMM内存。
感测器
OsmiumTM from Aptina 9
TSV的研究动态
概述
发展 状况
应用TSV的影像感测器实例
2009年3月， 意法半导体推出市场上首款集成扩展景深 （EDoF）功能的1/4英寸光学格式3百万像素Raw Bayer传感器。 意法半导体最新的影像传感器可实现最小6.5 x 6.5mm的相机 模块，而且图像锐利度和使用体验非常出色，同时还兼有尺 寸和成本优势，是一款智能型自动对焦相机解决方案。
通孔插入安装技术
7.3 手工插件
元器件的通孔插入方法有手工插件和机械自动 插件两种，随着，装联水平的提高，在大批量稳定 生产的企业，普遍采用了机械自动插件的方式，但 即使采用机械自动插件后，仍有一部份异形元器件 （如集成电路、电位器、插座等）需要手工插件， 尤其在小批量多品种的产品装联中，采用机械自动
(5)专用测试点
印制板上应单独设计专用测试点、 作为调 试、检测时触针的触点，而不要借用元器件引 线的焊点来 测试，以免
造成对焊点
的损伤。
(6)安装或支撑孔
孔的四角必须有弧度,以免冲模的冲击引起裂缝
(7)拼板法 将印制板合理的拼接，适应机械自动焊的要 求。
2．加工的工艺性 (1)引线孔的加工要求 必须一次冲制成型。
而影响元器件的
可靠性。
②成型台阶
元器件插入印制板后的高度有两种安装要求。 一种是元器件的主体紧贴板 面，不需要控制； 另一种是需要与板面保持一
定的距离。
目的：
大功率元器件需要增加引线长度以利散热；
元器件引线根部的漆膜过长。
控制方法：将元器件引线的适当部位弯成台阶。 高度： 卧式元器件5～10毫米，
对插件工的工作质量应该有明确的考核指标，一 般插件差错率应控制在65PPM之内。 （插入1万个元件，平均插错不超过0.65个）
7.3.3不良插件及其纠正
插错和漏插
这是指插入印制板的元器件规格、型号、
标称值、极性等与工艺文件不符，
产生原因：它是由人为的误插及来料中有混
料造成的。 纠正方法：加强上岗前的培训，加强材料发放 前的核对工作，并建立严格的质量责任制。
立式元器件3～5毫米, 其中电解电容器约2.5毫米。
通孔技术
铜焊盘 元件引脚
非支撑孔(Unsupported Holes) 非支撑孔
元件本体 PCB板基材 板基材
铜焊盘 元件引脚
支撑孔(supported Holes) 支撑孔
元件本体 PCB板基材 板基材
铜焊盘 元件引脚
有引脚的镀通孔 – 最低可接受焊点
主面(焊接 主面 焊接 终止面)的 终止面 的 焊盘被润 湿的焊料 覆盖的百 分比
通孔元件介绍
Prepared by : Leo Xu
电子元件分类
1.极性: 无极性元件: 电阻,电容,排阻,电感; 有极性元件: 二极管,电解电容,三极管; 2.元件: 轴向元件 径向元件 3.方向: 水平 垂直
非支撑孔(Unsupported Holes) 非支撑孔
元件本体 PCB板基材 板基材
主面(焊接终 主面 焊接终 止面)上的引 止面 上的引 脚起始面) 焊接起始面 的焊盘被润湿的焊 料覆盖的百分比
辅面(焊接起始面 辅面 焊接起始面) 焊接起始面 上的引脚和内壁 润湿和填充
3D封装与硅通孔TSV工艺技术
TSV技术简介
TSV技术
TSV (through silicon via)穿透硅通孔技术，简称硅通孔技术。TSV是利 用垂直硅通孔完成芯片间互连的方法, 由于连接距离更短、强度更高, 它能 实现更小更薄而性能更好、密度更高、尺寸和重量明显减小的封装, 同时还 能用于异种芯片之间的互连。
图1所示是4层芯片采用载带封装方法 (图 1(a))和采用TSV方法(图1(b)) 封装的外形比较。
一体机示意图(东京精密PG200／300)
芯片减薄
存在的问题：
•机械研磨和化学机械抛光还可能会在硅晶圆表面产生严重的内应力，这些应力 会引发弯曲和翘曲。同时，由于是先用铜将 TSV填满后进行 CMP工艺这样在过 程中铜和硅容易发生扩散而且破坏绝缘层，从而破坏 TSV互连。
•针对以上问题，袁娇娇等人研究通过对硅晶圆进行局部减薄来实现的局部减薄， 即将硅晶圆的大部分减薄 利用没有减薄的部分支撑硅晶圆完成表面微加工工艺 局部减薄是通过对硅晶圆局部刻蚀一定深度以达到局部减薄的目的。
TSV技术简介
1.填埋型3D封装
——在各类基板内或多层布线介质层中“埋置”R、C或IC等元器件，最上 层再贴装SMC/SMD来实现立体封装。
TSV技术简介
2.有源基板型3D封装
——Si圆片规模集成(WLS)后的有源基板上再实行多层布线,最上层再贴装 SMC/SMD。
TSV技术简介
3.叠层型3D封装
芯片减薄
减薄技术面临的首要挑战就是超薄化工艺所要求的<50μm的减薄能力。传
统上，减薄工艺仅仅需要将硅片从晶圆加工完成时的原始厚度减薄到300～ 400μm。在这个厚度上，硅片仍然具有相当的厚度来容忍减薄工程中的磨削 对硅片的损伤及内在应力，同时其刚性也足以使硅片保持原有的平整状态。 另外，随着微电子工业的迅猛发展，圆片直径越来越大，当150mm、 200mm甚至300mm圆片被减薄到150μm以下时，圆片翘曲和边缘损伤问 题变得尤为严重。
通孔回流焊工艺要求
通孔回流焊工艺要求通孔回流焊是一种常见的表面贴装技术，在电子制造行业中广泛使用。
它通过将电子元件焊接到PCB板上进行连接，以实现电子设备的正常运行。
下面是通孔回流焊工艺的要求和相关参考内容。
1. 焊接温度控制：在通孔回流焊过程中，焊接温度是一个非常重要的参数。
焊接温度过高会导致元件损坏，焊接温度过低会导致焊接不良。
因此，对于不同类型的元件，应根据供应商提供的数据和规范来确定适当的焊接温度范围。
2. 焊接时间控制：除了焊接温度外，焊接时间也是影响焊接质量的重要因素。
焊接时间过长可能会导致焊接点过热，焊接时间过短可能会导致焊接不充分。
通常，焊接时间应根据焊接温度和元件类型进行调整，以确保焊接质量。
3. 焊接剂的选择：焊接剂在通孔回流焊工艺中起到重要的作用。
它可以帮助提高焊接质量，并防止氧化。
在选择焊接剂时，应根据焊接材料和工艺要求选择适合的类型和规格的焊接剂。
4. 焊接机器设备的选取：通孔回流焊需要使用专门的焊接设备，如回流焊炉。
在选购设备时，应考虑焊接速度、温度控制的精度、设备的稳定性等因素。
并且，设备的使用和维护也是确保焊接质量的关键。
5. PCB设计的要求：良好的PCB设计对于焊接质量的保证至关重要。
在PCB设计中，应考虑元件的布局、焊盘的大小和间距等因素，以便实现良好的焊接质量。
6. 焊接操作的执行：良好的焊接操作是保证焊接质量的重要保证。
操作人员应熟悉焊接工艺要求，并采取正确的焊接操作，包括元件的放置和固定、焊接温度和时间的控制、焊接剂的喷洒等。
7. 焊后检测的要求：焊接后的检测对于发现焊接缺陷和及时修复非常重要。
可以借助透光检查、高倍显微镜检查、飞针测试等方法来进行焊后检测。
8. 质量管理的要求：通孔回流焊工艺要求严格的质量管理，包括过程记录、检验记录、不良品管理等。
操作人员应按照质量管理程序要求进行操作，并确保焊接质量符合相关标准和规范。
综上所述，通孔回流焊工艺的要求包括焊接温度控制、焊接时间控制、焊接剂的选择、焊接机器设备的选取、PCB设计的要求、焊接操作的执行、焊后检测的要求和质量管理的要求。
通孔镀铜技术详解
通孔镀铜技术详解在印制电路板制造技术中，虽关键的就是化深沉铜工序。
它主要的作用就是使双面和多层印制电路板的非金属孔，通过氧化还原反应在孔壁上沉积一层均匀的导电层，再经过电镀加厚镀铜，达到回路的目的．要达到此目的就必须选择性能稳定、可靠的化学沉铜液和制定正确的、可行的和有效的工艺程序。
一．工艺程序要点：1．沉铜前的处理；2.活化处理；3．化学沉铜。
二．沉铜前的处理：1．去毛刺：沉铜前基板经过钻孔工序，此工序虽容易产生毛刺，它是造成劣质孔金属化的最重要的隐患。
必须采用去毛刺工艺方法加以解决。
通常采用机械方式，使孔边和内孔壁无倒刺或堵孔的现象产生．2．除油污：⊙油污的来源：钻头由于手接触造成油污、取基板时的手印及其它。
⊙油污的种类：动植物油脂、矿物等。
前者属于皂化油类；后者属于非皂化油类。
⊙油脂的特性：动植物油类属于皂化油类主要成分高级脂肪酸，它与碱起作用反应生成能溶于水的脂肪酸盐和甘油；矿物油脂化学结构主要是石腊烃类，烯属烃及环烷属烃类和氯化物的混合物，不溶于水也不与碱起反应。
⊙除油处理方法的选择依据：根据油的性质、根据油沾污的程度。
⊙方法：采用有机溶剂和化学及电化学碱性除油。
⊙作用与原理：□可皂化性油类与碱液发生化学反应生成易溶于水的脂肪酸盐和甘油。
反应式如下：(C17H35COO)3十3NAOH3C17H35COON a+C2H5(OH)2□非皂化油类：主要靠表面活性剂如OP乳化剂、十二烷基磺酸钠、硅酸钠等。
这些物质结构中有两种基团，一种是憎水性的；一种是亲水性．首先乳化剂吸附在油与水的分界面上，以憎水基团与基体表面上的油污产生亲和作用，而亲水基团指向去油液，水是非常强的极性分子，致使油污与基体表面引力减少，借者去油液的对流、搅拌，油污离开基体表面，实现了去油的最终目的。
3.粗化处理：⊙粗化的目的：主要保证金属镀层与基体之间良好的结合强度。
⊙粗化的原理：使基体的表面产生微凹型坑，以增大其表面接触面积，与沉铜层形成机械钮扣结合，获得较高的结合强度。
thr通孔回流焊技术要求(1)
通孔回流焊技术要求近年来,表面贴装技术（SMT）迅速发展起来,在电子行业具有举足轻重的位置。
除了全自动化生产规模效应外,SMT还有以下的技术优势：元件可在PCB的两面进行贴装,以实现高密度组装;即使是最小尺寸的元件也能实现精密贴装,因此可以生产出高质量的PCB组件。
然而,在一些情况下,这些优势随着在PCB上元件贴着力的减少而削弱。
让我们观察图1的例子。
SMT元件的特点是设计紧凑,并易于贴装,与通孔的连接器在尺寸和组装形式上有明显的区别。
图1 PCB上组装有SMT元件（左）和一个大理通孔安装的连接器（右）用于工业领域现场接线的连接器通常是大功率元件。
可满足传输高电压、大电流的需要。
因此设计时必须考虑到足够的电气间隙与爬电距离,这些因素最终影响到元件的尺寸。
此外,操作便利性、连接器的机械强度也是很重要的因素。
连接器通常是PCB主板与“外界部件”通信的“接口”,故有时可能会遇到相当大的外力。
通孔技术组装的元件在可靠性方面要比相应的SMT元件高很多。
无论是强烈的拉拽、挤压或热冲击,它都能承受,而不易脱离PCB。
从成本考虑,大部分PCB上SMT元件约占80%,生产成本仅占60%;通孔元件约占20%,生产成本却占40%,如图2所示。
可见,通孔元件生产成本相对较高。
而对许多制造公司来说,今后面临的挑战之一便是开发采用纯SMT工艺的印刷线路板。
图2 带有通孔无件和SMT元件的PCB根据生产成本以及对PCB的影响,SMT+波峰焊和SMT+压接技术（press in）等现有的工艺还不完全令人满意,因为在现有的SMT工序需要进行二次加工,不能一次性完成组装。
这就对采用通孔技术的元件提出了下列要求：通孔元件与贴片元件应该使用同样的时间、设备和方法来完成组装。
THR如何与SMT进行整合根据上述要求发展起来的技术,称之为通孔回流焊技术（Through-hole Reflow,THR）,又叫“引脚浸锡膏（pin in paste,PIP）”工序,如图3所示。
硅通孔技术加工流程
硅通孔技术加工流程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：硅通孔技术是一种常见的半导体加工技术，用于在硅片上制造微小的通孔，可用于集成电路的制造和其他应用领域。
在这篇文章中，我们将详细介绍硅通孔技术的加工流程，以及每个步骤的相关工艺和设备。
1. 原料准备硅通孔技术的原料主要是硅片，通常采用P型或N型硅片，其厚度通常在几毫米到几十毫米之间。
硅片需要进行表面处理和清洁，确保表面平整，无杂质和污染，以保证通孔加工的精度和质量。
2. 掩膜加工需要在硅片表面涂布一层光刻胶，然后使用光刻机对光刻胶进行曝光和显影，形成图案。
这个图案即为通孔的布局和大小。
在曝光和显影过程中，要确保光刻胶的质量和厚度一致，以保证通孔加工的精度和稳定性。
3. 离子注入在形成的光刻图案上，进行离子注入。
离子注入是一种常用的加工方法，可利用离子束在硅片表面形成通孔的起始。
注入进入硅片后，会产生损伤层，使硅片产生开孔的倾向。
4. 腐蚀加工在离子注入后，需要进行腐蚀加工，以完成通孔的加工。
常用的腐蚀方法有湿法和干法两种。
湿法腐蚀是将硅片浸泡在特定的腐蚀液中，使其表面受到腐蚀，形成通孔。
干法腐蚀是利用气体等的化学反应，将硅片表面进行腐蚀。
5. 清洗和检测通孔加工完成后，需要对硅片进行清洗，去除残留的腐蚀物和杂质。
然后，对通孔进行检测，检查其质量和精度是否符合要求。
通常会采用显微镜、扫描电镜等设备对通孔进行检测和分析。
6. 后处理需要对通孔进行后处理，可以采用化学沉积、物理气相沉积等方法，填充通孔，提高其导电性和机械稳定性。
也可以进行封装和保护措施，以增加通孔的使用寿命和可靠性。
7. 总结硅通孔技术是一种重要的半导体加工技术，具有广泛的应用前景。
通过对硅通孔技术的加工流程的了解，可以更好地掌握其工艺原理和关键步骤，进一步提高通孔加工的效率和质量。
希望本文能对硅通孔技术的研究和应用提供一定的参考和帮助。
第二篇示例：硅通孔技术加工是一种常见的硅加工工艺，主要用于制作各种微型电子器件和传感器。
THT通孔插入安装技术工艺讲座
焊性不良。 搪锡处理虽然解决了可焊性问题，但若不按一定
的规范操作，有可能带来很多副作用，如：元器件 过热损坏；残留焊剂的腐蚀；元器件引线的机械损 伤等。所以，对搪锡操作的严格控制是非常必要的。
(1)搪锡工艺要求 ①助焊剂要求 搪锡时为了清除表面的氧化层，需浸沾助焊剂， 必须选用中性焊剂（弱活性的松香助焊剂，简称： RAM）。 绝对不允许使用具有腐蚀性的酸性助焊剂，以免 残余在引线上的Cl离子、SO2离子带入整机，使引线 逐渐腐蚀而折断。
起的高度与其长度之比, 通孔插装为小于1%。
7.3 手工插件
元器件的通孔插入方法有手工插件和机械自动 插件两种，随着，装联水平的提高，在大批量稳定 生产的企业，普遍采用了机械自动插件的方式，但 即使采用机械自动插件后，仍有一部份异形元器件 （如集成电路、电位器、插座等）需要手工插件， 尤其在小批量多品种的产品装联中，采用机械自动 插件会占用大量的转换和调机时间，因此，手工插 件还是一种很主要的元器件插装方法。
向垂直，可减少集成电路引脚的连焊。
(5)专用测试点 印制板上应单独设计专用测试点、 作为调
试、检测时触针的触点，而不要借用元器件引 线的焊点来 测试，以免 造成对焊点 的损伤。
(6)安装或支撑孔 孔的四角必须有弧度,以免冲模的冲击引起裂缝
(7)拼板法 将印制板合理的拼接，适应机械自动焊的要
求。
2．加工的工艺性 (1)引线孔的加工要求 印制板上的所有孔眼及外形，必须一次冲制成型。
(2)引线孔偏移量
引线孔与焊盘应该是一个同心园，焊盘环宽最 窄处不得小于其标称环宽的1/5，否则容易造成焊法：采用中性助焊剂，焊料温度235℃， 浸焊时间为2秒。
玻璃通孔技术
玻璃通孔技术玻璃通孔技术是一种在玻璃制品上进行加工的方法，通过这种技术可以在玻璃制品上实现孔洞的加工。
玻璃通孔技术在很多领域都有着广泛的应用，比如玻璃门、玻璃隔断、玻璃家居用品等。
本文将围绕玻璃通孔技术展开介绍，从其原理、设备、加工工艺以及应用领域等方面进行阐述。
一、玻璃通孔技术的原理玻璃通孔技术的原理主要是利用加工设备对玻璃进行局部冷加工，从而在玻璃材料上形成孔洞。
一般来说，常用的玻璃通孔技术有机械加工、激光加工和超声波加工等多种方法。
这些方法在加工玻璃通孔时，都需要控制加工设备对玻璃进行相应的切削和研磨，以确保孔洞的质量和精度。
二、玻璃通孔技术的设备玻璃通孔技术所需的设备包括玻璃钻机、激光加工设备、超声波加工设备等。
这些设备在进行玻璃通孔加工时，都需要考虑玻璃的材质、厚度和形状等因素，从而确定合适的加工参数和工艺流程。
还需要配备相关的安全防护设备，以保障操作人员的安全。
三、玻璃通孔技术的加工工艺1. 机械加工：机械加工是玻璃通孔技术中常用的加工方法之一。
它采用玻璃钻头对玻璃进行旋转切削，以实现孔洞的加工。
在机械加工中，需要根据玻璃的硬度和厚度选择合适的钻头和刀具，同时还需要考虑冷却润滑和排屑清理等工艺环节。
2. 激光加工：激光加工是一种非接触加工方法，它利用激光束对玻璃进行局部熔化和蒸发，从而形成精密的孔洞。
激光加工可以实现高精度、无残渣的加工效果，适用于对玻璃进行微小孔径或复杂形状的加工。
3. 超声波加工：超声波加工是利用超声波振动对玻璃进行局部切削和研磨，以实现孔洞加工的方法。
它能够实现高速、高精度的加工效果，适用于对玻璃进行薄壁或脆性材料的加工。
四、玻璃通孔技术的应用领域1. 建筑玻璃：在建筑领域，玻璃通孔技术被广泛应用于玻璃门、玻璃窗、玻璃幕墙等产品的制造加工。
2. 家居用品：玻璃通孔技术也常用于生产玻璃茶几、玻璃柜门、玻璃灯具等家居用品。
3. 工业设备：玻璃通孔技术还在工业设备制造领域有着重要的应用，比如玻璃仪表、玻璃传感器等产品的加工生产。
硅通孔技术TSV研究ppt课件
GaAs 基TSV 20/03/2020
10μm 引脚间距
8μm厚 1.6μm
3.3μm
5
TSV的研究动态
概述
TSV应用市场预测
发展 状况
TSV的 应用
据法国调查公司Yole Development提供，到2015年，逻辑 和存储器方面的应用占TSV应用的比 例将大于30%，接触式图像传感器、 微机电系统，传感器占30%的市场， 存储器堆叠形成的动态随机存取存储
技术(电镀、化学气相沉积、高分子涂布等)； ➢ 工艺流程——先通孔(via first)或后通孔(via 1ast)技术； ➢ 堆叠形式——晶圆到晶圆、芯片到晶圆或芯片到芯片； ➢ 键合方式——直接Cu-Cu键合、粘接、直接熔合、焊接和
混合等； ➢ 超薄晶圆的处理——是否使用载体。
GaAs 基TSV 20/03/2020
TSV的 应用
GaAs 基TSV 20/03/2020
Samsung’s 32-memory stacking (each chip is 20μm thick)
17
概述
发展 状况
TSV的研究动态
2011年10月，意法半导体宣布将TSV技术引入MEMS 芯片量产，在其多款MEMS产品（智能传感器、多轴惯性 模块）内，TSV以垂直短线方式取代传统的芯片互连方法， 在尺寸更小的产品内实现更高的集成度和性能。
硅通孔技术
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10
ASE Confidential / Security -B
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11
TSV与常规封装技术有一个明显的不同点，TSV的制作可以集成到制造工艺的不同阶段。在 晶圆制造CMOS或BEOL步骤之前完成硅通孔通常被称作Via-first。此时，TSV的制作可以在 Fab厂前端金属互连之前进行，实现core-to-core的连接。Via-first也可以在CMOS完成之后 再进行TSV的制作，然后完成器件制造和后端的封装。
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超薄晶圆减薄技术
3D-TSV封装技术需要将晶圆/芯片进行多层叠层键合，同时还必须满足总封装厚度要求，必须 对晶圆厚度减薄至30~100 μm。传统单一晶圆减薄技术（表4）无法满足工艺要求，需要开发超 薄晶圆减薄技术当晶圆减薄至30 μm极限厚度时，要求表面和亚表面损伤尽可能小，一般采用 机械磨削+CMP、机械磨削+湿式刻蚀、机械磨削+干法刻蚀、机械磨削+干式抛光等四种减薄工 艺方案。
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阻挡层及种子层金属淀积
通常TSV工艺采用电镀铜工艺进行通孔填充。Cu在SiO2介质中扩散速度很快，易使其介电性能 严重退化；Cu对半导体的载流子具有很强的陷阱效应，Cu扩散到半导体本体材料中将严重影响 半导体器件电性特征；Cu和SiO2的粘附强度较差，必须在二者中间淀积一层Ta、TaN/Ta、TiN 、TiW、Cr、Ti等扩散阻挡层，防止铜扩散并提高种子层的粘附强度。通常TSV硅通孔深宽比大 于7:1，甚至达到12:1~15:1。常规磁控溅射技术难以在高深宽比通孔侧壁上淀积连续的金属层 ，设备厂商开发了高离子化金属等离子磁控溅射技术。
通孔插入安装技术
求。
2．加工旳工艺性 (1)引线孔旳加工要求（P103） 印制板上旳全部孔眼及外形，必须一次冲制成型。
(2)引线孔偏移量 （P103）
引线孔与焊盘应该是一种同心园，焊盘环宽最 窄处不得不大于其标称环宽旳1/5，不然轻易造成 焊接缺陷。
(3) 可焊性要求（P104）
试验措施：采用中性助焊剂，焊料温度235℃， 浸焊时间为2秒。
什么是“搪 锡”？ 在装联之前对元器件旳引线进行重新浸锡处理， 一般称为“搪锡”， 为何要搪锡？
元器件存储时间较长，表面有氧化层，造成可 焊性不良。
搪锡处理虽然处理了可焊性问题，但若不按一定 旳规范操作，有可能带来诸多副作用，如：元器件 过热损坏；残留焊剂旳腐蚀；元器件引线旳机械损 伤等。所以，对搪锡操作旳严格控制是非常必要旳。
①手工成型：最简易旳手工成型工具是成型捧 宽度决定成型跨距 高度决定引线长度
② 机动成型： 有半自动与全自动成型两种。 为适应元器件不同旳引出方式，成型机又分
轴向元件成型机和径向元件成型机。
半自动轴向成型机
半自动径向成型机
全自动电阻成型机
全自动电阻成型机
全自动电容成型机
2．搪 锡 (P109)
配置专职旳设备员，负责设备旳维修和保养。
3. 材料
应对元器件及印制电路板进行严格旳检验, 符合质量要求方可上机使用。
• 元器件：
编带元器件旳外形尺寸、相邻元器件间 隔距离、中心偏离值等都应符合技术要求；
元器件引线及跨接线旳可焊性应符合可焊 性原则；
用于自动插件旳元器件引线直径取 0.6 毫米为宜，其硬度用剪切力表达，一般取 150～200克。
立式安装元器件 要求插正，不允许明显歪斜 图a: m=5-7mm 图c: m=2-5mm 图b：插到台阶处 图d：直径10mm
通孔插装技术
铆钉机
跨线机
2、自动插装AI
（1）插件机 插件机按所插元器件分类为：铆钉机、跨线机、轴向机、 径向机，如图所示。
轴向机
径向机
2、自动插装AI
（1）插件机 插件机按送件方式为：顺序式、编序式。
顺序式
编序式
2、自动插装AI
（1）插件机 自动插件机属于机电一体化的高精尖设备，系统组成主
要有：电路系统、气路系统、Fy定位系统（带工作夹具）、
1、通孔插装技术
（3）元器件的插装规则 4）在非专业化条件下批量制作电子产品的时候，通常是 手工插装元器件与焊接操作同步进行。应该先插装需要机械 固定的元器件，先焊接那些比较耐熟的元器件，如接插件、 小型变压器、电阻、电容等；然后再插装焊接比较怕热的元 器件，如各种半导体器件及塑料封装的元器件。
2、自动插装AI
在工业化大批量生产电子产品的企业里，THT常用的自动焊
接设备有浸焊机、波峰焊机，SMT采用的典型焊接设备是 再流焊设备。
5、插件元件焊接生产线工艺流程
插件元件焊接生产线工艺流程一般为：来料准备→元件 成型→插件→波峰焊接→剪脚→外观检测→补焊→功能测试
→老化→组装→返修。
插件元件焊接生产线设备布置图
器件，后插装那些高度较高的元器件，对于贵重的关键元器 件，应该放到最后插装，安装散热器、支架、卡子等，要靠
近焊接工序，这样不仅可以避免先插装的元器件妨碍后插装
的元器件，还有利于避免因为传送杀统振动丢失贵重元器件。
1、通孔插装技术
（3）元器件的插装规则 2）各种元器件的插装，应该尽量使它们的标记（用色码 或字符标注的数值、精度等）朝上或朝着易于辨认的方向，
并注意标记的读数方向应一致（从左到右或从上到下），这
上内表面精加工的通孔工艺流程
上内表面精加工的通孔工艺流程内孔表面加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。
一、钻孔。
用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。
钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT13~IT11，表面粗糙度值为Ra50~12.5μm。
钻孔有以下工艺特点：1．钻头容易偏斜。
在钻床上钻孔时，容易引起孔的轴线偏移和不直，但孔径无显著变化；在车床上钻孔时，容易引起孔径的变化，但孔的轴线仍然是直的。
因此，在钻孔前应先加工端面，并用钻头或中心钻预钻一个锥坑，以便钻头定心。
钻小孔和深孔时，为了避免孔的轴线偏移和不直，应尽可能采用工件回转方式进行钻孔。
2．孔径容易扩大。
钻削时钻头两切削刃径向力不等将引起孔径扩大；卧式车床钻孔时的切入引偏也是孔径扩大的重要原因；此外钻头的径向跳动等也是造成孔径扩大的原因。
3．孔的表面质量较差。
钻削切屑较宽，在孔内被迫卷为螺旋状，流出时与孔壁发生摩擦而刮伤已加工表面。
4．钻削时轴向力大。
这主要是由钻头的横刃引起的。
因此，当钻孔直径d﹥30mm时，一般分两次进行钻削。
第一次钻出(0.5~0.7)d，第二次钻到所需的孔径。
由于横刃第二次不参加切削，故可采用较大的进给量，使孔的表面质量和生产率均得到提高。
二、扩孔。
扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。
扩孔可达到的尺寸公差等级为IT11~IT10,表面粗糙度值为Ra12.5~6.3μm，属于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，也可作为精度不高的孔的终加工。
扩孔方法如图7－4所示，扩孔余量（D-d），可由表查阅。
扩孔钻的形式随直径不同而不同。
直径为Φ10~Φ32的为锥柄扩孔钻，如图7－5a所示。
直径Φ25~Φ80的为套式扩孔钻，如图7－5b所示。
扩孔钻的结构与麻花钻相比有以下特点：1．刚性较好。
由于扩孔的背吃刀量小，切屑少，扩孔钻的容屑槽浅而窄，钻芯直径较大，增加了扩孔钻工作部分的刚性。
TSV 通孔技术研究
TSV 通孔技术研究作者：黄铂来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》 2013年第8期黄铂（武汉船舶职业技术学院）摘要：介绍了TSV 技术及其优势，针对TSV 中通孔的形成，综述了国内外研究进展，提出了干法刻蚀、湿法刻蚀、激光钻孔和光辅助电化学刻蚀法( PAECE) 等四种TSV 通孔的加工方法，并对各种方法进行了比较，提出了各种方法的适用范围。
关键词：TSV 干法刻蚀湿法刻蚀激光钻孔光辅助电化学刻蚀0 引言TSV (through silicon via)技术是穿透硅通孔技术的缩写，一般简称硅通孔技术。
图1所示是4 层芯片采用载带封装方法(见图1(a))和采用TSV 方法(见图1(b))封装的外形比较。
采用硅通孔TSV 技术的3D 集成方法能提高器件的数据交换速度、减少功耗以及提高输入/ 输出端密度等方面的性能[1-2]。
采用TSV 技术也可以提高器件的良率，因为大尺寸芯片可以分割为几个功能模块的芯片（小尺寸芯片具有更高的器件良率），再将它们进行相互堆叠的垂直集成，或者将它们在同一插入中介层上进行彼此相邻的平面集成。
1 TSV 的主要技术环节硅通孔技术主要有通孔的形成、晶片减薄及TSV 键合三大技术环节。
1.1 通孔的形成TSV 技术的核心是在晶片上加工通孔，目前，通孔加工技术主要包括干法刻蚀、湿法腐蚀、激光钻孔以及光辅助电化学刻蚀四种。
1.2 晶片减薄为了保证通孔形成的孔径和厚度比例在一个合理的范围内，采用3D 封装的晶片必须要进行减薄。
目前，比较先进的多层封装技术能够将芯片的厚度控制在100μm以下，未来的芯片厚度需要减薄到25μm-1μm 近乎极限的厚度。
目前多采用磨削加工技术进行晶片减薄，为了解决减薄后晶片不发生翘曲、下垂以及表面损伤扩大以及晶片破裂等问题，在磨削过程中必须保持晶片始终保持平整状态，这也是晶片减薄技术中急需解决的问题。
1.3 TSV 键合TSV 键合技术是指完成通孔金属化和连接端子晶片之间的互连。
玻璃通孔填充技术研究的开题报告
新型快速硅/玻璃通孔填充技术研究的开题报告一、选题背景随着电子产业的不断发展，PCB板（Printed Circuit Board）越来越普及，而在PCB板上，通孔起到了很重要的作用，但是在通孔制作的过程中，由于工艺难度和成本问题，常规的沉金工艺已经不能满足需求，因此新型快速硅/玻璃通孔填充技术得到了广泛关注，并成为了PCB板行业的一个热门研究方向。
二、研究目的本研究旨在探究快速硅/玻璃通孔填充技术的研究和应用，探讨其在PCB板制作过程中的优越性，以及影响其填充效果的因素有哪些，为PCB制作提供创新的解决方法和技术支持。
三、研究内容1.快速硅/玻璃通孔填充技术的原理和优势。
2.影响快速硅/玻璃通孔填充效果的因素有哪些。
3.实验验证快速硅/玻璃通孔填充技术的可行性以及填充效果。
4.探讨快速硅/玻璃通孔填充技术在PCB制作过程中的应用价值和前景。
四、研究方法1.文献调研法：通过查阅文献资料，了解快速硅/玻璃通孔填充技术的基本原理、发展历程和应用现状。
2.实验验证法：对快速硅/玻璃通孔填充技术进行实验室验证，考察填充效果。
3.统计分析法：通过统计分析实验结果，找出影响快速硅/玻璃通孔填充效果的主要因素。
五、研究意义1.深入研究快速硅/玻璃通孔填充技术的原理和优势，为进一步提高PCB板的制作效率和质量提供理论依据。
2.从实验角度考察快速硅/玻璃通孔填充技术的可行性和填充效果，为PCB制作过程提供创新解决方法。
3.总结影响快速硅/玻璃通孔填充效果的主要因素，为PCB生产企业提供优化工艺和提高产品质量的方案。
六、预期成果1.完成针对快速硅/玻璃通孔填充技术的研究论文，并成功发表于国内重要学术刊物。
2.建立实验验证流程，验证该技术的可行性和填充效果，可作为实验教学材料或工业应用流程的参考。
3.找出影响快速硅/玻璃通孔填充效果的主要因素，为企业提供优化工艺和改进产品质量的方案。
七、研究进度安排第一阶段（本学期）：文献调研，确定研究方向和研究内容，制定实验计划。
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1
2020/6/27
7-95-1
7节- 通孔技术 - 元件安装位置/方向
本章给出标准仅关于通孔插装的元件/导线在组 件和接线柱上的放置与固定 标准陈述具通用概括性，可用于所有类似连接 目检由整体开始再到局部细节,包括零件标识, 安装次序以及零部件\元件或板子的损伤. 粘接材料的用量应足够支撑零部件但不能封盖 元件标识.
缺陷？
极性元件的安装错误
Figure 7-6
Defect- Class 1,2,3
14
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7-95-14
7.1.2.1 元器件的安放 引脚成形 - 弯曲
Figure 7-7
矩形截面的引脚 以脚厚作为直径
15
2020/6/27
7-95-15
7.1.2.1 元器件的安放 引脚成形 - 弯曲* 续…
弯脚处距离本体 < D Fig. 7-14
A*1; PI* 2; D*3
2020/6/27
7-95-20
无应力释放
Fig. 7-15 D*1, 2, 3
20
7.1.2.3 元器件的安放 引脚成形 – 损伤
判断标准： 引脚直径的宽度 或厚度的10%
Fig. 7-16 ; A* 1, 2, 3
弯曲变形
孔位不正确 极性错 错件 多脚元件取向 错
2020/6/27
Figure 7-3 Defect- Class 1,2,3
7--方向- 垂直
无极性元 件的标识 从上至下 读取 极性标识 位于顶部
Figure 7-4
Target - Class 1,2,3
2 倍 线 径 /厚 度
元器件内侧的弯曲半径不符合上表要求，如何判断？
ACC - 1级
PI - 2级
REJ - 3级
16
2020/6/27
7-95-16
7.1.2.1 元器件的安放 引脚成形 - 弯曲 续…
ACC,L≥一个引脚直径或0.8mm中的较大者
裂缝
Fig. 7-8
Fig. 7-11 Defect - Class 1,2,3
12
2020/6/27
7-95-12
7.1.1.2 元器件的安放-方向- 垂直 续…
无极性元件的色标应 从上至下读取
有与目标不符吗？
极性元件的标识 不可见(在顶部）
Figure 7-5
Acceptable- Class 1,2,3
13
2020/6/27
7-95-13
7.1.1.2 元器件的安放-方向- 垂直 续…
2020/6/27 Fig. 7-17 ; D* 1, 2, 3 7-95-21
钳子压痕
Fig. 7-18 ; D* 1, 2, 3 21
7.1.3 元器件的安放 – 引脚跨越导体
2020/6/27
7-95-6
7节 – 通孔技术 - 术语定义 续
以下2图有何差异？哪一个是支撑孔或非支撑 孔？
支撑孔：焊接后孔内 有焊锡
2020/6/27
7-95-7
非支撑孔：焊接后孔 内没有焊锡
7
通孔元件安装分类
第7章
安装方向 安装位置
轴向元件 径向元件
元件限位
弯月形引 脚包封
水平安装 7.1.1.1
IPC-610D 电子组装件的验收标准 熟练操作员认可培训
(Worker Proficiency Instruction Training)
LIKUI (li-kui-2008@)
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IPC-A-610-7
0
7节: 通孔技术
7.1 元器件的安放 7.2 散热装置 7.3 元件的固定 7.4 非支撑孔 7.5 支撑孔
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7-95-2
7节 - 通孔技术-元件安装位置/方向
轴向/径向元件 水平/垂直 安装标准 DIP、SIP封装元件及其插座引脚和连接器 安装标准 元件引脚成型和应力释放要求 引脚和元件损伤的要求 导线和端子的要求
3
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7-95-3
7节 – 通孔技术 - 术语定义
轴向/径向元件分别是如何定义的？
7.1.2.2 元器件的安放 引脚成形 – 应力释放 *
元件本体 平行
引脚垂直
弯曲应力 释放*
L>D
Fig. 7-12
Fig. 7-13 Acceptable - Class 1,2,3
Acceptable - Class 1,2,3
19
2020/6/27
7-95-19
7.1.2.2 元器件的安放 引脚成形 – 应力释放 续…
Figure 7-1
Target - Class 1,2,3
9
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7-95-9
7.1.1.1 元器件的安放-方向- 水平 续…
有与目标不符吗？
2020/6/27
无极性元件
Figure 7-2 Acceptable- Class 1,2,3
7-95-10
同向读取
10
7.1.1.1 元器件的安放-方向- 水平 续…
表7-1 最小内弯半径
脚 径 (D ) 或 脚 厚 (T )
最 小 内 弯 半 径 (R )
< 0 .8 m m [0 .0 3 1 in ]
0 .8 m m [0 .0 3 1 in ] ~ 1 .2 m m [0 .0 4 7 2 in ]
> 1 .2 m m [0 .0 4 7 2 in ]
1 倍 线 径 /厚 度 1 .5 倍 线 径 /厚 度
支撑孔 非支撑孔 7.5.1 7.4.1
7.1.7
垂直安装 7.1.2.2
支撑孔 非支撑孔 7.5.2 7.4.2
7.1.6 7.1.6.1 7.5.5.7
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7-95-8
7.1.1.1 元器件的安放-方向- 水平
• 元件位于其盘的中间 •元件标识可以辨识 •无极性元件按照标记同 向读取(从左至右或从上 至下)的原则定向.
Acceptable - Class 1,2,3
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2020/6/27
7-95-17
7.1.2.1 元器件的安放 引脚成形 - 弯曲* 续…
内弯半径不满足表7-1的要求
Fig. 7-9&10 A*1; PI*2; D*3
ACC* ,L < 一个引脚直径或0.8mm中的较大者
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7-95-18
以下元件是轴向还是径向元件？
(轴向\径向)
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7-95-4
7节 – 通孔技术 - 术语定义 续
IPC是如何定义的===>
轴向 – 手臂
径向 – 脚
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7-95-5
7节 – 通孔技术 - 术语定义 续
支撑孔/非支撑孔分别是如何定义的？
以下是支撑孔还是/非支撑孔的？
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