微电子封装用导电胶的研究

微电子封装用导电胶的研究
微电子封装用导电胶的研究

微电子封装用导电胶的研究

【摘要】随着经济社会的发展和科学技术水平的迅速提高,电子产品逐渐向小型化、数字化、智能化、便携化等方面发展,微电子封装用导电胶以其绿色、环保、无污染的特性逐渐取代了传统的Pn/Sn材料,并作为电子时代工业材料的主流被广泛使用和推广。本文主要研究了微电子封装用导电胶的组成和分类以及不同结构的用途和优势,研究了导电胶的发展进程和可靠性评估,提出了导电胶在微电子封装技术中的作用和价值,并为电子数码技术的不断发展提供了借鉴。

【关键词】微电子封装;导电胶;可靠性;研究进展

一、引言

随着经济全球化的发展和互联网时代的相继到来,电子数码产品广泛在工业、农业、商业等不同领域得到应用。而随着电子数码技术的不断发展,对电子封装技术的要求越来越严格,尤其是从上世纪末起,电子产品逐渐趋向于小型化,自身体积越来越小,如智能手机、笔记本电脑、Mp3、Mp4等产品的相继出现,使得大量的电子产品可以随身携带,为个人的日常工作和生活带来了极大地便利,其半导体芯片的集成度也越来越高,功能也越来越多,数据处理能力由单层处理向多层处理发展,并出现立体化技术。

不同电子数码技术集成化的发展对电子封装提出了更高的要求,数码芯片上I/O的单位面积增加,密度增大。原始的电子封装多采用Pn/Sn材料的焊接,由于当时的数码产品多具有体积巨大,不可携带的特点,Pn/Sn材料具有成本低、稳定性强、结构强度大、加工塑性和润湿度较高等优势而在原始电子封装中广泛应用。然而随着数码产品不断微型化发展,Pn/Sn材料本身的密度大、质量大、扭曲性弱、易腐蚀等弊端逐渐暴露,Pn/Sn逐渐被导电胶取代。大量数据研究表明,铅对于不同年龄段的人群都有着较大的危害,如影响儿童的发育、青少年的反应快慢、成年人的血压和血液循环水平等。而导电胶相对于Pn/Sn材料而言,极大地降低了铅等重金属对人体带来的健康危害,因此得到了广泛推广,微电子封装用导电胶已经成为电子数码技术的一种发展趋势。

电子封装无铅化主要利用高温钎焊技术来加强铅接工艺配合,同时采用新型无铅连接工具制备成特殊的无铅材料,最大程度将铅等重金属含量将至最低。目

前,最具有发展前景的而是以锌为主合金,主要优势为熔点低(240℃)、可塑性强、可与其他金属高温融合等,随着电子数码技术的不断发展逐渐获得了一定价值的商业应用。此外,同样具有明显优势的无铅材料有Sn/Ag和Sn/Ag/Cu,二者共融的熔点只有180℃,而大多数材料的熔点都在220℃以上,这样可以极大地降低了焊接难度和焊接成本,增强系统的功能稳定性。

导电胶主要由无机聚合物的粘合剂填充,采用导电性材料,性能上主要通过有机高分子材料提供物理机械化性能,它与Pn/Sn材料相比,同样无铅污染,焊接时不需要焊前清理和焊后清理,焊接环境相对安全;固化温度低,适用于不同的热敏性元件;能提供不同力合和间距的零件组装,避免了由于热消耗而造成的功率大量损失;导电胶的热固性使得在使用中仅局部加热就能带动整个系统的安全运行。

减少对铅等重金属的使用已经成为全球关注的热点问题,而导电胶的引进在很大技术程度上减弱了这种现象,大量发展微电子封装用导电胶取代Pn/Sn材料,对电子数码技术的发展和对环境方面的保护都有着重要的作用。然而,导电胶由于发展周期不长,目前还没有得到全面的应用和推广,因此,对导电胶的研究还需相关技术人员不断研发、不断创新,从不同角度和领域加强导电胶的应用效果,扩大应用范围。本文主要研究导电胶在微电子封装中的应用,并具体介绍了其研究进展。

二、导电胶的组成与分类

1.导电胶的组成

导电胶是导电性胶粘剂的简称,通过无机胶连接不同材料进行使用,是一种具有导电等基本性能的粘合剂。导电胶一般有导电填充物和导电树脂组成,具体结构包括预聚体、固化剂、增塑剂、稀释剂、导电填料等,其中预聚体包括PU、PE、EU等,主要为增强粘合程度;固化剂包括胺类、磋米类、有机硅酸等化合物,主要与预聚体发生化学反应产生与三维网中聚合物不融合的物质;增塑剂包括甲临苯二乙偏硅酸、磷酸化合物等,主要为提高材料的稳定性和抗冲击能力;稀释剂包括丙酮、乙二醇和甘油等,主要为降低粘度,减少焊接前后的冲洗以增强导电胶的使用寿命;导电填料包括Cu、Ag、Au和碳粉以及复合粉等,主要为提高导电胶的导电性。

2.导电胶的分类

导电胶具有多种类型,在具体分类是可以按照不同标准确定不同的种类。

按照组成的基体不同,导电胶可分为结构性和填充性两大类,其中填充性导电胶由于具有高导电性而广泛使用。在此基础上按照导电性能的强弱又可分为各向同性导电胶和各向异性导电胶,各向同性导电胶是指在不同方向都有相同的导电性,可以提供机械控制和塑化功能,主要适用于便于携带的电子数码产品,因为便携式产品的芯片往往可以随机倒置,但其功能性不可随之发生变化,而各向异性导电胶一般针对同一个方向,如对Z方向发挥作用,而在类似X方向等则变成了不导电的绝缘体,其原理类似于发光二极管的单向导电过程,另一种各向异性还包括不同方向性能不同的研究,如智能手机在观看播放器时,需要XY方向的多层控制,保证手机在不同角度都能使得人们观看到视频的正向角度。在理论上,各向同性导电胶和各向异性导电胶理论上的差异主要是各向同性导电胶是基于渗流理论和填充粒子的形状尺寸决定的,一般情况下φ=10%~20%,而对于各向异性导电胶,渗滤值浓度很高,致使导电胶不能在各个方向上导电,只能在Z方向畅通无阻。由于各向异性导电胶对焊盘的压力不同,因此对胶接工艺和原料配制率的要求比较高,在实际使用中受到了一定的限制。

导电胶按照固化条件可分为热稳定导电胶、高温烧制导电胶、光电子导电胶和固定束导电胶等;按照固化温度又可以分为高温固化导电胶、室温固化导电胶(一般低于150℃)、低温固化导电胶(高于300℃),一般情况下,室温和低温固化时间较长,但是固化程度比较安全稳定,高温固化虽然效率高,但容易对元件和胶体造成损坏。

按导电离子的不同,导电胶还可分为金银铜等通过电镀产生的混合物,在实际使用中,金由于价格昂贵而很少使用,银成为导电胶构成的主要材料之一,不仅可以适应相对高温的环境,还能在潮湿的条件下降低化合物的分解,增强使用寿命,然而为防止银的迁移和失效,镀银导电胶需要长期置于空气中,以防止物理性能的丧失。

表1 银粉导电胶的性能

型号密度/

(g·cm-3)体积电阻/

(Ω·cm)

硬度粘性/

(Pa·s)

储存器

(0~5℃)/d

Easman3882 3.2 1 4~5B 25 150 Easman3886 3.23 1 6~7H 20 150

Three Bond

3302B

2.43 3 4~7H 162 89

Three Bond

2201F

3.93 3 3~6B 25 53

SD-9 5 <1 2~5B 90

ST-2 <3 3~8H 90~120

(25℃)3.导电机理

导电胶的导电机理主要包括“导电通道”学说和“隧道效应”学说。“导电通道”学说认为,通过不同导电材料的相互接触形成不同电阻的并联电路,从而获得导电性,电路中胶体稳定接触的部分称为稳定层,其余称为连接层,导电胶固化经过稳定层而固化或干燥,因此导电体在粘合剂的作用效果下,导电填充层体积发生收缩而成为新的连接层,此时的导电胶导电性最强。另一种“隧道效应”学说主要指的是,导电胶中导电离子发生直接接触,根据同级相斥异性相吸的原则,导电离子会在通道中发生定向移动,除了离子的直接接触还会带来一定规律的热振动,导电离子可在大量粒子形成的高速电场中产生电流发射,当离子之间的距离足够小,以至于小于1nm范围内,隧道效应会使电场力急剧加大,这便形成了导电胶的导电功能。

在对导电胶的研究中,M.Sun等人通过建立相应的数学模型对导电胶的导电性进行了模拟,研究了压力、压强、温度、环境噪声等物理条件对其造成的影响,并对导电胶芯片BGA技术倒片装置连接中的表现进行了预测,预测结果表明,导电填料对导电胶的导电性有着很大的影响,填料的电阻与压力呈现反比关系,且其理论计算应用到实践中效果良好。

三、导电胶的可靠性研究

1.可靠性

对于导电胶的可靠性研究,国内外学者大多都是通过进行加速试验或热效应探测试验来验证,如模拟高温环境、高湿环境、热稳定性分析以及高温贮藏实验等。

环境实验是电子连接材料和生产中不可或缺的一部分,在电子数码领域中发挥了越来越重要的作用。实验主要测试不同环境条件下元件的老化程度和电阻率的变化,由于在不同环境下,尤其是温度不同时,电阻往往不相同,一般趋势是随着温度的升高而降低,电阻率的测试事宜在环境温度不同的条件下进行;元件老化程度不仅受到环境温度的影响,还随着湿度、稳定性的变化而变化,老化过程包括:热循环(-40~60℃,一个循环/h;0~100℃,三个循环/h),高温贮藏实验(148℃,1000h),高温高湿环境(90℃/90%RH,36V,800h)等,在实际操作中应具体情况具体分析,从不同角度研究导电胶的可靠性。

2.失效机理

粘合体的连接失效大多发生在接头最边缘的部分,这一部分往往相对薄弱一些,无法使得导电行为发生在胶黏剂和被粘物质发挥作用的区域,破坏的形式主要有:内聚合失效、粘附失效和混合失效。内聚合失效发生在胶黏层内,由于胶黏层内部粘性较强,内壁容易发生废物粘合而导致失效;粘附失效指胶黏剂在表层遭到高速粒子的冲击而发生异性吸引力差异所致;混合失效则是内壁破坏和粘附失效相互作用的结果,如果胶体粘合剂混合失效,则需要元件重新组合。

胶黏剂或被黏材料的破坏是100%的内聚合破坏,因为这种材料在破坏时会对其强度造成很大的冲击,由于胶黏剂和被黏材料的构成性差异,粘结起点和终点处会发生裁差,接头内应力增强,为了减弱这种由失效造成的内应力,应该减少因热交合或者高温固冷化而产生的热膨胀系数相接近,以防止作用效果的进一步恶化。

3.环境实验的影响

聚合物在高温下会发生不同程度的降解,从而导致聚合物的力学性能下降,对环境变化的反应越来越敏感。对于耐高温的聚合物而言,要对其熔点和软化点进行严格的检测,防止在运行过程中发生热分解。许多热塑合剂在室温下能发挥正常功能,然而它的系统温度却要高于耐高温聚合物的熔点,在玻璃化温度条件

下仍然会造成融熔化,塑性强度减弱,内聚合度降低。热固性胶合剂虽然没有固定的熔点,但在高温下的发生热氧化也会影响其不同机能发挥作用。在热循环基本实验中,环境温度的控制显得尤为重要,控制导电颗粒和被黏物质之间的热膨胀系数值,减少导电胶在热冲击时胶接接头的环境应力。

对于环境试验,C.W.Tan研究了暴露在高温高湿(125℃,100%RH,2atm)条件下,加以平行电场,产生的各向异性粒子集中到电胶连接表面,Au/Ni/Cu 韧性物质和焊接区的Al接头发生定向移动接触,增强了电胶的可靠性和热稳定性,经过C.W.Tan的研究发现,随着老化时间的累计,老化程度也不断加深,电胶接头的机械性能和导电性都明显降低,在高温高湿环境24小时之后,导电胶的内电阻由480mΩ降低到230mΩ,剪切强度也从18.3MNm-2降低到8.43MNm-2。这是因为在电胶老化过程中,接头和整个期间的Al由+2价被氧化为+3价,导电胶吸热膨胀而造成电胶材料的连接处接触面积增加。

Perichaud等人比较了导电胶封装表面的热稳定性和热塑性,推断出了在不同温度下的热膨胀的变化,如在-44~120℃热循环下,由于塑性导电胶较强的热塑性和双面弹性而呈现出较为稳定的导电性,这对导电胶在微电子封装状态下的工作有着重要作用,因此是一个合理的温度范围。而热塑性检测后的一段时间内,发现热稳定性强的电胶剪切系数比热塑性强的电胶要大,这是由胶合剂的物理性质和化学性质共同决定的,因为热稳定树脂可以产生很强的共价键,对于次级连接的稳定运行发挥着作用,而热塑性树脂只能靠离子键发挥作用,一旦遭到环境因素而引发的化学反应,则很容易受热分解,严重影响了系统的导电性。

Shuangyan等人研究了在高温高湿条件下相同树脂对不同导电胶的机械强度影响,确立了导电胶的失效机制,研究发现,导电胶接头的失效可以导致整个导电胶的失效,其失效机理主要是因为电胶在高温高湿条件下出现热膨胀,而这时水汽很容易通过自由扩散进入胶体与芯片的作用处。该项研究主要采用了“银填充法”,所用的基体主要是Ag与Ni、Cu构成的混合物,用Cu作为涂层的负极构成闭合回路,并用双悬臂梁的方法研究了其他环境因素对电胶接头的影响。研究结果表明,导电胶的类型和电胶内部热稳定性都会影响导电胶的耐久性,用表面自由能的观点解释了Ag敷于Cu外层导致表面受侵蚀率增加的原因:涂有Au/Ni/Cu基体上的Cu扩散到Ag表面,在高温条件下与Ag发生化学反应致使

Cu被氧化。

经过不同专家的调查和研究分析可以发现,环境因素对导电胶的结构和工作性能影响很大,有必要通过进行相关环境试验来确定导电胶内部不同基体的物理化学性质,并提前进行控制,防止在运行中因受到环境因素的影响而失效。四、微电子封装用导电胶的国内外研究现状

与焊接技术相比,导电胶具有明显的优势,微电子封装用导电胶在国内外的研究中都取得了良好的效果。研究表明,导电胶具有很多优点,下面先来比较一下Pb/Sn焊接材料与导电胶的不同性能差异。

表2 Pb/Sn焊接材料与导电胶的性能比较

性能Pb/Sn焊接材料导电胶

体积电阻率/(Ω·cm) 2.5×10-5 3.5×104

冲击强度/mW 10~20 <20

热导率/W(m·K)-1 39 4.3

剪切强度/MPa 19.28 13.83

最小节距/mm 0.2 <0.22

最低环境温度/℃283 150~170

对环境的影响不利无影响

热疲劳大小

1.银系导电胶

银在元素金属性顺序表中位于铜后面,化学性质稳定不易分解,且具有优良的导电性能,在导电胶中几乎不会被分解氧化,起固定职称作用,在工业生产中银可以极大地提高导电胶的使用效率。相比于其他金属,银的价格比较便宜,很多学者都致力研究银系导电胶,并取得了一定进展。研究者张志豪等人通过液化学还原法制备了新型纳米银胶,研究显示,当w(银的总量)=70%(相对于整个银系导电胶)、m(微米银粉):m(纳米银粉)=3:1时,导电胶的电阻率达到最低水平,此时,剪切强度最高,即通过控制银粉的量有效控制了电阻率和导电胶的剪切强度。

吴海平等人研究了填料的不同形式,根据不同的作业要求改变填料形式,自

制纳米线作为导电胶的引线调节导电胶的导电方式。研究显示,当w(自制纳米引线)=65%时,导电胶电阻率约为1.2×10-4Ω·cm,比天然纳米导电胶提高了6倍左右,其剪切强度(以Al作为基板)相比于天然导电胶(w纳米或微米粒子)有了不同程度的提高。

马瑞等人采用复合固化体系,运用到生产加工和科学研究中,并产生了EP 导电胶,这种类型的导电胶有着良好的粘结性和抗腐蚀性,电阻值也比较低,是结合式导电胶,主要供铝、铁、铜以及稳定性良好的金、铂等的结构粘结,也可以作为修复体修复其他导电配件在运行过程中出现的功能性问题,最主要是通过铆接或焊接加强稳定性,然而这种方法的缺点是会加速导电胶的磨损,减少导电胶的使用寿命。

目前在市场上以银为主要体系的导电胶主要有四种,下面就对其电阻率、剪切度、固化等物理性能进行简单介绍:

表3 几种银粉导电胶的性能

名称类型电阻率×10

(Ω·cm)剪切强度

/Mpa

固化温度

/℃

固化时间

/min

DAD-91E 溶剂型20.4 >8.7 160 60

Loctite3800 EP型23.2 <8.4 130 15 Threebond3

303B

溶剂型17.8 >3.4 140 80

Ablebond84

-1

溶剂型19.5 <7.6 130 40

2.铜系导电胶

铜的金属稳定性与银接近,都不容易能被强氧化性物质氧化,然而在高温加湿的条件下也可以控制其低电阻率,且价格比银便宜,在实验室中温度相对容易控制,因此铜是制备新型导电胶的具有优势的金属,然而铜在纯金属状态下与在正二价粒子状态下的稳定性不同,只有在正二价游离状态或与其他物质呈现化合物时不容易被氧化,因此作为导电胶引线的纯金属铜必须要采取防氧化性措施,如在表面镀银,或者加入一定还原剂,但要注意形成的络合物不影响原金属功能

的正常发挥。

张聚国等人采用EP分析法,将EP铜粉、聚合物以及固化剂等材料结合分析,经过研究发现了铜粉导电胶的特点,铜粉导电胶在常温下容易被氧化,因此必须要镀银才能在价格最低的条件下发挥价值优势。实验结果发现该导电胶电阻率可以达到10-4Ω·cm,成本比银系导电胶低,且耐剪切性较强,当实验环境温度达到130℃之后具有高强度的抗氧化性。

刘荣强等人以密胺脲醛脂作为原料制备了结构稳定的铜系导电胶,体积电阻率达到3.8×10-3Ω·cm,固化温度大约为100℃,剪切强度在22MPa以上。3.碳系填料导电胶

碳系导电胶在生活中应用广泛,其原材料多种多样,如石墨、炭黑、金刚石及其他们构成的混合物等,石墨的导电性最强,作为最常用的导电胶材料对碳系导电胶的发展起到了导向作用,且不同的碳材料都具有稳定性强、耐酸碱性、耐腐蚀性等特点。林末等人以不同质地的石墨作为原材料,并结合EP、三乙醇固化剂等研制出高导电性的导电胶,结果表明,随着碳元素的质量分数的增加,以不同碳元素底料为基础的导电胶导电性都不同程度的增强,导电逾渗只分别为10.1%、14.5%、20.0%,随着RNG质量分数的增加剪切强度呈现先增强后减弱的特性,w(RNG)=20%时,导电胶剪切拉伸强度大约在1.67~4.5MPa范围内变动。

席向荣等人通过热还原化学实验将碳元素进行无机处理,得到无机和有机混合固化填料,极大地增强了其热稳定性,在高温条件下不易分解,结果表明,该混合还原碳的固化效率为120℃/3h,体积电阻率为0.3744~1.8374Ω·cm,剪切拉伸强度大约在12.5~19.7MPa范围内变动。

周忠福等人选用DBP(磷酸二甲酯)和反应韧合剂对EP导电胶填料进行增韧处理,在工业上有着广阔的应用前景,结果表明,JL Y-121增韧导电胶的粘合度更强,剪切强度也比银系导电胶普遍增强,w(JL Y-121)=20%时,剪切拉伸强度可达到20MPa以上。

4.复合填料导电胶

符合填料主要集成不同的导电材料为合成体,最大化增强导电胶剪切拉伸强度和导电性,冯永成等人运用化学电镀法在银表面镀金,增强了材料的可观察度,

同时获得了导电性良好的纳米金银-碳复合管,该复合管可以在不同环境下稳定运行,对于工业加工来说,加工环境往往比较恶劣且不易控制,如高温、高湿、室内污染、颗粒物质等,这种复合管可以在不同的恶化环境下有机智能控制,提高导电胶的使用效率,并比传统的银粉导电胶节省了30%~50%的原材料用量,极大地降低了生产成本,适合在工业、制造业等不同领域推广使用。

吴海平等人制备了纳米碳管(CNTs)和镀银纳米管(SCNNTs),采用并联电路将元件电阻率降到2.5×10-4Ω·cm,当纳米碳管的质量分数达到23%时,导电胶表现出良好的剪切拉伸性能,此时适宜汽车制造、钢铁制造等机械制造业中的应用。

Liang等人用无版喷锡法在石墨上镀银和锡,这种复合导电材料相比纯填料具有更低的渗滤值,从而使得导电胶运行过程中不会产生较多的废弃物,同时降低了原材料的填充量,达到了节约成本和节能减排的双重效果。

5.新型填料导电胶

目前对于导电胶的研究主要集中在银系导电胶、铜系导电胶、碳系导电胶、符合填料导电胶还有本文中没有具体介绍的微型化合导电胶,现如今工业、制造业、加工业等产业发展十分迅速,导电胶在微电子领域应用非常广泛,并起到了合理调控、合理导电、提高性能的导向作用。对于新型填料导电胶的研究主要包括外镀高导电金属层的有机高分子球、无机智能装置等,也可以将微球镀银之后进行无机加工作为新的填料,这一方面的研究并无非常大的进展,也没有得到工业领域的推广使用。近年来,对于导电胶的研究更加注重导电胶和无机材料的复合,增强在实践中的应用。Zhao等人对铜/EP导电胶在二氧化硅当中的电聚合物进行颗粒修饰,增加了粘结强度,如在力学性能高强度的控制下,粘结强度可以达到20MPa,接近石墨碳系导电胶的剪切拉伸强度。

五、微电子封装用用导电胶性能的改善方法

1.对金属填料的改善

关于微电子封装用导电胶的性能改善,要结合不同填料进行分析。银具有导电良好、抗腐蚀性强等优点,然而在高温加湿情况下会发生离合,即银颗粒的自由扩散,降低了银的使用效率,且银的价格相对较高,不利用主要推广;而铜的价格较低,容易在空气中发生氧化反应,因此可以在铜表面镀银粉,不仅可以发

挥出优良性能,也增强了使用美感。

孙春桃等人运用水合肼还原制备法制备出了分布均匀的镀银铜填料导电胶,不仅提高了导电胶的导电性,还能有效防止氧化,增强结构强度,具有良好的发展前景,相比Li、Mg、Zn等活泼金属,可以有效减弱电阻的无方向增长而造成的电流不稳现象,增强了导电胶的稳定性。

2.改变制备填料的方法

填充物的物理性质和化学性质共同作用影响了导电胶的电阻率,对于改变制备填料的方法探索,可以不断尝试改变原有的制备方法来改变微粒的形状和尺寸,提高导电胶的导电性能,在微电子领域,导电胶的形状控制也非常重要,不同的生产加工领域需要不同规格和大小的导电胶,一般来说,导电胶性质不能过大,也不能过于粗糙,同时不能因为过长而阻碍微电子封装的控制,因此要考虑向制备方法创新化发展。

以银粉作为主要填料为例,付振晓等人通过不同的制备方法得到了不同大小和形状的离子,如热化学法得到无定型可控粒子,电解法得到针状粒子,喷射法获得了球状粒子等,根据不同制备方法的实验,可以得到电阻率随银粉形状的变化而变化趋势如下:

图1 银粉形状与电阻率的关系

六、存在的问题及发展趋势

1.技术问题

导电胶虽然有很多优点,尤其是在微电子封装用导电胶,对于加强系统导电胶、提高热稳定性和抗腐蚀性、增强剪切拉伸强度等产生了良好的效果。然而其自身仍然有很多固有的缺陷,如导电率整体相对较低,可用于一般功率的电路元件粘结,但不能粘结大功率器件,容易发生分层和破损等情况;粘结结果受器件类型影响较大,如PCB印刷电路的使用可以一定程度上增强粘结强度,但是固化效果较差。

导电胶的技术问题还包括在粘结强度一定的情况下,粘结强度不能适合节距小的元件,其发挥的抗冲击性能也不稳定,在生产中容易受到其他因素的干扰。研究发现,采用离子清洁导电胶可有效增强表面粘结程度,增强热稳定性,在生产中也可以加入偶联剂,增大接触面积,并增强接触表面的粗糙程度,增强粘结度。

2.发展趋势

(1)研发新体系

不断寻找新的树脂和固化材料作为填料,运用新的金属添加剂增加稳定效果是现在科学研究的主要内容,为此,需要相关人员不断创新和发展,研发新的导电胶体系,导电胶中可以多用胺类作为耦合剂,采用原料共混填充,改进表面填充效果,不断研发并制备绿色环保无污染的导电胶。

(2)开发新材料

现在的导电胶多以金属粒子作为原材料进行填充,如Cu、Au、Ag等,然而这些金属元素受自身物理化学性质的影响有着诸多的限制因素和缺点,需要在研究中不断开发新材料,制备掺杂纳米颗粒或以纳米颗粒为主的微型物质,对填料表面进行活性处理,改善导电胶的导电性能。

(3)实现新的固化方式

固化方式是在填料填充完毕的基础上,通过运行来发挥导电胶的功能,固化方式的发挥会直接影响导电胶的性能,传统的研究中主要采用热固化,即在高温环境下进行固化,尽管节省了固化成本,且不产生额外的废物,但是其固化方式单一,不能适应所有领域的运用。随着光固化体系(UV固化)、电子束固化在涂料、油墨、医学胶等领域的应用和推广,新的固化方式相继实现,利用UV固化和电子束固化可以有效增强金属的粘结强度和稳定强度,也在很大程度上推动

着微电子封装用导电胶的大规模应用。目前在实验中还在积极研发微波固化方式,通过微波技术,提高了固化材料的环境适应性能,提高了固化效果和连接强度,取得了良好的进展成果。在导电胶的研究方面,UV固化、电子束固化和微波固化将作为主要固化方法继续研究并应用于不同领域,相信会成为未来导电胶的发展趋势,也会不断取得更好的效果。

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致谢

在经过了两个多月的紧张准备之后,论文最终完成。在此要对很多人提出感谢,我的这一篇论文的完成离不开老师的指点和帮助,不论是从文章的格式,还是文章的结构、分工、写作技巧、注意事项等,老师给了我很大的鼓励,极大地增强了我的信心和力量,让我尽心尽力完成这篇毕业前最后的论文。在选好题目之后,老师就一步一步地指导我们关于开题报告等方面的写作,数次给我点出我在论文写作中出现的错误和不足,并提出了改正意见,一次次地修改,老师不厌其烦地给我指正内容和结构上的问题,最终论文完成了,无论结果如何,我已经尽了自己最大的努力,并在此感谢老师,您辛苦了!

同时,论文的完成离不开其他各位老师和同学的帮助和鼓励。由于时间较紧,参考文献的查找成为论文完成的最大难点,在老师和同学帮助下,我得以得到更多的参考资料和文献,对论文的完成有很大的帮助。大学的时光就快过去,四年的大学生活给我带来的不仅是课堂的知识,更多的是将来在社会和人生路途中的种种财富。最后,再次感谢所有对论文有帮助的老师和同学。

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

导电胶

异方性导电膜 异方性导电膜ACF,ACF胶,ACF胶带上海常祥实业有限公司作为3M和SONY顶级合作伙伴,全面代理3M和SONY异方性导电胶膜、ACF、异方性导电胶带、ACF胶带。 上海常祥优势代理SONY以下型号的ACF,ACF胶带,异方性导电膜:6920F,6920F3,9742KS,9142,9420,9920,9731SB,9731S9等各种型号。 其中6920系列用于中小型液晶面板的COG; 9731SB,9731S9用于中小型液晶面板的FOG; 9742KS用于等离子面板的FOG; 9420,9920用于大型液晶面板的FOG。 上海常祥实业同时代理3M异方性导 电胶膜、光学透明胶带、各种胶带、胶粘剂、绝缘粉末、氟材料等;Uninwell导电银胶、导电银浆、贴片红胶、底部填充胶、TUFFY胶、LCM密封胶、UV胶、异方性导电胶ACP、太阳能电池导电浆料等系列电子胶粘剂。可以为触摸屏行业、太阳能电池行业、RFID射频识别、LED行业、EL冷光片行业、LCM行业、集成电路封装等提供整合的解决方案。 为了更好的为尊崇的您提供优质服务,公司在深圳、北京、成都、苏州等地有设有分支机构。 3M导电胶带,异方性导电胶膜,各向异性导电薄膜的型号包括有:9703、9705、9706、9708、9709、9709SL、9712、9713、9719、7761、7763、7765、7805、7303、5303、7393、7376、7371、7378、8794、5363、7313、7396、5552R 等最新型号的ACF导电胶膜、异方性导电胶膜、异方性导电胶带、ACF胶带。 其中7303、5363用于软板连接到PCB 上,及电极与电线间的连接,主要是手机、数码相机、笔记本等数码产品装配用,用于替代锡焊和连接器等;异方性导电胶 异方性导电胶简述: Uninwell international导电胶性能优异。适用于LED、大功率LED、LED数码管、LCD、TR、IC、COB、PCBA、FPC、FC、LCD、EL冷光片、显示屏、压电晶体、晶振、谐振器、太阳能电池、光伏电池、蜂鸣器、半导体分立器件等各种电子元件和组件的封装以及粘结等。应用范围涉及电子元器件、电子组件、电路板组装、显示及照明工业、通讯、汽车电子、智能卡、射频识别、电子标签等领域。 Uninwell International是集研发、生产和销售为一体的跨国集团,是全球导电浆料导电银浆产品线最齐全的企业,其公司的BQ-异方性导电胶ACP―6996、6997、6998系列是全球顶尖的多位专家耗时多年开发出的。 异方性导电胶ACP可以广泛用于触摸屏、CSP、FPC、FPC/ITO glass、PET/ITO glass、PET/PET、倒装芯片(Flip chip)、液晶显示(LCD)、TP、电子标签、射频识别(RFID)、薄膜开关、EL backlight terminals等领域。 Uninwell International的 Breakover-quick-异方性导电胶ACA、ACP―6996、6997、6998是全球顶尖的多位专家耗时多年开发出的。其中6996系列为加热加压固化型;6997系列为加热低温固化型;6998系列为UV紫外线光固化型。 二异方性导电胶(ACA)简述 异方性导电胶又叫异向导电胶、ACA、ACP等。 ACA代表了聚合物键合剂的第一个主要分支,导电胶的各向异性使得材料在垂直于Z轴的方向具有单一导电方向。这个方向电导率是通过使用相对较低容量的 导电填充材料(5%-20%范围)来达到的,这里容量相对较低的结果导致晶粒间的 接触不充分,使得导电胶在x-y平面内导电性变差,而Z轴的粘胶、无论是以薄膜形式还是以粘胶形式,在待连接表面之间

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 ?=

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。

导电胶的用途分析

导电胶的用途分析 导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分, 通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接.由于导电胶的基体树脂是一种胶黏剂, 可以选择适宜的固化温度进行粘接, 同时, 由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展, 而导电胶可以制成浆料, 实现很高的线分辨率.而且导电胶工艺简单, 易于操作, 可提高生产效率,所以导电胶是替代铅锡焊接, 实现导电连接的理想选择. 1. 导电胶的导电原理 导电胶的导电原理重要有两种。 第一种是导电粒子间的相互接触,形成导电通路,使导电胶具有导电性,胶层中粒子间的稳定接触是由于导电胶固化或干燥造成的。导电胶在固化或干燥前,导电粒子在胶粘剂中是分离存在的,相互间没有连续接触,因而处于绝缘状态。导电胶固化或干燥后,由于溶剂的挥发和胶粘剂的固化而引起胶粘剂体积的收缩,使导电粒子相互间呈稳定的连续状态,因而表现出导电性。 第二种是隧道效应使导电胶中粒子间形成一定的电流通路。当导电粒子中的自由电子的定向运动受到阻碍,这种阻碍可视为一种具有一定势能的势垒。根据量子力学的概念可知,对于一个微观粒子来说,即使其能量小于势垒的能量,它除了有被反射的可能性之外,也有穿过势垒的可能性,微观粒子穿过势垒的现象称为贯穿效应,也可叫做隧道效应。电子是一种微观粒子,因而它具有穿过导电粒子间隔离层阻碍的可能性。电子穿过隔离层几率的大小与隔离层的厚度及隔离层势垒的能量与电子能量的差值有关,厚度和差值越小,电子穿过隔离层几率就越大。当隔离层的厚度小到一定值时,电子就很容易穿过这个薄的隔离层,使导电粒子间的隔离层变为导电层。由隧道效应而产生的导电层可用一个电阻和一个电容来等效。 2.导电胶的分类 导电胶种类很多, 按导电方向分为各向同性导电胶(ICAs,Isotropic Conductive Adhesive)和各向异性导电胶(ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives).ICA是指各个方向均导电的胶黏剂, 可广泛用于多种电子领域;ACA则指在一个方向上如Z方向导电, 而在X和Y方向不导电的胶黏剂.一般来说ACA的制备对设备和工艺要求较高, 比较不容易实现, 较多用于板的精细印刷等场合, 如平板显示器(FPDs)中的板的印刷 . 按照固化体系导电胶又可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等.室温固化导电胶较不稳定, 室温储存时体积电阻率容易发生变化.高温导电胶高温固化时金属粒子易氧化, 固化时间要求必须较短才能满足导电胶的要求.目前国内外应用较多的是中温固化导电胶(低于150℃), 其固化温度适中, 与电子元器件的耐温能力和使用温度相匹配, 力学性能也较优异, 所以应用较广泛.紫外光固化导电胶将紫外光固化技术和导电胶结合起来, 赋予了导电胶新的

微电子器件__刘刚前三章课后答案.

课后习题答案 1.1 为什么经典物理无法准确描述电子的状态?在量子力学 中又是用什么方法来描述的? 解:在经典物理中,粒子和波是被区分的。然而,电子和光子是微观粒子,具有波粒二象性。因此,经典物理无法准确描述电子的状态。 在量子力学中,粒子具有波粒二象性,其能量和动量是通过这样一个常数来与物质波的频率ω和波矢k 建立联系的,即 k n c h p h E ====υ ω υ 上述等式的左边描述的是粒子的能量和动量,右边描述的则是粒子波动性的频率ω和波矢k 。 1.2 量子力学中用什么来描述波函数的时空变化规律? 解:波函数ψ是空间和时间的复函数。与经典物理不同的是,它描述的不是实在的物理量的波动,而是粒子在空间的概率分布,是一种几率波。如果用()t r ,ψ表示粒子的德布洛意波的振幅,以 ()()()t r t r t r ,,,2 ψψψ*=表示波的强度,那么,t 时刻在r 附近的小体 积元z y x ???中检测到粒子的概率正比于()z y x t r ???2,ψ。

1.3 试从能带的角度说明导体、半导体和绝缘体在导电性能上的差异。 解:如图1.3所示,从能带的观点来看,半导体和绝缘体都存在着禁带,绝缘体因其禁带宽度较大(6~7eV),室温下本征激发的载流子近乎为零,所以绝缘体室温下不 能导电。半导体禁带宽度较小,只有1~2eV ,室温下已经有一定数量的电子从价带激发到导带。所以半导体在室温下就有一定的导电能力。而导体没有禁带,导带与价带重迭在一起,或者存在半满带,因此室温下导体就具有良好的导电能力。 1.4 为什么说本征载流子浓度与温度有关? 解:本征半导体中所有载流子都来源于价带电子的本征激发。由此产生的载流子称为本征载流子。本征激发过程中电子和空穴是同时出现的,数量相等,i n p n ==00。对于某一确定的半导体材料,其本征载流子浓度为kT E V C i g e N N p n n ==002 式中,N C ,N V 以及Eg 都是随着温度变化的,所以,本征载流子浓度也是随着温度变化的。 1.5 什么是施主杂质能级?什么是受主杂质能级?它们有何异同?

微电子技术前沿复习(带答案的哦)

微电子前沿复习提纲 看一些微电子技术发展的知识 1.请给出下列英文缩写的英文全文,并译出中文: CPLD: Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件 FPGA: Field-Programmable Gate Array 现场可编程门阵列 GAL:generic array logic 通用阵列逻辑 LUT: Look-Up-Table 显示查找表 IP: Intellectual Property 知识产权 SoC: System on Chip 片上系统 2.试述AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理; 试说明为什么 AGC BJT的工作频率范围受限? AGC 即自动增益控制(Automatic Gain Control) ? AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理:当输入增加时,输出会同时增加,我们 可利用双极型晶体管的大注入效应和大电流下的基区扩展--kirk效应,衰减增益, 使放大系数降低,则达到了稳定输出的目的。 ?工作频率范围受限原因: 1) 、自动增益控制特性与频率特性是相矛盾,实现AGC需要基区展宽,而器件 的工作频率与基区宽度的平方成反比,要实现大范围的自动增益控制,要求 宽基区,使得工作频率范围受限。 2) 、实现AGC要求基区大注入,基区掺杂浓度低时,易于发生大注入效应,而基 区掺杂浓度动愈低,器件高频噪声愈差,使得工作频率范围受限。 3.为什么双栅MOSFET具有良好的超高频(UHF)特性? 双栅MOSFET结构如图: 1) 、双栅MOS的端口 Gl靠近源极,对应的基区宽度短,加高频信号,称信号栅,可以实现超高频。 G2靠近漏极,对应的基区宽度较宽,有良好的AGC性能,加固定偏置或AGC电压,作增益控制栅。 2) 、它通过第二个栅极G2交流接地, 可在第一个栅极G1和漏极D之间起到有效的 静电屏蔽作用, 从而使得栅极与漏极之间的反馈电容(是Miller电容)大大减小,则 提高了频率。 4.为什么硅栅、耐熔金属栅能实现源漏自对准,而铝栅不行?实现

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。

电子封装用导电胶的研究进展与应用

电子封装用导电胶的研究进展与应用 摘要:随着微电子工业的发展,导电胶替代传统的锡铅焊料已经成为一种发展趋势。本文介绍了导电胶的组成和分类、导电机理及国内外导电胶的研究现状和发展方向。着重介绍了各向异性导电胶(ACAs)的研究现状和未来的发展。 关键词:各向异性导电胶;电子组装;研究发展。 The Recent Development and Application of Anisotropic Conductive Adhesives for Eletronic Packaging Abstract: As the development of electronic industry, conductive adhesives have been a good alternative available to replace traditional Pb/Sn solder. This paper introduces the ingredients and classification of conductive adhesives, as well as the electric conduction mechanism and the recent research progress and development. This paper highlights the recent research progress and future development. Keywords: ACAs, Electronic Packaging, Research Progress. 1 引言 随着科技发展,电子产业突飞猛进,但是它给人带来便利的同时也给人带来了危害。如许多电子电气产品中铅、镉、汞、六价铬、聚溴联苯(PBB)和聚溴二苯醚(PBDE)等是多种有毒有害物质。其中作为焊接用的锡铅焊料就是污染源之一。1986—1990 年, 美国通过了一系列法律禁止铅的应用, 瑞典政府提议在2001 年禁止在电路板上使用含铅焊膏, 日本规定2001年限制使用铅。[1]欧盟 1998年 4月提出的WEEE /Ro HS指令,已于 2003年 2月 13日生效。该指令要求进入欧盟的电子、电气产品须满足以下要求:(1)有毒有害物质, 包括铅、镉和汞等,含量不能超过法律规定值; (2)废弃物的处理要符合法律规定,否则不能进入欧盟市场。[2,3] 此外,随着电子产品向小型化、便携化方向发展。器件集成度的不断提高,传统的Pb/Sn焊料存在一系列材料及工艺问题,已经不能满足工艺要求,迫切需要开发新型连接材料。目前,各国都在抓紧研究Pb/Sn合金焊料的替代品。 其中,在微电子组装领域,导电胶膜是代替传统的Pb/Sn焊料的选择之一。与传统的Ph/Sn焊料相比,导电胶可以制成浆料,实现很高的线分辨率,而且导电胶工艺简单,易于操作,可提高生产效率,同时也避免了锡铅焊料中重金属铅引起的环境污染。 2 导电胶的组成 导电胶一般由预聚体、稀释剂、交联剂、催化剂、导电填料以及其他添加剂组成。 其中预聚体作为主要组分含有活性基团,为固化后的聚合物基体提供分子骨架。预聚体也是粘结强度的主要来源。导电胶的力学性能和粘结性能主要是由聚合物基体决定。稀释剂的作用是用来调节体系粘度,使之适合工艺要求。稀释剂

微电子工艺技术 复习要点答案(完整版)

第四章晶圆制造 1.CZ法提单晶的工艺流程。说明CZ法和FZ法。比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。 答:1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。CZ法:使用射频或电阻加热线圈,置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化(需要注意的是熔硅的时间不宜过长)。将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中,籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化,籽晶的温度略低于硅的熔点。当系统稳定后,将籽晶缓慢拉出,同时熔融的硅也被拉出。使其沿着籽晶晶体的方向凝固。籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。 FZ法:即悬浮区融法。将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。加热将多晶硅棒的低端熔化,然后把籽晶溶入已经熔化的区域。熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间,然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固,形成与籽晶相同的晶体结构。当加热线圈扫描整个多晶硅棒后,便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。 CZ法优点:①所生长的单晶的直径较大,成本相对较低;②通过热场调整及晶转,坩埚等工艺参数的优化,可以较好的控制电阻率径向均匀性。缺点:石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响,易引入氧、碳杂质,不易生长高电阻率单晶。 FZ法优点:①可重复生长,提纯单晶,单晶纯度较CZ法高。②无需坩埚、石墨托,污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆。缺点:直径不如CZ法,熔体与晶体界面复杂,很难得到无位错晶体,需要高纯度多晶硅棒作为原料,成本高。 MCZ:改进直拉法优点:较少温度波动,减轻溶硅与坩埚作用,降低了缺陷密度,氧含量,提高了电阻分布的均匀性 2.晶圆的制造步骤【填空】 答:1、整形处理:去掉两端,检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。 2、切片 3、磨片和倒角 4、刻蚀 5、化学机械抛光 3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。【填空】 答:111和100. 4. 说明外延工艺的目的。说明外延硅淀积的工艺流程。 答:在单晶硅的衬底上生长一层薄的单晶层。 5. 氢离子注入键合SOI晶圆的方法 答:1、对晶圆A清洗并生成一定厚度的SO2层。2、注入一定的H形成富含H的薄膜。3、晶圆A翻转并和晶圆B键合,在热反应中晶圆A的H脱离A和B键合。4、经过CMP和晶圆清洗就形成键合SOI晶圆 6. 列出三种外延硅的原材料,三种外延硅掺杂物【填空】 7、名词解释:CZ法提拉工艺、FZ法工艺、SOI、HOT(混合晶向)、应变硅 答:CZ法:直拉单晶制造法。FZ法:悬浮区融法。SOI:在绝缘层衬底上异质外延硅获得的外延材料。HOT:使用选择性外延技术,可以在晶圆上实现110和100混合晶向材料。应变硅:通过向单晶硅施加应力,硅的晶格原子将会被拉长或者压缩不同与其通常原子的距离。 第五章热处理工艺 1. 列举IC芯片制造过程中热氧化SiO2的用途?

微电子封装用导电胶的研究

微电子封装用导电胶的研究 【摘要】随着经济社会的发展和科学技术水平的迅速提高,电子产品逐渐向小型化、数字化、智能化、便携化等方面发展,微电子封装用导电胶以其绿色、环保、无污染的特性逐渐取代了传统的Pn/Sn材料,并作为电子时代工业材料的主流被广泛使用和推广。本文主要研究了微电子封装用导电胶的组成和分类以及不同结构的用途和优势,研究了导电胶的发展进程和可靠性评估,提出了导电胶在微电子封装技术中的作用和价值,并为电子数码技术的不断发展提供了借鉴。 【关键词】微电子封装;导电胶;可靠性;研究进展 一、引言 随着经济全球化的发展和互联网时代的相继到来,电子数码产品广泛在工业、农业、商业等不同领域得到应用。而随着电子数码技术的不断发展,对电子封装技术的要求越来越严格,尤其是从上世纪末起,电子产品逐渐趋向于小型化,自身体积越来越小,如智能手机、笔记本电脑、Mp3、Mp4等产品的相继出现,使得大量的电子产品可以随身携带,为个人的日常工作和生活带来了极大地便利,其半导体芯片的集成度也越来越高,功能也越来越多,数据处理能力由单层处理向多层处理发展,并出现立体化技术。 不同电子数码技术集成化的发展对电子封装提出了更高的要求,数码芯片上I/O的单位面积增加,密度增大。原始的电子封装多采用Pn/Sn材料的焊接,由于当时的数码产品多具有体积巨大,不可携带的特点,Pn/Sn材料具有成本低、稳定性强、结构强度大、加工塑性和润湿度较高等优势而在原始电子封装中广泛应用。然而随着数码产品不断微型化发展,Pn/Sn材料本身的密度大、质量大、扭曲性弱、易腐蚀等弊端逐渐暴露,Pn/Sn逐渐被导电胶取代。大量数据研究表明,铅对于不同年龄段的人群都有着较大的危害,如影响儿童的发育、青少年的反应快慢、成年人的血压和血液循环水平等。而导电胶相对于Pn/Sn材料而言,极大地降低了铅等重金属对人体带来的健康危害,因此得到了广泛推广,微电子封装用导电胶已经成为电子数码技术的一种发展趋势。 电子封装无铅化主要利用高温钎焊技术来加强铅接工艺配合,同时采用新型无铅连接工具制备成特殊的无铅材料,最大程度将铅等重金属含量将至最低。目

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:

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

各种电子封装工艺技术

电子封装由于结构和工艺复杂,并直接影响到的使用性能和寿命,一直是近年来的研究热点,特别是白光电子封装更是研究热点中的热点。电子封装的功能主要包括:1.机械保护,以提高可靠性; 2.加强散热,以降低芯片结温,提高性能; 3.光学控制,提高出光效率,优化光束分布; 4.供电管理,包括交流/直流转变,以及电源控制等。 电子封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过40多年的发展,LED电子封装先后经历了支架式(Lamp LED)、贴片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)等发展阶段。随着芯片功率的增大,特别是固态照明技术发展的需求,对电子封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。为了有效地降低电子封装热阻,提高出光效率,必须采用全新的技术思路来进行电子封装设计。 二、电子封装关键技术 电子封装主要涉及光、热、电、结构与工艺等方面,如图1所示。这些因素彼此既相互独立,又相互影响。其中,光是LED 电子封装的目的,热是关键,电、结构与工艺是手段,而性能是电子封装水平的具体体现。从工艺兼容性及降低生产成本而言,电子封装设计应与芯片设计同时进行,即芯片设计时就应该考虑到电子封装结构和工艺。否则,等芯片制造完成后,可能由于电

子封装的需要对芯片结构进行调整,从而延长了电子产品研发周期和工艺成本,有时甚至不可能。 具体而言,电子封装的关键技术包括: (一)低热阻电子封装工艺 对于现有的光效水平而言,由于输入电能的80%左右转变成为热量,且芯片面积小,因此,芯片散热是电子封装必须解决的关键问题。主要包括芯片布置、电子封装材料选择(基板材料、热界面材料)与工艺、热沉设计等。 电子封装热阻主要包括材料(散热基板和热沉结构)内部热阻和界面热阻。散热基板的作用就是吸收芯片产生的热量,并传导到热沉上,实现与外界的热交换。常用的散热基板材料包括硅、金属(如铝,铜)、陶瓷(如,AlN,SiC)和复合材料等。如Nichia 公司的第三代LED采用CuW做衬底,将1mm芯片倒装在CuW衬底上,降低了电子封装热阻,提高了发光功率和效率;Lamina Ceramics公司则研制了低温共烧陶瓷金属基板,如图2(a),并开发了相应的电子封装技术。该技术首先制备出适于共晶焊的芯片和相应的陶瓷基板,然后将芯片与基板直接焊接在一起。由于该基板上集成了共晶焊层、静电保护电路、驱动电路及控制补偿电路,不仅结构简单,而且由于材料热导率高,热界面少,大大

集成电路芯片封装技术试卷

《微电子封装技术》试卷 一、填空题(每空2分,共40分) 1.狭义的集成电路芯片封装是指利用精细加工技术及,将芯片及其它要素在框架或基板上,经过布置、粘贴及固定等形成整体立体结构的工艺。 2.通常情况下,厚膜浆料的制备开始于粉末状的物质,为了确保厚膜浆料达到规定的要求,可用颗粒、固体粉末百分比含量、三个参数来表征厚膜浆料。 3.利用厚膜技术可以制作厚膜电阻,其工艺为将玻璃颗粒与颗粒相混合,然后在足够的温度/时间下进行烧结以使两者烧结在一起。 4.芯片封装常用的材料包括金属、陶瓷、玻璃、高分子等,其中封装能提供最好的封装气密性。 5.塑料封装的成型技术包括喷射成型技术、、预成型技术。 6.常见的电路板包括硬式印制电路板、、金属夹层电路板、射出成型电路板四种类型。 7. 在元器件与电路板完成焊接后,电路板表面会存在一些污染,包括非极性/非离子污染、、离子污染、不溶解/粒状污染4大类。 8. 陶瓷封装最常用的材料是氧化铝,用于陶瓷封装的无机浆料一般在其中添加玻璃粉,其目的是调整氧化铝的介电系数、,降低烧结温度。 9. 转移铸膜为塑料封装最常使用的密封工艺技术,在实施此工艺过程中最常发生的封装缺陷是现象。 10. 芯片完成封装后要进行检测,一般情况下要进行质量和两方面的检测。 11. BGA封装的最大优点是可最大限度地节约基板上的空间,BGA可分为四种类型:塑料球栅阵列、、陶瓷圆柱栅格阵列、载带球栅阵列。 12. 为了获得最佳的共晶贴装,通常在IC芯片背面镀上一层金的薄膜或在基板的芯片承载架上先植入。 13. 常见的芯片互连技术包括载带自动键合、、倒装芯片键合三种。 14. 用于制造薄膜的技术包括蒸发、溅射、电镀、。 15. 厚膜制造工艺包括丝网印刷、干燥、烧结,厚膜浆料的组分包括可挥发性组分和不挥发性组分,其中实施厚膜浆料干燥工艺的目的是去除浆料中的绝大部分。 16. 根据封装元器件的引脚分布形态,可将封装元器件分为单边引脚、双边引脚、与底部引脚四种。 17. 载带自动键合与倒装芯片键合共同的关键技术是芯片的制作工艺,这些工艺包括蒸发/溅射、电镀、置球、化学镀、激光法、移植法、叠层制作法等。 18. 厚膜浆料必须具备的两个特性,一是用于丝网印刷的浆料为具有非牛顿流变能力的粘性流体;二是由两种不同的多组分相组成,即和载体相。 19. 烧结为陶瓷基板成型的关键步骤,在烧结过程中,最常发生的现象为生胚片的现

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

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