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《微电子封装》课件
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目录
微电子封装概述微电子封装技术微电子封装材料微电子封装工艺流程微电子封装的应用与发展趋势
CHAPTER
微电子封装概述
01
微电子封装是指将微电子器件与外部电路连接，实现信号传输和保护的功能。
定义
微型化、高密度集成、高可靠性、低成本等。
特点
微电子封装技术经历了从传统封装到现代封装的演变，不断向着微型化、高密度集成方向发展。
03
02
01
引线键合技术是指通过金属引线将芯片与基板连接起来的一种封装技术。
定义
根据引线材料的不同，可分为金丝球焊和铝丝压焊两类。
分类
在高端电子产品中应用较多，如航空航天、医疗设备等。
应用
分类
根据塑封材料的不同，可分为热塑性塑封和热固性塑封两类。
定义
塑封技术是指将芯片、引线、基板等封装材料用塑料材料封装起来的一种封装技术。
定义
根据金属材料的不同，可分为铜壳封装和铁壳封装两类。
分类
在特殊环境下应用较多，如军事、航天等。
应用
CHAPTER
微电子封装材料
03
塑封料是微电子封装中常用的材料之一，主要用于对芯片进行封装和保护。
塑封料的主要成分是环氧树脂和填料，其中环氧树脂提供良好的粘附性和耐热性，填料则可以改善塑封料的机械性能和降低成本。
塑封料应具有良好的绝缘性、耐热性、耐腐蚀性和优良的机械性能。
塑封料的选择应考虑其可靠性、成本和加工性能等因素。
陶瓷材料在微电子封装中主要用于制作高可靠性的封装外壳和连接器。
常用的陶瓷材料有96%氧化铝、4%玻璃陶瓷、低介电常数陶瓷和高温共烧陶瓷等。
微电子封装技术讲义06.07[1]
![微电子封装技术讲义06.07[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8423da2c5acfa1c7aa00ccc4.png)
如下图所示：
二、集成电路(IC)
集成电路: 半导体晶片经过平面工艺加工制造成
元件、器件和互连线、并集成在基片表面、 内部或之上的微小型化电路或系统。
通常所说的“芯片”是指封装好的集 成电路。 如果不能生产芯片， 就好像我 们盖房子的水平已经不错了,但是，盖房子 所用的砖瓦还不能生产一样，要命的是， 这个“砖瓦”还很贵。一般来说，“芯片” 成本最能影响电子产品整机的成本。
5、环境保护：半导体器件和电路的许多参数， 以及器件的稳定性、可靠性都直接与半导体表面的状 态密切相关。半导体器件和电路制造过程中的许多工 艺措施也是针对半导体表面问题的。半导体芯片制造 出来后，在没有将其封装之前，始终都处于周围环境 的威胁之中。在使用中，有的环境条件极为恶劣，必 须将芯片严加密封和包封。所以，微电子封装对芯片 的环境保护作用显得尤为重要。
用墨点标注的芯 片（随机和无功 能的芯片）
光刻对 准标记
用墨点标注的芯 片（边缘芯片和 无功能的芯片）
测试芯片
分离芯片 的划片线
边缘芯片 （100mm直径晶 圆片留6mm）
硅圆片的规格
直径小于150MM的圆片，要在晶锭的整个长度上沿 一定的晶向磨出平边，以指示晶向和掺杂类型：直径更 大的圆片，在边缘磨出缺口。
（2） 锯片法：厚晶片的出现使得锯片法的发展成 为划片工艺的首选方法。此工艺使用了两种技术， 并且每种技术开始都用钻石锯片从芯片划线上经过。 对于薄的晶片，锯片降低到晶片的表面划出一条深 入1/3晶片厚度的浅槽。芯片分离的方法仍沿用划片 法中所述的圆柱滚轴加压法。第二种划片的方法是 用锯片将晶片完全锯开成单个芯片。
三、 光刻
光刻：指用光技术在晶圆上刻蚀电路，IC生产 的主要工艺手段。
四、 前道工序
二、集成电路(IC)
集成电路: 半导体晶片经过平面工艺加工制造成
元件、器件和互连线、并集成在基片表面、 内部或之上的微小型化电路或系统。
通常所说的“芯片”是指封装好的集 成电路。 如果不能生产芯片， 就好像我 们盖房子的水平已经不错了,但是，盖房子 所用的砖瓦还不能生产一样，要命的是， 这个“砖瓦”还很贵。一般来说，“芯片” 成本最能影响电子产品整机的成本。
5、环境保护：半导体器件和电路的许多参数， 以及器件的稳定性、可靠性都直接与半导体表面的状 态密切相关。半导体器件和电路制造过程中的许多工 艺措施也是针对半导体表面问题的。半导体芯片制造 出来后，在没有将其封装之前，始终都处于周围环境 的威胁之中。在使用中，有的环境条件极为恶劣，必 须将芯片严加密封和包封。所以，微电子封装对芯片 的环境保护作用显得尤为重要。
用墨点标注的芯 片（随机和无功 能的芯片）
光刻对 准标记
用墨点标注的芯 片（边缘芯片和 无功能的芯片）
测试芯片
分离芯片 的划片线
边缘芯片 （100mm直径晶 圆片留6mm）
硅圆片的规格
直径小于150MM的圆片，要在晶锭的整个长度上沿 一定的晶向磨出平边，以指示晶向和掺杂类型：直径更 大的圆片，在边缘磨出缺口。
（2） 锯片法：厚晶片的出现使得锯片法的发展成 为划片工艺的首选方法。此工艺使用了两种技术， 并且每种技术开始都用钻石锯片从芯片划线上经过。 对于薄的晶片，锯片降低到晶片的表面划出一条深 入1/3晶片厚度的浅槽。芯片分离的方法仍沿用划片 法中所述的圆柱滚轴加压法。第二种划片的方法是 用锯片将晶片完全锯开成单个芯片。
三、 光刻
光刻：指用光技术在晶圆上刻蚀电路，IC生产 的主要工艺手段。
四、 前道工序
PPT微电子封装技术讲义
02
金属材料的可靠性较高，能够承 受较高的温度和压力，因此在高 集成度的芯片封装中广泛应用。
高分子材料
高分子材料在微电子封装中主要用于 绝缘、密封和塑形。常见的高分子材 料包括环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟 乙烯等，它们具有良好的绝缘性能和 化学稳定性。
高分子材料成本较低，加工方便，因 此在低端和大规模生产中应用较广。
板级封装
1
板级封装是指将多个芯片或模块安装在同一基板 上，并通过基板与其他器件连接的系统封装类型。
2
板级封装具有制造成本低、易于维修和更换等优 点，因此在消费电子产品中应用广泛。
3
常见的板级封装类型包括双列直插式封装 （DIP）、小外形封装（SOP）、薄型小外形封 装（TSOP）等。
系统级封装
系统级封装是指将多个芯片、模块和其他元器件集成在一个封装体内，形成一个完 整的系统的封装类型。
微电子封装技术的应用领域
通信
高速数字信号处理、 光通信、无线通信等。
计算机
CPU、GPU、内存条 等计算机硬件的封装 和互连。
消费电子
智能手机、平板电脑、 电视等消费电子产品 中的集成电路封装。
汽车电子
汽车控制单元、传感 器、执行器等部件的 封装和互连。
医疗电子
医疗设备中的传感器、 控制器、执行器等部 件的封装和互连。
详细描述
芯片贴装是将微小芯片放置在基板上的过程，通常使用粘合剂将芯片固定在基板 上，以确保芯片与基板之间的电气连接。这一步是封装工艺中的关键环节，因为 芯片的正确贴装直接影响到后续的引线键合和整体封装质量。
引线键合
总结词
引线键合是将芯片的电路与基板的电路连接起来的工艺过程。
详细描述
引线键合是通过物理或化学方法将芯片的电路与基板的电路连接起来的过程。这一步通常使用金属线或带状线， 通过焊接、超声波键合或热压键合等方式将芯片与基板连接起来，以实现电气信号的传输。引线键合的质量直接 影响着封装产品的性能和可靠性。
金属材料的可靠性较高，能够承 受较高的温度和压力，因此在高 集成度的芯片封装中广泛应用。
高分子材料
高分子材料在微电子封装中主要用于 绝缘、密封和塑形。常见的高分子材 料包括环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟 乙烯等，它们具有良好的绝缘性能和 化学稳定性。
高分子材料成本较低，加工方便，因 此在低端和大规模生产中应用较广。
板级封装
1
板级封装是指将多个芯片或模块安装在同一基板 上，并通过基板与其他器件连接的系统封装类型。
2
板级封装具有制造成本低、易于维修和更换等优 点，因此在消费电子产品中应用广泛。
3
常见的板级封装类型包括双列直插式封装 （DIP）、小外形封装（SOP）、薄型小外形封 装（TSOP）等。
系统级封装
系统级封装是指将多个芯片、模块和其他元器件集成在一个封装体内，形成一个完 整的系统的封装类型。
微电子封装技术的应用领域
通信
高速数字信号处理、 光通信、无线通信等。
计算机
CPU、GPU、内存条 等计算机硬件的封装 和互连。
消费电子
智能手机、平板电脑、 电视等消费电子产品 中的集成电路封装。
汽车电子
汽车控制单元、传感 器、执行器等部件的 封装和互连。
医疗电子
医疗设备中的传感器、 控制器、执行器等部 件的封装和互连。
详细描述
芯片贴装是将微小芯片放置在基板上的过程，通常使用粘合剂将芯片固定在基板 上，以确保芯片与基板之间的电气连接。这一步是封装工艺中的关键环节，因为 芯片的正确贴装直接影响到后续的引线键合和整体封装质量。
引线键合
总结词
引线键合是将芯片的电路与基板的电路连接起来的工艺过程。
详细描述
引线键合是通过物理或化学方法将芯片的电路与基板的电路连接起来的过程。这一步通常使用金属线或带状线， 通过焊接、超声波键合或热压键合等方式将芯片与基板连接起来，以实现电气信号的传输。引线键合的质量直接 影响着封装产品的性能和可靠性。
电子封装技术第3章讲义
WB(引线键合技术)示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱWB键合芯片
3.3.1 WB的分类与特点
1. 热压焊 热压焊是利用加热和加压力，使金属丝（Au丝）与金属焊区（Al或 Au）压焊在一起。其原理是通过加热和加压力，使焊区金属发生塑性形 变，同时破坏压焊界面上的氧化层，使压焊的金属丝与焊区金属接触面 的原子间达到原子的引力范围，从而使原子间产生吸引力，达到“键合” 的目的。
1. Au-Si合金共熔法
芯片背面沉积Au层，基板或PWB上要有金属化层（一般为Au或Pd钯Ag）。由于芯片背面有Si，而Au和Si在370℃有共熔点，这样，在芯片 烧结（即焊接）时，根据烧结温度就能知道一定厚度的Au大约能够使Si 溶解多深。
Au-Si合金共熔法可在多个IC芯片装好后在H2保护下烧结，也可用 超声熔焊法逐个芯片超声熔焊。
在TAB和FCB中也存在WB中的部分失效问题，同时也有它们自身的特殊问题， 如由于芯片凸点的高度一致性差，群焊时凸点形变不一致，从面造成各焊点的 键合强度有高有低；由于凸点过低，使集中于焊点周围的热应力过大，而易造 成钝化层开裂；
WB、TAB和FCB不单主要作为芯片—基板间的电气互连形式，而且 还作为一种微电子封装形式，常称为零级“封装”。从微电子封装今后 的发展来看，将从有封装向少封装、无封装方向发展。而无封装就是通 常的裸芯片，若将这种无封装（未进行一级封装）的裸芯片用WB、TAB、 FCB的芯片互连方式直接安装到PWB基板上，即称为板上芯片和板上TAB 或板上FCB，这些统称为直接芯片安装（DCA）技术，它将在今后的微电 子封装中发挥更重要的作用。
3.3 引线键合（WB）技术
WB是将半导体芯片焊区（芯片I/O端）与微电子封装的I/O引线（封装 引脚）或基板（或PWB）上的金属布线焊区用金属细丝连接起来的工艺 技术。焊区金属一般为Al或Au，金属丝多是数十微米至数百微米直径 的Au丝、Al丝或Si-Al丝。其焊接方式主要有热压焊、超声键合焊（超 声压焊）和金丝球焊（超声热压焊）三种。
电子封装简介PPT课件
7
本诺产品定制系统(PCS)
1. 有效沟通 了解客户需求, 确定解决方案, 核算开发成本, 确 定商品价格
4. 生产 确定工艺路线, 进行中试生产, 确定产品 稳定性, 确定产品型号
2. 开发 确定产品化学体系, 完成性能检测报 告, 完成化学品安全说明书 (MSDS), 完成技术数据表 (TDS), 测试有害成 分.
15
LED 产品对比
我们的产品 8300C 8280C 8400C 9300C
8800I/8810I/8830I 8850I/8860I 9500I-S
竞争对手产品
84SR4/3007/CT220 C990/1084F 84-1A/C850-6 TK123/CT285
EP1000/EP3000 DX-10C/DX-20C
KER-3000-M2
优势 价格 价格 性能、价格 性能/价格 性能、价格 价格
-
16
产品分类
液体硅橡胶
固晶
混粉
9500I-S
1701 1702 1741
灌封 1504
贴片
molding
面光源
超薄贴片 数码管
…
1521
1521
1523
1523
1524
1761
1524
1701
1771
1701
1551
竞争对手产品 2025D
84-1LMISR4 84-3J/84-3LV 8352L/8290/8360/9144
8200TI LM8895/1001
8006NS 8008
2815A/2600AT/2600BT/QMI519
优势 性能、价格
性能 性能、价格
价格 价格 性能、价格 价格 价格 价格
本诺产品定制系统(PCS)
1. 有效沟通 了解客户需求, 确定解决方案, 核算开发成本, 确 定商品价格
4. 生产 确定工艺路线, 进行中试生产, 确定产品 稳定性, 确定产品型号
2. 开发 确定产品化学体系, 完成性能检测报 告, 完成化学品安全说明书 (MSDS), 完成技术数据表 (TDS), 测试有害成 分.
15
LED 产品对比
我们的产品 8300C 8280C 8400C 9300C
8800I/8810I/8830I 8850I/8860I 9500I-S
竞争对手产品
84SR4/3007/CT220 C990/1084F 84-1A/C850-6 TK123/CT285
EP1000/EP3000 DX-10C/DX-20C
KER-3000-M2
优势 价格 价格 性能、价格 性能/价格 性能、价格 价格
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16
产品分类
液体硅橡胶
固晶
混粉
9500I-S
1701 1702 1741
灌封 1504
贴片
molding
面光源
超薄贴片 数码管
…
1521
1521
1523
1523
1524
1761
1524
1701
1771
1701
1551
竞争对手产品 2025D
84-1LMISR4 84-3J/84-3LV 8352L/8290/8360/9144
8200TI LM8895/1001
8006NS 8008
2815A/2600AT/2600BT/QMI519
优势 性能、价格
性能 性能、价格
价格 价格 性能、价格 价格 价格 价格
封装工艺流程ppt课件
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
芯片凸点制作技术 凸点因形状不同可分为两种
第二章 封装工艺流程
金凸金块凸第块制一制步作作，的对传的芯统片传工进艺行统: 清工洁处艺理
第二步，通过真空溅散的方法，在芯片键合的上表面形 成粘着层和阻挡层。粘着层提供IC芯片上的铝键合点与凸 块间良好的键合力与低的接触电阻特性。常用的材料是Ti、 Cr、和Al，这几种金属的与铝和氧化硅的粘着性很好。扩 散阻挡层的作用是阻止芯片上的铝与凸块材料之间的扩散 反应而形成金属间化合物。
TAB技术较第之二常用章的引线封工艺装的优工点艺： 流程
（1）对高速电路来说，常规的引线使用圆形导线，而 且引线较长，往往引线中高频电流的趋肤效应使电感增 加，造成信号传递延迟和畸变，这是十分不利的。TAB 技术采用矩形截面的引线，因而电感小，这是它的优点。
（2）传统引线工艺要求键合面积4mil2，而TAB工艺的 内引线键合面积仅为2mil2这样就可以增加I/O密度，适 应超级计算机与微处理器的更新换代。
第二章 封装工艺流程
过去，TAB技术不受重视的原因： （1）TAB技术初始投资大； （2）开始时TAB工艺设备不易买到，而传统 的引线工艺已得到充分的发展，且其生产设备 也容易买到； （3）有关TAB技术资料和信息少。但是随着 芯片信息容量及随之而来的引脚数的增加，传 统的分立引线工艺显得力不从心。为降低引线 成本的需要，TAB技术越来越受到人们的青睐， 促使许多半导体厂家积极开发研究。
合金焊料
软质焊料
第二章 封装工艺流程
2.3.3 导电胶粘贴法
导电胶是银粉与高分子聚合物（环氧树脂） 的混合物。银粉起导电作用，而环氧树脂起 粘接作用导。电胶有三种配方：
第三章 微电子封装形式的分类
晶体管封装时期（1950—1960年）
1948年，发明晶体管 1957年，出现适于晶体管连接的TO（圆柱外壳封 装）型封装方式 1958年，发明平面晶体管制造技术 1958年，第一个集成电路（IC） 1958年，首次实现晶体管树脂塑封 1960年，杜邦公司开发出Ag-Pd系厚膜浆料 20世纪60年代，厚膜浆料达到实用化 20世纪70年代以后，厚膜混合IC获得长足发展。
高密度封装时期（20世纪90年代初—）
1997年，日本率先将CSP产品投放于市场。 CSP是实现高 密度、微小型化的封装，是21世纪初高密度封装技术发展的 主流。 1997年，不含溴、不含锑的绿色型PCB基材开始工业化， 并投放市场。 半导体IC的金属互连在整个IC芯片中所占的面积越来越大， 金属互连问题成为了此后IC发展的关键 1998年，Motorola，IBM，六层铜互连工艺新发明 1999－2000年，日本、美国、中国台湾，环氧／CLAY纳米 级复合材料在覆铜板中应用成果的专利申请，纳米技术在封 装基板上的应用
平行缝焊的焊接环形状
平行缝焊是一种可靠性较高的封盖方式，盖板和焊 接环等平行封焊材料对封装中气密性以及气密性成品 率有重要影响。 因此，高质量的平行缝焊盖板必须 具备以下特性：
(a)盖板的热膨胀系数要与底座焊接环相匹配、与瓷体相 近； (b)焊接熔点温度要尽可能低； (c)耐腐蚀性能优良； (d)尺寸误差小； (e)平整、光洁、毛刺小、玷污小。
陶瓷芯片封装ceramicchipscalepackage33按封装的外形尺寸结构分类所谓按外形主要是根据封装接线端子的排布方式对其进行分类可分引脚插入型表面贴装型载带自动焊名称外形材质引脚节距及并布置等缩写送带定位键合自动进行效率高细节距80100便于小型薄型化散热性能较差表31moslsi封装的种类和特征p表示塑料c表示陶瓷moslsi封装的种类和特征表中p表示塑料c表示陶瓷类型材质引脚节距及并布置等sip单列直插式254mm100mil单方向引脚dip双列直插式254mm100milzipz型引脚直插式封装单方向引脚254mm100mildip收缩双列直插式封装1778mm70milskdip窄型双列直插式封装254mm宽度方向引脚节距为dip的12pga针栅阵列插入式封装254mm100mil类型材质引脚节距及布置等sop小外形塑料127mm50mil2方向引脚msp微型四方127mm50mil1016mm40mil127mm50milqfp四边引线扁平封装塑封10mm08mm065mm极限为033mm4方向引脚fpg玻璃陶瓷扁平封装127mm50mil0762mm30mil方向引脚4方向引脚类型材质引脚节距及布置等lccc无引线陶瓷封装芯片载体127mm50mil1016mm40mil0762mm30milplcc塑封无引线127mm50milj形状弯曲4方向引脚soj小外形j引线塑料封装127mm50milj形状弯曲2方向引脚bga锡球中心距1008mm小型化适用于多引脚高频芯片csp超小型封装面积与芯片面积之比小于12锡球中心距100806505mmsip
集成电路封装技术(3)
集成电路封装技术
集成电路封装技术
前言 第一章 电子封装工程概述 第二章 封装工艺流程 第三章 厚薄膜技术
前言
一、微电子封装的作用和意义 1、从与人们日常生活直接相关的事说起——着装
随着科技的进步和社会文明程度的提高，服装的种类、式样、所用的材料、 制作工艺都在不断的进步，所起的作用不仅限于御寒和美观上。
元器件与电路板连接
封胶材料与技术
陶瓷封装
塑料封接
气密性封装 封装过程中的缺陷分析
封装可靠性工程
第一章 电子封装工程概述
1.3.1 20世纪电子封装技术发展的回顾
第一章 电子封装工程概述
1.3.2 发展趋势 1、半导体集成电路的发展迅速
芯片尺寸越来越大
工作频率越来越高
发热量日趋增大
引脚越来越多
第一章 电子封装工程概述
随着封装技术的进步，引线节距和封装厚度不断地减小 引线节距从2.54mm(PDIP)降至0.65mm(PQFP) 封装厚度从3.6 mm(PDIP)降至2.0mm(PQFP)和
第一章 电子封装工程概述
1.2.3封装技本术与课封装程材所料 涉及的工艺技术
芯片封装工艺流程 焊接材料
厚膜/薄膜技术 印制电路板
第一章 电子封装工程概述
1.2 封装技术
1.2.1封装工程的技术层次
1.2.1封装工程的技术层次
层次1 它是指半导体集成电路元件（芯片）。芯片由半导体厂商提供，分二类，一 类系列标准芯片，另一类是针对系统用户的专用芯片。由于芯片为厂家提供， 如何确保芯片质量就成为关键问题。将其列为1个层次是指集成电路元器件间 的连线工艺。
封装的发展趋势已初见端倪。 （1）高性能CSP封装 以其超小型、轻重量化为特色，如果能在高速、多功能低 价格两个方面兼得，CSP在LSI封装中将会迅速得到普及。 （2）以芯片叠层式封装为代表的三维封装 三维立体封装包括封装层次的三维封 装、芯片层次的三维封装和硅圆片层次的三维封装等三种。 （3）全硅圆片型封装 其特点是在完成扩散工序的硅圆片上进行封装布线、布置 引线端子、贴附焊球、完成封装，最后再切分一个一个的封装件。 （4）球形半导体 涉及到半导体前工程、后工程等许多基本工序的变革，能否在 技术上突破并发展为实用的封装形式，还要经过实践检验。
集成电路封装技术
前言 第一章 电子封装工程概述 第二章 封装工艺流程 第三章 厚薄膜技术
前言
一、微电子封装的作用和意义 1、从与人们日常生活直接相关的事说起——着装
随着科技的进步和社会文明程度的提高，服装的种类、式样、所用的材料、 制作工艺都在不断的进步，所起的作用不仅限于御寒和美观上。
元器件与电路板连接
封胶材料与技术
陶瓷封装
塑料封接
气密性封装 封装过程中的缺陷分析
封装可靠性工程
第一章 电子封装工程概述
1.3.1 20世纪电子封装技术发展的回顾
第一章 电子封装工程概述
1.3.2 发展趋势 1、半导体集成电路的发展迅速
芯片尺寸越来越大
工作频率越来越高
发热量日趋增大
引脚越来越多
第一章 电子封装工程概述
随着封装技术的进步，引线节距和封装厚度不断地减小 引线节距从2.54mm(PDIP)降至0.65mm(PQFP) 封装厚度从3.6 mm(PDIP)降至2.0mm(PQFP)和
第一章 电子封装工程概述
1.2.3封装技本术与课封装程材所料 涉及的工艺技术
芯片封装工艺流程 焊接材料
厚膜/薄膜技术 印制电路板
第一章 电子封装工程概述
1.2 封装技术
1.2.1封装工程的技术层次
1.2.1封装工程的技术层次
层次1 它是指半导体集成电路元件（芯片）。芯片由半导体厂商提供，分二类，一 类系列标准芯片，另一类是针对系统用户的专用芯片。由于芯片为厂家提供， 如何确保芯片质量就成为关键问题。将其列为1个层次是指集成电路元器件间 的连线工艺。
封装的发展趋势已初见端倪。 （1）高性能CSP封装 以其超小型、轻重量化为特色，如果能在高速、多功能低 价格两个方面兼得，CSP在LSI封装中将会迅速得到普及。 （2）以芯片叠层式封装为代表的三维封装 三维立体封装包括封装层次的三维封 装、芯片层次的三维封装和硅圆片层次的三维封装等三种。 （3）全硅圆片型封装 其特点是在完成扩散工序的硅圆片上进行封装布线、布置 引线端子、贴附焊球、完成封装，最后再切分一个一个的封装件。 （4）球形半导体 涉及到半导体前工程、后工程等许多基本工序的变革，能否在 技术上突破并发展为实用的封装形式，还要经过实践检验。
封装完整ppt
电阻
元件标号 C7 C8 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10
标称值或类型值 0.1uF 0.1uF 5K 100K 100K 2K 5K 5K 10K 10K 1K 2K
封装 RAD-0.1
AXIAL0.4
元件标称值或元件类型值及其元件封装
元件类型 滑动变阻器 运算放大器 三端稳压器
标称值或类型值 CON2 CON2 18DB05 1N4001 1N4001 1N4148 1N4148 BDX53 BDX54
封装 SIP2 bridge DIODE-0.4
DO-35
TO220
元件标称值或元件类型值及其元件封装元件类 Nhomakorabea 电解电容
电容 扬声器
元件标号 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 LS1
标称值或类型值 1000uF 4.7uF 4.7uF 1000uF 4.7uF 1uF 0.1uF 0.1uF SPEAKER
封装 RB-.3/.6 RB-.1/.2 RB-.1/.2 RB-.3/.6 RB-.1/.2 RB-.1/.2
RAD-0.1
SIP2
元件标称值或元件类型值及其元件封装
元件类型 电容
第3章 和“我”一起绘制电路原理图
习题3
1. 请为电路标注元件标号，采用从左到右、至上而 下的方式标注电路。
2. 标注起始值为0，终止值为99。
3. 按照下表所示方式编辑电路。
元件标称值或元件类型值及其元件封装
元件类型 连接端子
桥堆
二极管
三极管
元件标号 J1 J2 D1 D2 D3 D4 D5 Q1 Q2
谢谢观看
元件标号 R11 R12 U2A U2B U2C U1 U3
元件标号 C7 C8 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10
标称值或类型值 0.1uF 0.1uF 5K 100K 100K 2K 5K 5K 10K 10K 1K 2K
封装 RAD-0.1
AXIAL0.4
元件标称值或元件类型值及其元件封装
元件类型 滑动变阻器 运算放大器 三端稳压器
标称值或类型值 CON2 CON2 18DB05 1N4001 1N4001 1N4148 1N4148 BDX53 BDX54
封装 SIP2 bridge DIODE-0.4
DO-35
TO220
元件标称值或元件类型值及其元件封装元件类 Nhomakorabea 电解电容
电容 扬声器
元件标号 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 LS1
标称值或类型值 1000uF 4.7uF 4.7uF 1000uF 4.7uF 1uF 0.1uF 0.1uF SPEAKER
封装 RB-.3/.6 RB-.1/.2 RB-.1/.2 RB-.3/.6 RB-.1/.2 RB-.1/.2
RAD-0.1
SIP2
元件标称值或元件类型值及其元件封装
元件类型 电容
第3章 和“我”一起绘制电路原理图
习题3
1. 请为电路标注元件标号，采用从左到右、至上而 下的方式标注电路。
2. 标注起始值为0，终止值为99。
3. 按照下表所示方式编辑电路。
元件标称值或元件类型值及其元件封装
元件类型 连接端子
桥堆
二极管
三极管
元件标号 J1 J2 D1 D2 D3 D4 D5 Q1 Q2
谢谢观看
元件标号 R11 R12 U2A U2B U2C U1 U3
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金属被釉基板、有机或无机绝缘层包覆
的金属芯基板
塑料表面电镀金属以增加耐磨性、降低
接触电阻等，常用的方法有镀铑、镀金 等
精选ppt
12
1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术 成膜方法
➢按干式和湿式对分类
➢干式：
PVD（物理气相沉积）——真空蒸镀、
溅射镀膜、离子镀
ＣＶＤ（化学气相沉积）
➢湿式：
电镀、化学镀、阳极氧化、溶胶－凝胶、
精选ppt
2
1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术
➢ 薄膜和厚膜
电子封装过程中膜材料与膜技术的出现及发展，源于
✓ 与电器、电子装置设备向高性能、多功能、高速度方向发展及 信息处理能力的急速提高
✓ 系统的大规模、大容量及大型化 ✓ 要求构成系统的装置、部件、材料等轻、薄、短、小化
晶体管普及之前
✓ 真空电子管的板极、栅极、灯丝等为块体材料，电子管插在管 座上由导管连接，当时并无膜可言
精选ppt
4
1、电子封装工义
针对具体膜层形成方法
膜层材料 界面结构
结晶状态 晶体学取向
微观组织 各种性能和功能
进行研究更有用
✓电子封装工程涉及膜层：膜厚１μｍ～数百微米
✓按膜层的形成方法：
真空法(干式)和溶液法(湿式)沉积得到的膜层——薄 膜，为数微米
精选ppt
8
元件搭载
➢ 芯片装载在封装基板
无论采用引线键合方式还是倒装片方式都离不开焊盘
➢ 元器件搭载在基板上
特别是ＬＳＩ封装体实装在基板上，无论采用ＤＩＰ、ＳＭ
Ｔ、ＣＯＸ、ＭＣＭ等哪种方式，都离不开导体端子 ➢ 焊盘，端子都是膜电路的一部分。 ➢ 在许多情况下，引线端子节距的大小以及引线端子的排列方式
6
厚膜的丝网印刷法有优点
➢通过丝网印刷，可直接形成电路图形
➢膜层较厚，经烧结收缩变得致密，电阻率 低，容易实现很低的电路电阻
➢导体层、电阻层、绝缘层、介电质层及其 他功能层都可以印刷成膜
➢容易实现多层化，与陶瓷生片共烧可以制 取多层共烧基板
➢设备简单，投资少
精选ppt
7
1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术 膜及膜电路的功能
➢ 电气连接
印制线路板（ＰＷＢ）的发明，使电路以膜的
形式与基板作成一体，元器件搭载在基板上并 与导体端子相连接，这对于整个系统的小型化、 高性能、低功耗、高可靠性及经济性等方面都 有重大贡献
三维立体布线方式的ＰＷＢ多层板、陶瓷多层
共烧基板、积层多层板、复合多层板的出现， 对于提高封装密度起着十分关键的作用
✓ 对ＢＧＡ来说，端子节距由１.５ｍｍ降为１.０ｍｍ，实装面 积可减小到１／（１.５×１.５）＝１／２.２５
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10
➢以LCD（液晶显示器）中所采用的ＴＦＴ（薄膜三极管）玻璃复合基板为例
特殊功能 ➢玻璃基板分前基板和后基板两块
➢前基板：形成偏光膜、滤色膜、ITO膜，后基板上形成TFT、ITO膜、金属布线及绝缘膜等 ➢液晶夹于二者之间 ➢受TFT控制的非晶硅（a－Si）图像传感器按阵列布置在后基板上，并由Cr／a－Si/ITO构 成Cr肖特基二极管
➢ 泛指除电气连接、元件搭载、表面改性以 ➢布置在ITO膜上与驱动器相连接的布线导体要通过Cr/Al实现多层化，以降低布线电阻
外的所有其他功能
涉及电阻膜、绝缘膜、介电质膜等
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11
表面改性
➢与在LSI元件表面沉积SiO2、Si3N4等钝化 膜用于绝缘、保护类似
➢电子封装工程中也广泛用膜层作表面改性
膜又有薄膜和厚膜之分
✓ 经典分类：
<１μｍ——薄膜，>１μｍ——厚膜
✓ 制作方法分类：
块体材料制作的（如经轧制、锤打、碾压等）——厚膜
膜的构成物一层层堆积而成——薄膜。
✓ 膜的存在形态分类：
只能成形于基体之上的——薄膜（包覆膜）
沉积膜——基体表面由膜物质沉积析出形成
化合形成膜——通过对基体表面进行化学处理形成，在物理沉积过 程中伴随有表面参与的化学反应
浆料印刷法形成的膜层——厚膜，前者膜厚多，厚～
200微米
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5
薄膜的真空沉积法优点
➢ 可以得到各种材料的膜层
镀料气化方式很多（如电子束蒸发、溅射、气体源等），控
制气氛还可以进行反应沉积
➢ 通过基板、镀料、反应气氛、沉积条件的选择，可以对界面结 构、结晶状态、膜厚等进行控制，还可制取多层膜、复合膜及 特殊界面结构的膜层等。由于膜层表面精细光洁，故便于通过 光刻制取电路图形
是决定封装类型及封装密度的关键因素
批量生产ＱＦＰ来说，最小端子节距的界限为０.３ｍｍ，
若低于此，则操作难度太大，成品率太低
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9
元件搭载
想提高封装密度，需要由四侧引出端子的ＱＦＰ方式转变为
平面阵列布置端子的ＢＧＡ方式
✓ 这样，端子节距提高（１.０ｍｍ，１.５ｍｍ）的同时，反而 降低了实装密度
厚膜印刷法
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典型的成膜方法 真空蒸镀及溅射法
➢ 真空蒸镀：是将镀料在真空中加热、蒸发，使蒸气的原子 或原子团在温度较低的基板上析出形成薄膜的方法
电子封装材料 2009－2010学年 第二学期
第三章 薄膜材料与工艺
➢ 1、电子封装中至关重要的膜材料及膜技术
1.1 薄膜和厚膜 1.2 膜及膜电l路的功能 1.3 成膜方法 1.4 电路图形的形成方法 1.5 膜材料
➢ 2、薄膜材料
2.1 导体薄膜材料 2.2 电阻薄膜材料 2.3 介质薄膜材料 2.4 功能薄膜材料
20世纪60年代，出现薄膜制备技术
✓ 在纸、塑料、陶瓷上涂刷乃至真空蒸镀、溅射金属膜，用以形 成小型元器件及电路等
进入晶体管时代
✓ 从半导体元件、微小型电路到大规模集成电路，膜技术便成为 整套工艺中的核心与关键。
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3
1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术
➢ 薄膜和厚膜
与三维块体材料比较：一般地，膜厚度很小，可看作二维
➢ 可以较方便地采用光、等离子体等激发手段，在一般的工艺条 件下，即可获得在高温、高压、高能量密度下才能获得的物质
➢ 真空薄膜沉积涉及从气态到固态的超急冷（过程，因此可以获 得特异成分、组织及晶体结构的物质
➢ 由于在ＬＳＩ工艺中薄膜沉积及光刻图形等已有成熟的经验，
很便于在电子封装工程中推广
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的金属芯基板
塑料表面电镀金属以增加耐磨性、降低
接触电阻等，常用的方法有镀铑、镀金 等
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1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术 成膜方法
➢按干式和湿式对分类
➢干式：
PVD（物理气相沉积）——真空蒸镀、
溅射镀膜、离子镀
ＣＶＤ（化学气相沉积）
➢湿式：
电镀、化学镀、阳极氧化、溶胶－凝胶、
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1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术
➢ 薄膜和厚膜
电子封装过程中膜材料与膜技术的出现及发展，源于
✓ 与电器、电子装置设备向高性能、多功能、高速度方向发展及 信息处理能力的急速提高
✓ 系统的大规模、大容量及大型化 ✓ 要求构成系统的装置、部件、材料等轻、薄、短、小化
晶体管普及之前
✓ 真空电子管的板极、栅极、灯丝等为块体材料，电子管插在管 座上由导管连接，当时并无膜可言
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4
1、电子封装工义
针对具体膜层形成方法
膜层材料 界面结构
结晶状态 晶体学取向
微观组织 各种性能和功能
进行研究更有用
✓电子封装工程涉及膜层：膜厚１μｍ～数百微米
✓按膜层的形成方法：
真空法(干式)和溶液法(湿式)沉积得到的膜层——薄 膜，为数微米
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元件搭载
➢ 芯片装载在封装基板
无论采用引线键合方式还是倒装片方式都离不开焊盘
➢ 元器件搭载在基板上
特别是ＬＳＩ封装体实装在基板上，无论采用ＤＩＰ、ＳＭ
Ｔ、ＣＯＸ、ＭＣＭ等哪种方式，都离不开导体端子 ➢ 焊盘，端子都是膜电路的一部分。 ➢ 在许多情况下，引线端子节距的大小以及引线端子的排列方式
6
厚膜的丝网印刷法有优点
➢通过丝网印刷，可直接形成电路图形
➢膜层较厚，经烧结收缩变得致密，电阻率 低，容易实现很低的电路电阻
➢导体层、电阻层、绝缘层、介电质层及其 他功能层都可以印刷成膜
➢容易实现多层化，与陶瓷生片共烧可以制 取多层共烧基板
➢设备简单，投资少
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1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术 膜及膜电路的功能
➢ 电气连接
印制线路板（ＰＷＢ）的发明，使电路以膜的
形式与基板作成一体，元器件搭载在基板上并 与导体端子相连接，这对于整个系统的小型化、 高性能、低功耗、高可靠性及经济性等方面都 有重大贡献
三维立体布线方式的ＰＷＢ多层板、陶瓷多层
共烧基板、积层多层板、复合多层板的出现， 对于提高封装密度起着十分关键的作用
✓ 对ＢＧＡ来说，端子节距由１.５ｍｍ降为１.０ｍｍ，实装面 积可减小到１／（１.５×１.５）＝１／２.２５
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10
➢以LCD（液晶显示器）中所采用的ＴＦＴ（薄膜三极管）玻璃复合基板为例
特殊功能 ➢玻璃基板分前基板和后基板两块
➢前基板：形成偏光膜、滤色膜、ITO膜，后基板上形成TFT、ITO膜、金属布线及绝缘膜等 ➢液晶夹于二者之间 ➢受TFT控制的非晶硅（a－Si）图像传感器按阵列布置在后基板上，并由Cr／a－Si/ITO构 成Cr肖特基二极管
➢ 泛指除电气连接、元件搭载、表面改性以 ➢布置在ITO膜上与驱动器相连接的布线导体要通过Cr/Al实现多层化，以降低布线电阻
外的所有其他功能
涉及电阻膜、绝缘膜、介电质膜等
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11
表面改性
➢与在LSI元件表面沉积SiO2、Si3N4等钝化 膜用于绝缘、保护类似
➢电子封装工程中也广泛用膜层作表面改性
膜又有薄膜和厚膜之分
✓ 经典分类：
<１μｍ——薄膜，>１μｍ——厚膜
✓ 制作方法分类：
块体材料制作的（如经轧制、锤打、碾压等）——厚膜
膜的构成物一层层堆积而成——薄膜。
✓ 膜的存在形态分类：
只能成形于基体之上的——薄膜（包覆膜）
沉积膜——基体表面由膜物质沉积析出形成
化合形成膜——通过对基体表面进行化学处理形成，在物理沉积过 程中伴随有表面参与的化学反应
浆料印刷法形成的膜层——厚膜，前者膜厚多，厚～
200微米
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薄膜的真空沉积法优点
➢ 可以得到各种材料的膜层
镀料气化方式很多（如电子束蒸发、溅射、气体源等），控
制气氛还可以进行反应沉积
➢ 通过基板、镀料、反应气氛、沉积条件的选择，可以对界面结 构、结晶状态、膜厚等进行控制，还可制取多层膜、复合膜及 特殊界面结构的膜层等。由于膜层表面精细光洁，故便于通过 光刻制取电路图形
是决定封装类型及封装密度的关键因素
批量生产ＱＦＰ来说，最小端子节距的界限为０.３ｍｍ，
若低于此，则操作难度太大，成品率太低
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9
元件搭载
想提高封装密度，需要由四侧引出端子的ＱＦＰ方式转变为
平面阵列布置端子的ＢＧＡ方式
✓ 这样，端子节距提高（１.０ｍｍ，１.５ｍｍ）的同时，反而 降低了实装密度
厚膜印刷法
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典型的成膜方法 真空蒸镀及溅射法
➢ 真空蒸镀：是将镀料在真空中加热、蒸发，使蒸气的原子 或原子团在温度较低的基板上析出形成薄膜的方法
电子封装材料 2009－2010学年 第二学期
第三章 薄膜材料与工艺
➢ 1、电子封装中至关重要的膜材料及膜技术
1.1 薄膜和厚膜 1.2 膜及膜电l路的功能 1.3 成膜方法 1.4 电路图形的形成方法 1.5 膜材料
➢ 2、薄膜材料
2.1 导体薄膜材料 2.2 电阻薄膜材料 2.3 介质薄膜材料 2.4 功能薄膜材料
20世纪60年代，出现薄膜制备技术
✓ 在纸、塑料、陶瓷上涂刷乃至真空蒸镀、溅射金属膜，用以形 成小型元器件及电路等
进入晶体管时代
✓ 从半导体元件、微小型电路到大规模集成电路，膜技术便成为 整套工艺中的核心与关键。
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3
1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术
➢ 薄膜和厚膜
与三维块体材料比较：一般地，膜厚度很小，可看作二维
➢ 可以较方便地采用光、等离子体等激发手段，在一般的工艺条 件下，即可获得在高温、高压、高能量密度下才能获得的物质
➢ 真空薄膜沉积涉及从气态到固态的超急冷（过程，因此可以获 得特异成分、组织及晶体结构的物质
➢ 由于在ＬＳＩ工艺中薄膜沉积及光刻图形等已有成熟的经验，
很便于在电子封装工程中推广
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