《电子封装第三章》PPT课件

➢ 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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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
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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
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
Байду номын сангаас
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
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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
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
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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、厚膜区分通常无实际意义
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
➢ 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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➢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
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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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
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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
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
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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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
➢ 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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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
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
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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、