微電子封裝技術總復習

1、微電子封裝技術總復習1、微電子封裝技術中常用封裝術語英文縮寫的中文名稱。主要封裝形式：DIP、QFP(J)、PGA、PLCC、SOP(J)、SOT、SMC/D BGA、CCGA、KGD、CSP、DIP：雙列直插式封裝QFP(J)：四邊引腳扁平封裝PGA：針柵陣列封裝PLCC：塑料有引腳片式載體SOP(J)： IC小外形封裝SOT：小外形晶體管封裝SMC/D：表面安裝元器件BGA:焊球陣列封裝CCGA：陶瓷焊柱陣列封裝KGD：優(yōu)質(zhì)芯片(已知合格芯片)CSP：芯片級封裝MC主要封裝工藝技術：WB、TAB、FCB、OLB、ILB、C4、UBM、SMT、THT、COB、COG 等。M(P)、WLP 等

2、。WB：引線鍵合TAB：載帶自動焊FCB:倒裝焊OLB：外引線焊接ILB :內(nèi)引線焊接C4：可控塌陷芯片連接UBM：凸點下金屬化SMT：表面貼裝技術THT：通孔插裝技術COB：板上芯片COG：玻璃上芯片M(P)：WLP :圓片級封裝不同的封裝材料：C、P等。C：陶瓷封裝p：塑料封裝T：薄型F：窄節(jié)距B：帶保護墊2、微電子封裝的分級。零級封裝：芯片的連接，即芯片互連級。一級封裝：用封裝外殼將芯片封裝成單芯片組件和多芯片組件；二級封裝：將一級封裝和其他組件一同組裝到印刷電路板（或其他基板）上;三級封裝：將二級封裝插裝到母板上。3、微電子封裝的功能。1）電源分配：保證電源分配恰當，減少不必要的電源消

3、耗，注意接地線分配問題。2）信號分配：使信號延遲盡可能減小，使信號線與芯片的互連路徑及通過封裝的1/0引出 的路徑達到最短。3）散熱通道：保證系統(tǒng)在使用溫度要求的范圍內(nèi)能正常工作。4）機械支撐：為芯片和其他部件提供牢固可靠的機械支撐，能適應各種工作環(huán)境和條件的 變化。5）環(huán)境保護：保護芯片不被周圍環(huán)境的影響。4、微電子封裝技術中的主要工藝方法：（1）芯片粘接。1）Au-Si合金法2）Pb-Sn合金片焊接法3）導電膠粘接法（2）互連工藝：WB：主要的WB工藝方法；熱壓超聲焊主要工藝參數(shù)、材料;WB工藝方法：熱壓焊、超聲焊（超聲鍵合）和金絲球焊（也叫熱壓超聲焊）熱壓超聲焊主要工藝參數(shù)：熱壓焊的焊頭

4、形狀-楔形，針形，錐形。焊接溫度。焊接壓力-0.5到1.5N/ 4.超聲波頻率。材料：Au絲（主要），Al絲，Cu絲。TAB：內(nèi)、外引線焊接主要工藝參數(shù)、載帶的分類；TAB內(nèi)、外引線焊接主要工藝參數(shù)：焊接溫度（T）；焊接壓力（P）；焊接時間（t）； 載帶的分類（單層帶，雙層帶，三層帶，雙金屬帶）FCB：工藝方法，各工藝方法的關鍵技術。FCB工藝方法：熱壓FCB；再流FCB；環(huán)氧樹脂光固化FCB； ACA-FCB。各工藝方法的關鍵技術：熱壓FCB：高精度熱壓FCB機，調(diào)平芯片與基板平行度；再流FCB：控制焊料量及再流焊的溫度；環(huán)氧樹脂光固化FCB：光敏樹脂的收縮力及UV光固化；ACA-FCB：避

5、免橫向?qū)щ姸搪稶V光固化。（3）常用芯片凸點制作方法；電鍍法制作芯片凸點有關計算：公式、公式中各參數(shù)的含義、單位、電鍍時間的計算。常用芯片凸點制作方法：（1）蒸發(fā)/濺射凸點制作法；（2）電鍍凸點制作法；（3）化學鍍凸 點制作法；（4）機械打球法；（5）激光法；（6）置球和模板印刷法；（7）移植法；（8）疊層 制作法；（9）柔性凸點制作法。電鍍法制作芯片凸點有關計算：公式、公式中各參數(shù)的含義、單位、電鍍時間的計算：根據(jù) 對凸點高度的要求不同，電鍍時間也不同。根據(jù)電解定律，鍍層厚度。為：8= D t F k式中：Dk:電流密度（A/dm2）;k刀t:電鍍時間（h）;dn :電鍍液電流效率；k:電化

6、當量（g/A.h）；d:電鍍金屬密度（g/cm3）。若5用um作單位，則n的取值應去除百分號。（書本P49）（4）芯片凸點的組成及各部分的作用。A1膜：作為芯片焊區(qū)粘附層金屬：使A1膜和芯片鈍化層粘附牢固阻擋層金屬：防止最上層的凸點金屬與A1互擴散，生成金屬間化合物凸點金屬：導電作用(6)組裝工藝：波峰焊工藝：波峰焊工藝步驟；裝板一涂覆焊劑一預熱一焊接一熱風刀一冷卻一卸板波峰焊設備的組成；傳送裝置、涂助焊劑裝置、預熱器、錫波噴嘴、錫缸、冷卻風扇等波峰焊接中常見的焊接缺陷；1.拉尖，2.橋連，3.虛焊，4.錫薄，5.漏焊，6.印制板變形大，7.浸潤性差，8.焊腳提升波峰焊單班生產(chǎn)產(chǎn)量的計算。波峰

7、焊機的幾項工藝參數(shù):帶速、預熱溫度、焊接時間、傾斜角度之間需要互相協(xié)調(diào)、反復 調(diào)節(jié)，其中帶速影響到生產(chǎn)量。在大生產(chǎn)中希望有較高的生產(chǎn)能力，通常各種參數(shù)協(xié)調(diào)的原則是以焊接時間為基礎，協(xié)調(diào)傾 角與帶速，焊接時間一般為23s，它可以通過波峰面的寬度與帶速來計算。反復調(diào)節(jié)帶速 與傾角以及預熱溫度，就可以得到滿意的波峰焊接溫度曲線。設PCB的長度為L(與邊軌平行邊的長度)，PCB之間間隔為L1，傳遞速度為V，停留時間 為t，每小時產(chǎn)量為N，波寬為W，則傳動速度為：V = W/t N = 60V/(L+L1)例：一臺波峰焊機波峰面寬度為50mm，停留時間為3s，現(xiàn)焊接400mmX400mm， PCB間 距

8、100mm，求單班(工作時間7h)產(chǎn)量。先計算帶速： 帶速=0.05/(1/20) = 1m/min則：單班產(chǎn)量=7X60X1/(0.4+0.1)= 840 塊再流焊工藝：再流焊工藝步驟；滴注/印制釬料膏一放置表面貼裝元件一加熱再流再流焊爐加熱方式類別；紅外再流焊氣相再流焊激光再流焊紅外/熱風再流焊單面采用貼片式元器件的工藝流程；印刷焊膏-貼裝元件(QFP片狀元件)-再流焊-清洗單面混裝(插裝式和貼片式元器件混裝)的工藝流程；涂敷粘結劑-表面安裝元件-固化翻轉(zhuǎn)-插通孔元件-波峰焊-清洗雙面混裝（插裝式和貼片式元器件混裝）的工藝流程；先做A面：印刷焊膏-貼裝元件（QFP片狀元件）-再流焊-翻轉(zhuǎn)再

9、做B面：點貼片膠-表面貼裝元件-加熱固化翻轉(zhuǎn)補插通孔元件后再波峰焊插帶通孔元件（DIP等）-波峰焊-清洗雙面都采用貼片式元器件的工藝流程；通常先做B面：印刷焊膏-貼裝元件（QFP片狀元件）-再流焊-翻轉(zhuǎn)再做A面：印刷焊膏-貼裝元件（QFP片狀元件）-再流焊-檢查-清洗表貼式元器件在安裝過程中形成的焊接不良和缺陷；偏移（側(cè)立）和立碑，吸嘴干涉到其它元件錫球，立碑，吹孔，空洞，元器件移位及偏斜，焊點灰暗，浸潤性差，焊后斷開，焊料不足， 焊料過量。BGA在安裝焊接時焊球與基板焊接過程中常見缺陷。1）橋連，2）連接不充分，3）空洞，4）斷開，5）浸潤性差，6）形成焊料小球，7）誤對準6、封裝可靠性分析

10、:（1）鋁焊區(qū)上采用Au絲鍵合，對鍵合可靠性的影響及解決對策。 對于Al-Au金屬系統(tǒng)，焊接處可能生成的金屬間化合物就有等一一脆性，導電率 較低，長期使用或遇高溫后，可能出現(xiàn)壓焊強度降低及接觸電阻變大等情況，導致開路或電 性能退化；Au-Al壓焊還存在所謂的“柯肯德爾效應”一一接觸面上造成空洞：在高溫下，Au向Al迅速擴散而形成（白斑）。防止方法：盡可能避免在高溫下長時間壓焊，器件使用溫度盡可能低。（2）塑料封裝器件吸潮引起的可靠性問題。由于塑封器件吸潮，會使器件的壽命降低。顯然吸濕量越多，水汽壓就會越高,器件壽命就越 短。由于塑封器件是非氣密性封裝，還會受到生產(chǎn)環(huán)境中的污染物如Na+）、塑封

11、料殘存的 離子性雜質(zhì)（如Cl-等）的影響。特別是Cl-及濕氣浸入器件后,將會對芯片的Al電極產(chǎn)生局部 腐蝕，形成疏松、脆性的Al化合物。濕氣和Cl-對Al的不斷腐蝕作用，使Al電極不斷惡化， 導致電參數(shù)變得越來越差，最終會導致器件開路而失效。（3）塑料封裝器件吸潮引起的開裂問題：開裂機理、防止措施。開裂機理：開裂機理描述塑封開裂過程分為（1）水汽吸收聚蓄期、（2）水汽蒸發(fā)膨脹期和（3）開裂萌生擴張期三個 階段，引起開裂的多種因素水汽是引起塑封器件開裂的外部因素，而塑封器件結構所形成的熱失配才是引起塑封器件開 裂的根本性內(nèi)在因素。封裝的水汽吸收與相對濕度密切相關封裝的水汽吸收與環(huán)境相對濕度密切相關，封裝貯存期吸收的水汽也與貯存環(huán)境的濕度有關防止措施：從封裝結構的改進上增強抗開裂的能力對塑封器件進行適宜的烘烤是防止焊接時開裂的有效措施合適的包裝和良好的貯存條件是控制塑封器件吸潮的必要手段（4）波