封装技术复习提纲及(必威体育精装版本)技巧.doc

绪论 封装技术发展特点、趋势 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。 封装的功能：电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑和环境保护。 封装技术的分级 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。 芯片粘接的方法 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。 芯片互连技术 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。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面迅速摩擦，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。 WB特点、类型、工作原理（略）、金丝球焊主要工艺、材料 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