微电子器件封装-第1章.ppt

微电子器件封装-封装材料与封装技术 朱路平 城市建设与环境工程学院 Packaging Assembly is the Bridge Between IC and System！ 二、内容提要 《微电子器件封装-封装材料与封装技术》从封装用的材料着手，较详细地介绍了微电子器件封装用的各类材料，包括高分子材料、陶瓷材料、金属焊接材料、密封材料及黏合剂等材料，阐述了半导体芯片、集成电路器件等的封装制造工艺，讲述了微电子器件封装的电子学和热力学设计的基础理论。 三、课程内容 微电子器件封装概述 封装的电设计 封装的热控制 陶瓷封装材料 聚合物材料封装 引线框架材料 金属焊接材料 高分子环氧树脂 IC芯片贴装与引线键合 可靠性设计 课外阅读书籍 1. (美)查尔斯A.哈珀|译者:沈卓身//贾松良.《 电子封装材料与工艺》,化学工业出版社, 2006年第1版 2. (美国)C.A.哈珀编//贾松良.《 电子组装制造:芯片·电路板·封装及元器件(精装)》,科学出版社, 2005年第1版 3. 田民波编.《 电子封装工程》, 清华大学出版社, 2003年第1版 4. 中国电子学会生产技术学分会丛书编委会组 编.《 微电子封装技术》,中国科学技术大学出版社, 2003年第1版 第一章 微电子器件封装概述 什么是封装？ 所谓“封装”是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包。 1.1 微电子封装的意义及作用 （为什么需要进行封装？） 封装为半导体提供环境的保护； 封装为半导体提供机械支撑； 封装为半导体所产生的热量提供一种耗散途径； 封装为半导体提供与下一级封装的互连； 微电子技术的发展演变 什么是集成电路？ 集成电路 (Integrated Circuit，简称IC)： 以半导体单晶片作为基片,采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统. 优点： 体积小、重量轻 功耗小、成本低 速度快、可靠性高 集成电路的制造流程 晶锭的生长 * * Email：lpzhu@eed.sspu.cn QQ： 422048712 Wafer Package Single IC Assembly 本课程为材料专业本科学生的一门必修课，涉及静态和动态两方面，即电子封装材料的种类、性质和功能，以及电子封装工艺的设计、控制等技术。通过本课程的学习，初步地掌握电子封装的一些基本理论和工艺，为绿色电子材料的设计、加工及应用打下良好的基础。 一、课程性质与任务 熟练掌握电子封装用的五大材料：高分子材料、陶瓷材料、金属焊接材料、密封材料及黏合剂的性质和功能；掌握半导体芯片、集成电路器件等的封装制造工艺；理解微电子器件封装的电子学和热力学设计的基础理论。 四、课程基本要求 考核采用综合评价的方式进行：其中考试占70%；平时作业、提问、考勤占30%。 考核方式 1.2 微电子基础 1.2.1 微电子技术的发展史 微电子技术是以集成电路为核心的电子技术，在19世纪末无线电发明之后，在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的一门重要学科。 ◆ 20世纪初：真空电子管（通讯、测量、自动控制等） ◆ 20世纪40年代：晶体管（1947年） --微电子工业实现革命化，开创了微电子技术新纪元。 ?与电子管相比：体积小、重量轻、功耗低、寿命长 ◆ 20世纪60年代：集成电路 SSI ---→ MSI ---→ LSI --- → ULSI ---→ GSI……. (4个晶体管) ……. （超大型集成）（十亿级集成） 晶体管(1947) 中/小规模集成电路 (1950’s) 大规模/超大规模 集成电路(1970’s) 电子管(1904) ■真空管---------第一代微电子器件 ■晶体管---------第二代微电子器件 ■中小规模集成电路---------第三代微电子器件 ■大规模集成电路---------第四代微电子器件 ■超大规模集成电路---------第五代微电子器件 …… SOC（System On Chip）：将系统所有的器件集成到一个单一的芯片上，实现电子产品的极小型化和高性能。 材料 绝缘体 导体 半导体 良的导体：银、铜、金、铝等 单质：硅（Si）、锗（Ge） 化合物：砷化镓（GaAs） (a) (b) (c) 空带 满带 化合物，如塑料等 1.2.2 半导体理论 图中?代表电子，Ev称为价带顶，它是价带电子的最高能量。在一定温度下，价电子有可能依靠热激发，获得能量脱离共价键，在晶体中自由运动，成为准自由电子。它们也就是能带图中导带上的电子。脱离共价键所需的最小能量就是禁带宽度E