廣工微電子封裝技術(shù)總復(fù)習(xí)資料

1、1、微電子封裝技術(shù)中常用封裝術(shù)語英文縮寫的中文名稱：DIP：雙列直插式封裝 double in-line package QFP(J)：四邊引腳扁平封裝 quad flat packagePGA： 針柵陣列封裝 pin grid arrayPLCC： 塑料有引腳片式載體 plastic leaded chip carrierSOP(J)：IC小外形封裝 small outline packageSOT： 小外形晶體管封裝 small outline transistor packageSMC/D：表面安裝元器件 surface mount component/deviceBGA： 焊球陣列封裝

2、 ball grid arrayCCGA：陶瓷焊柱陣列封裝Ceramic Column Grid Array KGD： 優(yōu)質(zhì)芯片（已知合格芯片）Known Good DieCSP： 芯片級封裝 chip size packageWB： 引線鍵合 wire bonding TAB： 載帶自動焊 tape automated bondingFCB： 倒裝焊flip chip bonding OLB： 外引線焊接Outer Lead Bonding ILB： 內(nèi)引線焊接C4： 可控塌陷芯片連接Controlled Collapse Chip ConnectionUBM： 凸點(diǎn)下金屬化 Un

3、der Bump MetalizationSMT： 表面貼裝技術(shù)THT： 通孔插裝技術(shù)Through Hole TechnologyCOB： 板上芯片COG： 玻璃上芯片WLP： 晶圓片級封裝Wafer Level PackagingC： 陶瓷封裝P： 塑料封裝T： 薄型F： 窄節(jié)距B： 帶保護(hù)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(dāng)，減少不必要的電源消耗，注意接地線分

4、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I/O引出的路徑達(dá)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(jī)械支撐：為芯片和其他部件提供牢固可靠的機(jī)械支撐，能適應(yīng)各種工作環(huán)境和條件的變化。5） 環(huán)境保護(hù)：保護(hù)芯片不被周圍環(huán)境的影響。4、微電子封裝技術(shù)中的主要工藝方法：（1）芯片粘接: (將IC芯片固定安裝在基板上) 1) Au-Si合金共熔法 2) Pb-Sn合金片焊接法 3) 導(dǎo)電膠粘接法 4） 有機(jī)樹脂基粘接法（2）互連工藝：(主要三種是引線鍵合（WB）、載帶自動焊（TAB）和倒裝焊（FCB）)WB：主要的WB工藝方法；熱壓

5、超聲焊主要工藝參數(shù)、材料：WB工藝方法：熱壓焊、超聲焊和熱壓超聲焊（也叫金絲球焊）熱壓超聲焊主要工藝參數(shù)：1.熱壓焊的焊頭形狀-楔形，針形，錐形2.焊接溫度150°左右3. 焊接壓力-0.5到1.5N/點(diǎn)。4.超聲波頻率材料：熱壓焊、金絲球焊主要選用金絲，超聲焊主要用鋁絲和Si-Al絲，還有少量Cu-Al絲和Cu-Si-Al絲等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、三層帶和雙金屬帶FCB：工藝方法，各工藝方法的關(guān)鍵技術(shù)：FCB工藝方法：1、熱壓FCB法2、再流FCB

6、法3、環(huán)氧樹脂光固化FCB法4、各向異性導(dǎo)電膠FCB法各工藝方法的關(guān)鍵技術(shù)：1.熱壓FCB法：高精度熱壓FCB機(jī),調(diào)平芯片與基板平行度；2.再流FCB法：控制焊料量及再流焊的溫度；3.環(huán)氧樹脂光固化FCB法：光敏樹脂的收縮力及UV光固化；4.各向異性導(dǎo)電膠FCB法：避免橫向?qū)щ姸搪?UV光固化。（3）常用芯片凸點(diǎn)制作方法；電鍍法制作芯片凸點(diǎn)有關(guān)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(diǎn)制作方法：（1） 蒸發(fā)/濺射法；（2）電鍍法；（3）化學(xué)鍍法；（4）打球法；（5）激光凸點(diǎn)法；（6）置球和模板印刷法；（7）移植凸點(diǎn)法；（8）疊層法；（9）柔性凸點(diǎn)法；（10）噴射法電鍍法

7、制作芯片凸點(diǎn)有關(guān)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(diǎn)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： 式中：Dk: 電流密度(A/dm2); t: 電鍍時間(h) : 電流效率; k: 電化當(dāng)量(g/A.h)；指在電鍍過程中電極上通過單位電量時，電極反應(yīng)形成產(chǎn)物之理論重量d: 電鍍金屬密度(g/cm3)。 若用um作單位，則的取值應(yīng)去除百分號（4）芯片凸點(diǎn)的組成及各部分的作用。1.Al膜：作為芯片焊區(qū)2. 粘附層金屬：使Al膜和芯片鈍化層粘附牢固3.阻擋層金屬：防止最上層的凸點(diǎn)金屬與Al互擴(kuò)散，生成金屬間化合物4.凸點(diǎn)金屬：導(dǎo)電作用（6）組裝工藝：波峰焊工

8、藝：波峰焊工藝步驟； 裝板涂覆焊劑預(yù)熱焊接熱風(fēng)刀冷卻卸板波峰焊設(shè)備的組成；傳送裝置、涂助焊劑裝置、預(yù)熱器、錫波噴嘴、錫缸、冷卻風(fēng)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（局部焊開孔），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。波峰焊機(jī)的幾項工藝參數(shù):帶速、預(yù)熱溫度、焊接時間、傾斜角度之間需要互相協(xié)調(diào)、反復(fù)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(chǔ)，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(fù)調(diào)節(jié)帶速與傾角以及預(yù)熱溫度，就可以得到滿意的波

9、峰焊接溫度曲線。設(shè)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(jī)波峰面寬度為50mm，停留時間為3s，現(xiàn)焊接400mm×400mm，PCB間距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 = 7×60×1/(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 放置表面貼裝元件 加熱再流再流焊爐加熱方式類別；(1) 紅外再流焊(2

10、)氣相再流焊(3)激光再流焊(4)紅外/熱風(fēng)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(jié)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)再做B面：點(diǎn)貼片膠-表面貼裝元件-加熱固化-翻轉(zhuǎn)補(bǔ)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

11、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(diǎn)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(zhǔn) 5、典型封裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和各組成部分名稱：TO型、DIP型、SOP(J)、QFP(J)、(C)BGA、WB、TAB、FCB、MCM、PLCC等。FCB型：倒裝焊flip chip bondingSolder Bump焊錫凸塊QFP型：四邊引腳扁平封裝 quad flat

12、 packagePLCC型：塑料有引腳片式載體 plastic leaded chip carrierTO型：金絲引線粘結(jié)劑引腳DIP型：SOP型：IC小外形封裝 small outline packageWB型：CBGA型： TAB型:MCM型：MCM (Multi chip Module ) 多芯片組件封裝，是一種由兩個或兩個以上裸芯片或者芯片尺寸封裝(CSP)的IC組裝在一個基板上的模塊,模塊組成一個電子系統(tǒng)或子系統(tǒng)6、封裝可靠性分析：（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。1.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Au2Al、AuAl、A

13、uAl2、Au4Al、Au5Al等脆性，導(dǎo)電率較低，長期使用或遇高溫后，可能出現(xiàn)壓焊強(qiáng)度降低及接觸電阻變大等情況，導(dǎo)致開路或電性能退化；2.Au-Al壓焊還存在所謂的“柯肯德爾效應(yīng)”接觸面上造成空洞：在高溫下，Au向Al迅速擴(kuò)散而形成Au2Al（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(dǎo)致電參數(shù)變得越來越差，最終會導(dǎo)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(jī)理、防止措施。開裂機(jī)理：1. 開裂機(jī)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(kuò)張期三個階段，2. 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(jié)構(gòu)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。3. 封裝的水汽吸收與相對濕度密切相關(guān)封裝的水汽吸收與環(huán)境相對濕度密切相關(guān)，封裝貯存期吸收的水汽也與貯存環(huán)境的濕度有關(guān)防止措施：1. 從封