微電子封裝技術(shù)總復(fù)習(xí)

1、微電子封裝技術(shù)總復(fù)習(xí)1、微電子封裝技術(shù)中常用封裝術(shù)語(yǔ)英文縮寫(xiě)的中文名稱(chēng)。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(jí)封裝MC主要封裝工藝技術(shù)：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(dòng)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(diǎn)下金屬化SMT：表面貼裝技術(shù)THT：通孔插裝技術(shù)COB：板上芯片COG：玻璃上芯片M(P)：WLP :圓片級(jí)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(hù)墊2、微電子封裝的分級(jí)。零級(jí)封裝：芯片的連接，即芯片互連級(jí)。一級(jí)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(jí)封裝：將一級(jí)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(jí)封裝：將二級(jí)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

3、耗，注意接地線分配問(wèn)題。2）信號(hào)分配：使信號(hào)延遲盡可能減小，使信號(hào)線與芯片的互連路徑及通過(guò)封裝的1/0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?chē)h(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。1）Au-Si合金法2）Pb-Sn合金片焊接法3）導(dǎo)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(lèi)；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(shí)間（t）； 載帶的分類(lèi)（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(guān)鍵技術(shù)。FCB工藝方法：熱壓FCB；再流FCB；環(huán)氧樹(shù)脂光固化FCB； ACA-FCB。各工藝方法的關(guān)鍵技術(shù)：熱壓FCB：高精度熱壓FCB機(jī)，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(shù)脂光固化FCB：光敏樹(shù)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(diǎn)制作方法；電鍍法制作芯片凸點(diǎn)有關(guān)計(jì)算：公式、公式中各參數(shù)的含義、單位、電鍍時(shí)間的計(jì)算。常用芯片凸點(diǎn)制作方法：（1）蒸發(fā)/濺射凸點(diǎn)制作法；（2）電鍍凸點(diǎn)制作法；（3）化學(xué)鍍凸 點(diǎn)制作法；（4）機(jī)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(diǎn)制作法。電鍍法制作芯片凸點(diǎn)有關(guān)計(jì)算：公式、公式中各參數(shù)的含義、單位、電鍍時(shí)間的計(jì)算：根據(jù) 對(duì)凸點(diǎn)高度的要求不同，電鍍時(shí)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(shí)間（h）;dn :電鍍液電流效率；k:電化

6、當(dāng)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(yīng)去除百分號(hào)。（書(shū)本P49）（4）芯片凸點(diǎn)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(diǎn)金屬與A1互擴(kuò)散，生成金屬間化合物凸點(diǎn)金屬：導(dǎo)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(yù)熱一焊接一熱風(fēng)刀一冷卻一卸板波峰焊設(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(jiàn)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(rùn)性差，8.焊腳提升波峰焊單班生產(chǎn)產(chǎn)量的計(jì)算。波峰

7、焊機(jī)的幾項(xiàng)工藝參數(shù):帶速、預(yù)熱溫度、焊接時(shí)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(shí)間為基礎(chǔ)，協(xié)調(diào)傾 角與帶速，焊接時(shí)間一般為23s，它可以通過(guò)波峰面的寬度與帶速來(lái)計(jì)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峰焊接溫度曲線。設(shè)PCB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)(與邊軌平行邊的長(zhǎng)度)，PCB之間間隔為L(zhǎng)1，傳遞速度為V，停留時(shí)間 為t，每小時(shí)產(chǎn)量為N，波寬為W，則傳動(dòng)速度為：V = W/t N = 60V/(L+L1)例：一臺(tái)波峰焊機(jī)波峰面寬度為50mm，停留時(shí)間為3s，現(xiàn)焊接400mmX400mm， PCB間 距

8、100mm，求單班(工作時(shí)間7h)產(chǎn)量。先計(jì)算帶速： 帶速=0.05/(1/20) = 1m/min則：?jiǎn)伟喈a(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(lèi)別；紅外再流焊氣相再流焊激光再流焊紅外/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

9、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片狀元件）-再流焊-檢查-清洗表貼式元器件在安裝過(guò)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(rùn)性差，焊后斷開(kāi)，焊料不足， 焊料過(guò)量。BGA在安裝焊接時(shí)焊球與基板焊接過(guò)程中常見(jiàn)缺陷。1）橋連，2）連接不充分，3）空洞，4）斷開(kāi)，5）浸潤(rùn)性差，6）形成焊料小球，7）誤對(duì)準(zhǔn)6、封裝可靠性分析

10、:（1）鋁焊區(qū)上采用Au絲鍵合，對(duì)鍵合可靠性的影響及解決對(duì)策。 對(duì)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(dǎo)電率 較低，長(zhǎng)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(kāi)路或電 性能退化；Au-Al壓焊還存在所謂的“柯肯德?tīng)栃?yīng)”一一接觸面上造成空洞：在高溫下，Au向Al迅速擴(kuò)散而形成（白斑）。防止方法：盡可能避免在高溫下長(zhǎng)時(shí)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(wèn)題。由于塑封器件吸潮，會(huì)使器件的壽命降低。顯然吸濕量越多，水汽壓就會(huì)越高,器件壽命就越 短。由于塑封器件是非氣密性封裝，還會(huì)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(huì)對(duì)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(duì)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(lái)越差，最終會(huì)導(dǎo)致器件開(kāi)路而失效。（3）塑料封裝器件吸潮引起的開(kāi)裂問(wèn)題：開(kāi)裂機(jī)理、防止措施。開(kāi)裂機(jī)理：開(kāi)裂機(jī)理描述塑封開(kāi)裂過(guò)程分為（1）水汽吸收聚蓄期、（2）水汽蒸發(fā)膨脹期和（3）開(kāi)裂萌生擴(kuò)張期三個(gè) 階段，引起開(kāi)裂的多種因素水汽是引起塑封器件開(kāi)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(kāi) 裂的根本性?xún)?nèi)在因素。封裝的水汽吸收與相對(duì)濕度密切相關(guān)封裝的水汽吸收與環(huán)境相對(duì)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：從封裝結(jié)構(gòu)的改進(jìn)上增強(qiáng)抗開(kāi)裂的能力對(duì)塑封器件進(jìn)行適宜的烘烤是防止焊接時(shí)開(kāi)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