大声
【扒一扒】日本高纯球形硅微粉材料生产商
—— anndi

《【扒一扒】日本高纯球形硅微粉材料生产商》:  作为一种无机非金属矿物功能性粉体材料,硅微粉广泛应用于电子材料、电工绝缘材料、胶黏剂、特种陶瓷、精密铸造、油漆涂料、油墨、硅橡胶等领域。 目前,世界上只有中国、日本、韩国、美国等少数国家具备硅微粉生产能力... 全文 ?

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《电子封装工程》笔记

《电子封装工程》—田民波编著

第一章 电子封装工程概述

第二章 电子封装工程的演变与进展

第三章 薄膜材料与工艺

第四章 厚膜材料与工艺

第五章 基板技术Ⅰ—有机基板

第六章 基板技术Ⅱ—陶瓷基板

第七章 微互联技术

第八章 封装技术

第九章 BGA与CSP

第十章 电子封装的分析、评价及设计

第十一章 超高密度封装的应用和发展

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第十一章 超高密度封装的应用和发展

1、便携电子设备中的封装技术:
a.移动电话(手机)中采用的封装技术;
b.数码摄像照相机中封装技术;
c.笔记本电脑中的封装技术;
d.便携电子设备中封装的技术课题:
■减小PWB母板的面积并降低价格;
■减小高频电路及模拟电路部分的面积;
■采用系统封装;
■采用三维封装形式进一步提高封装密度;
2、超级计算机中的封装技术:
a.超级计算机中封装技术概况:超级计算机性能的提高得益于LSI的高速、高集成化,同时要求LSI封装基板具有高的引线密度、低的介电损耗、高的散热能力等;
b.回路基板及实装技术:陶瓷回路基板替代树脂印制线路板、层间导体埋孔、计算机主机用陶瓷回路基板;
c.超级计算机封装的共同特征及发展前景:各家超级计算机封装的共同特征汇总如下:
■芯片搭载在陶瓷微载体内:
在载体实装到布线板上之前,能对半导体元件进行单个测试和老化筛选;
芯片搭载在陶瓷微载体内,采用倒装片或芯片电极面朝下的TAB微互联方式;
芯片发热采用间接方式冷却,即通过陶瓷微载体上面的导热柱,再循环水散热;
陶瓷微载体实装到布线板上采用焊料凸点或butt-PGA方式钎焊连接,可拆卸返修重装;
■基础布线板为玻璃陶瓷多层共烧板: 全文 »
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第十章 电子封装的分析、评价及设计

1、膜检测及评价技术:
a.膜检测及评价的必要性:MCM封装离不开多层板,而多层板表面的金属化层极为关键,这种金属化层无论是用于表面导体图形,还是作为电极,除了要与特定的实装形态及封装部件相匹配之外,还要实现大量的连接与键合,而且应满足工程、设备长期可靠性等诸多方面的严格要求;
b.膜的互扩散:
■膜的互扩散及扩散系数;
■膜层互扩散反应的激活能;
c.膜的内应力:
■膜层中内应力的产生机制:与基板材料比当膜材料CTE较大时产生受拉应力,较小时产生受压应力;
■膜层中的内应力:在蒸镀膜及电镀膜中存在内应力,如果其总应力大于基体绝缘层的抗弯强度,则绝缘层中可能产生裂纹,甚至使电路图形剥离;
2、信号传输特性的分析技术:
a.布线电气特性分析基础:目前人们正在开发各种类型的超高速半导体集成电路元件,其中包括约瑟夫森器件,采用GaAs的HEMT(high electron mobility transistor:高电子迁移率三极管)和MESFET(metal semiconductor field effect transistor:金属-半导体场效应三极管)、采用Si的ECL(emitter couple logic:发射极耦合逻辑)器件等,与此相关,需要研究高频信号的传输特性,以GaAs超高速器件处理的信号为例,人们正对高速脉冲的传输特性、布线间的交叉噪声特性、减少交叉噪声的措施等进行广泛的研究,此外CMOS(complementary metal oxide semiconductor:互补金属氧化物半导体)器件的高速化也取得显著进展; 全文 »
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第九章 BGA与CSP

1、球栅阵列封装(BGA)—更适合多端子LSI的表面贴装式封装:
a.美国厂家采用BGA的理由:
■QFP的引线间距太窄也有不便之处;
■BGA采用二维布置的球形焊接端子;
b.塑封BGA的应用现状:
■计算机工作站推广采用塑封BGA;
■塑封BGA的应用逐渐扩大到微机及SRAM、PLD等领域;
■BGA封装的厂商十分活跃;
c.塑封BGA的发展趋势:
■端子数要超过QFP还需要解决的问题;
■为适用于高性能芯片,BGA应进一步改进;
d.如何检验塑封BGA:
■由于焊接端子间距大,能形成可靠的键合;
■在开发阶段也要配合外观检查;
■如何进行接入电路的试验;
e.使用塑封BGA应注意的问题:
■关于端子的高度偏差;
■关于封装裂纹和防潮问题;
f.BGA概念的形成:
2、BGA的类型:
a.塑封球栅平面阵列封装(PBGA):即Plastic Ball Grid Array,也就是最开始的OMPAC(overmolded plastic array carrier),近年在普通PBGA的基础上又开发出下述几种多引脚、高性能产品:EBGA(enhanced BGA)、S-MCP(stacked multi chip package)、FC-PBGA(flip chip-PBGA)、FBGA(fine pitch ball grid array); 全文 »
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第八章 封装技术

1、封装技术简介:
a.封装的必要性:裸芯片与布线板实现微互联后,需要通过封装技术将其密封在塑料、玻璃、金属或陶瓷外壳中,以确保半导体集成电路芯片在各种恶劣条件下正常工作,狭义的封装(packaging)即指该工艺过程;
b.各种封装技术及其特征:
■单芯片封装的各种封装形式:
气密封装型—金属外壳封接型、玻璃封接型、钎焊封接型
非气密封装型—传递模注塑封装型、液态树脂封装型、树脂块封装型;
■MCM的各种封装法及其特征比较:
气密性封装(hermetic sealing)—低熔点玻璃封接法、钎焊封接法、缝焊封接法、激光熔焊法;
非气密性封装(nonhermetic sealing)—树脂封装法(注型法casting  涂布法coating  浸渍法dipping  滴灌法potting  流动浸渍法)
■评估封装特征及效果的项目:拆装返修性、耐湿性、耐热性、耐热冲击性、散热性、耐机械冲击性、外形形状尺寸的适应性、大型化、价格、环保特性;

2、非气密性树脂封装技术:
a.传递模注塑封技术:
■模注树脂成分及特性:填料filler约70%、环氧树脂约18%以下、固化剂约9%以下、此外还有触媒(固化促进剂)、耦合剂、脱模剂、阻燃剂、着色剂等添加剂,其总量一般控制在3%~7%;
■填充料及添加剂对模注树脂特性的影响:可加入的填充料有晶态SiO2,α-Al2O3、熔凝SiO2(非晶态SiO2或石英玻璃)。它们对热膨胀系数、耐焊性、耐裂纹性等均有很大的影响;
■传递模注装置、模具及传递模注工艺:基本工艺如下:插入并固定芯片框架—料饼投入—树脂注入、硬化—取出模注好的封装体—160~180度数小时高温加热使聚合完全;
■模注树脂流速及粘度对Au丝偏移(冲丝)的影响:封装树脂在型腔内流动会造成微互联Au丝的偏移,偏移量同封装树脂在型腔内的流速及封装树脂在型腔内粘度有关,为了减小冲丝现象,应降低树脂的粘度,并控制封装树脂尽量缓慢地在型腔内流动; 全文 »

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第七章 微互联技术

1、微互联技术与封装:
微电子封装技术一直追随着IC的发展而前进,一代IC,就有相关一代微电子封装相配合。毫无疑问,微电子封装技术的发展必然对微互联技术提出更高的要求。

2、钎焊材料及其浸润性:钎焊可定义为“需要连接的母材金属不熔化,在其间隙中充填熔点比母材的低、且呈熔化状态的金属或合金,经冷却固化而实现母材间的连接”
a.各种钎焊材料及其浸润性:
■各种钎焊(软钎焊及硬钎焊)材料及其熔点温度范围:焊料熔点高于450℃,这种焊料称为硬钎料(brazing filler metal),采用硬钎料的钎焊为硬钎焊(brazing),焊料熔点低于450℃,采用这种焊料的称为软钎焊(soldering);
■Sn-Pb系焊料的特性:由锡铅构成的Sn-Pb系焊料因Sn-Pb配比不同,特性会有很大变化,其中Pb的熔点为327℃,Sn的熔点为232℃,在63Sn/37Pb的共晶焊料成份时熔点最低为183℃;
b.焊料浸润性的定义及评价方法:
■焊料浸润性的定义:焊料浸润性的好坏,可根据焊料附着于导体膜或金属表面时所形成接触角的大小来判断,焊料与膜层间的接触角越小,焊料的浸润性越好;
■焊料浸润性的评价方法:
展宽法—ASTM-B-545、JIS-Z-3197(焊料球法、焊料丸法、焊料浆料法)
浸渍法—MIL-STD-883、JIS-C-5033
接触角法—Radio Corp. of America
沉球法—ASTM-B-545
表面张力法—MIL-STD-883B 全文 »

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第六章 基板技术Ⅱ—陶瓷基板

一、陶瓷基板概论
1、机械性质:(电路布线的形成)
a.有足够高的机械强度,除搭载元器件外,也能作为支持构件使用;
b.加工性好,尺寸精度高,容易实现多层化;
c.表面光滑,无翘曲、弯曲、微裂纹等;
2、电学性能:
a.绝缘电阻及绝缘破坏电压高;
b.介电常数低、介电损耗小;
c.在温度高、湿度大的条件下性能稳定,确保可靠性;
3、热学性质:
a.热导率高;
b.热膨胀系数与相关材料匹配(特别是与Si的热膨胀系数要匹配);
c.耐热性优良;
4、其他性质:
a.化学稳定性好、容易金属化、电路图形与之附着力强;
b.无吸湿性、耐油、耐化学药品、α射线放出量小;
c.所采用的物质无公害、无毒性、在使用温度范围内晶体结构不变化;
d.原材料资源丰富、技术成熟、制造容易、价格低; 全文 »

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第五章 基板技术Ⅰ—有机基板

一、封装基板概述:
1、发展动向:
a.需求:小型、高性能、便携化、个人信息终端;
b.电子装置:小型、薄型、高性能、高周波、低价格;
c.LSI器件:多引脚、窄节距、模块化、超小元器件;
d.实装技术:超小型封装及裸芯片实装(TAB/COB/BGA/CSP/FC/MCM等);
e.市场:手机、网络及通信设备、数码相加、微机、笔记本电脑、PDA、各类平板显示器;
f.PWB:高密度布线、薄型、更高的电气特性、更高的尺寸稳定性、更低的价格、更高的实装密度;
2、性能要求:
a.要减小信号传输延迟时间;
b.特性阻抗要匹配;
c.要尽量降低L、C、R等的寄生效应;
d.为了降低交调噪声(cross-link noise),要尽量避免信号线之间离得太近以及平行布线,同时为了减小此影响,应选用低介电常数的基板材料;
e.电路图形的设计应考虑到防止信号反射噪声;

二、封装基板分类:
1、按基材分类:按基板的基本材料,基板可以分为有机系(树脂系)、无机系(陶瓷系、金属系)及复合系三大类。其中有机系分为:
a.纸基板:
■纸、酚醛树脂覆铜板(FR-1、FR-2、XPC、XXXPC)
■纸、环氧树脂覆铜板(FR-3)
■纸、聚酯树脂覆铜板
b.玻璃布基板:
■玻璃布、环氧树脂覆铜板(FR-4、G10)
■玻璃布、耐高温环氧树脂覆铜板(FR-5、G11)
■玻璃布、聚酰亚胺树脂(PI)覆铜板(GPY)
■玻璃布、聚四氟乙烯树脂(PTFE)覆铜板
■玻璃布、BT树脂覆铜板 全文 »

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第四章 厚膜材料与工艺

一、厚膜材料:
1、厚膜导体材料:
a.厚膜导体中的导体材料分贵金属和贱金属,厚膜与基板的附着力或由导体金属自身的化学结合来实现,或由导体中添加的百分之几的玻璃来实现,对厚膜导体金属的要求主要有下述几点:
■电导率高,且与温度的相关性小;
■与玻璃不发生反应,不向厚膜介电体及厚膜电阻体中扩散;
■与介电体及电阻体的相容性好;
■不发生迁移现象;
■可以焊接及引线键合;
■不发生焊接浸蚀;
■耐热循环;
■温度变化不发生局部电池,不发生电蚀现象;
■资源丰富,价格便宜;
b.常见的厚膜导体材料:
■Ag:最大的特点是电导率高,最大的缺点是易迁移;
■Ag-Pd:使用此导体时,需要进行下述测试:电阻值或TCR、浸润性、耐焊料浸蚀性、迁移性、结合强度、热老化后的强度;
■Cu:与贵金属比,Cu具有很高的电导率、可焊接、耐迁移性、耐焊料浸蚀性都好,而且价格便宜,但是Cu在大气燃烧下容易氧化,需要在氮气氛中烧成,而氧含量应控制在几个ppm以下。另外Cu导体用于GHz高频带有其优势;
■Au:金浆料中有玻璃粘接剂型、无玻璃粘接剂型、混合结合型三种;
■金属有机化合物浆料(metallo-organic:MO浆料):优点是便宜、所用设备投资少、可得到致密、均质、平滑的膜层、可光刻制取细线、与电阻体、绝缘体的相容性好等;缺点有:对所用基板表面平滑性要求高、对基板表面及环境的清洁度要求高、由于膜层薄、故导体电阻大、对膜层使用条件有一定要求; 全文 »

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第三章 薄膜材料与工艺

一、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术
1、薄膜和厚膜:相对于三维块体材料,从一般意义上讲,所谓膜,由于其厚度尺寸很小,可以看作是物质的二维状态。在膜中又有薄膜和厚膜之分,薄膜和厚膜如何划分,有下面一些见解:
a.按膜厚对膜的经典分类认为,小于1um的为薄膜,大于1um的为厚膜;
b.按制作方法分,由块体材料制作的,例如经轧制、锤打、碾压等,为厚膜,而由膜的构成物(species)一层层堆积而成的为薄膜;
c.按膜的存在形态分类认为,只能成形于基体之上的为薄膜(包覆膜,又可分为沉积膜和化合形成膜),不需要基体而能独立成形的为厚膜(自立膜);
d.就电子封装工程涉及的膜层而论,膜厚一般在1um到数百微米之间,按膜层的形成方法,将真空法(干式)和溶液法(湿式)沉积得到的膜层称为薄膜,而由浆料印刷法形成的膜层称为厚膜,前者膜厚多为数微米,后者膜厚多为20um上下;
e.薄膜的真空沉积法有下述优点:
■由于镀料的气化方式很多(如电子束蒸发、溅射、气体源等),通过控制气氛还可以进行反应沉积,因此可以等到各种材料的膜层;
■通过基板、镀料、反应气氛、沉积条件的选择,可以对界面结构、结晶状态、膜厚等进行控制,还可以制取多层膜,复合膜及特殊界面结构的膜层等,由于膜层表面精细光洁,故便于通过光刻制取电路图形;
■可以较方便地采用光、等离子体等激发手段,在一般的工艺条件下,即可获得在高温、高压、高能量密度下才能获得的物质;
■真空薄膜沉积涉及从气态到固态的超急冷(super-quenching)过程,因此可以获得特异成分、组织及晶体结构的物质;
■由于在LSI工艺中薄膜沉积及光刻图形等已有成熟的经验,很便于在电子封装工程中推广;
f.厚膜的丝网印刷法有下述优点:
■通过丝网印刷,可直接形成电路图形;
■膜层较厚,经烧结收缩变得致密,电阻率低,容易实现很低的电路电阻;
■导体层、电阻层、绝缘层、介电质层及其他功能层都可以印刷成膜;
■容易实现多层化,与陶瓷生片共烧可以制取多层共烧基板;
■设备简单,投资少;

2、膜及膜电路的功能:对于电子封装工程而言,膜及膜电路主要由电气连接、元件搭载、特殊功能、表面改性等四大功能; 全文 »

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