doc 集成电路封装工艺的优化与未来发展 ㊣ 精品文档 值得下载

🔯 格式:DOC | ❒ 页数:40 页 | ⭐收藏:0人 | ✔ 可以修改 | @ 版权投诉 | ❤️ 我的浏览 | 上传时间:2025-12-11 03:58

张老师的无私帮助与热忱鼓励,我的毕业论文才能够得以顺利完成,谢谢张老师。


我要感谢,非常感谢屈宝鹏老师。


他为我提供了写作论文的重要工具电脑。


而且在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。


从设计资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中,花费了屈老师很多的宝贵时间和精力,在此向老师表示衷心地感谢,老师严谨的治学态度,开拓进取的精神和高度的责任心都将使我们学生受益终生,我要感谢,非常感谢王举亮范启学长。


正在撰写工作的他,在百忙之中抽出时间帮助我搜集文献资料,帮助我理清论文写作思路,对我的论文提出了诸多宝贵的意见和建议。


对学长的帮助表示真挚的感谢。


还要感谢和我同题目组的几位同学,是你们在我平时设计中和我起探讨问题,并指出我论文上的误区,使我能及时的发现问题把论文顺利的进行下去,没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿,在此表示深深的谢意。


在三年的大学生涯里,还得到众多老师的关心支持和帮助,不断得到各位老师同学的关心与帮助,使我在学习和生活中不断得到友谊的温暖与关怀,最重要的是种精神上的激励,让我非常感动。


在此,谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意,最后,我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅评议老师表示感谢,参考文献田民波主编,电子封装工程,清华大学出版社,年田民波,林金堵,祝大同,高密度封装基板,清华大学出版社,王卫平,电子工艺基础,第版,北京电子工业出版社,刘玉岭等编著,微电子技术工程材料工艺与测试,北京电子工业出版社,陈力俊主编,微电子材料与制程,上海复旦大学出版社,林明祥编著,集成电路制造工艺,北京机械工业出版社,荒井英辅编著,邵春林等译,集成电路,北京科学出版社,袁宇正,电子爱好者实用电子制作,北京人民邮电出版社,广东北京广西中等职业技术学校教材编写委员会组编,电子工艺基础,广州广东高等教育出版社,编著,韩郑生等译,半导体制造技术,北京电子工业出版社,,工手持真空吸笔将个个的非墨点芯片取出放入到个分区的托盘中。


对于贴在塑料膜上进入工作台的晶片,首先将其放在个框架上,此框架将塑料膜伸展开。


塑料膜的伸展就将芯片分离开,这样就辅助了下道取片的工艺。


在自动模式中,存有好品芯片从晶圆电测来位置数据的磁盘或磁带被上载到机器后,真空吸笔会自动地拣出好品芯片并将其置入用在下工序中分区的托盘里。


芯片检查在继续余下的操作前,芯片会经过道光学检查仪。


我们最关心的是芯片棱角的质量,不应有任何崩角和裂纹。


此工艺还可以分拣出表面的不规则性,例如表面划痕和污染物。


这项检查可以用显微镜人工检查或用光学成像系统来自动检查。


在这步,芯片已经准备好进入封装体中了。


粘片粘片有几个目的在芯片与封装体之间产生很牢固的物理性连接,在芯片与封装体之间产生传导性或绝缘性的连接,作为个介质把芯片上产生的热传导到封装体上。


对粘片的要求是其永久的结合性。


此结合不应松动或在余下的流水作业中变坏或在最终的电子产品使用中失效。


尤其是对应用于很强的物理作用力下例如火箭中的器件,此要求显得格外重要。


此外,粘片剂的选用标准应为不含污染物和在余下的流水作业的加热环节中不会释放气体。


最后,此工艺本身还应该有高产能且经济实惠。


低熔点粘片技术粘片技术有两种最主要的低熔点融合法和银浆粘贴法。


低熔点融合法的得名是基于如下物理现象当两种材料融合合金在起时它的熔点会低于原先每个单独的材料各自的熔点。


对于粘片工艺,这两种材料分别是金和硅。


金的熔点是,而硅是下熔化。


当两种材料混在起时,它们会在的温度下开始形成合金。


金会被镀到粘片区,然后在加热的条件下与芯片底部的硅形成合金。


金对粘片工艺来说很象三明治的夹心层。


芯片底部的粘片区域被沉积上或被镀上层金。


有些时候会在粘片区沉积上或镀上层金与硅组成的合金膜。


当加热时,这两层膜连同芯片底部的层硅膜形成了层薄的合金膜。


这层膜才是真正意义上的芯片封装接合物。


低熔点粘片法需要四步。


第步是对封装体加热,直至金硅合金融化成液体。


第二步把芯片安放在粘片区。


第三步研磨,称为擦磨法,将芯片与封装体的表面挤压在起。


正是在这步当在加热的条件下形成了金硅合金膜。


第四步即最后步是冷却整个系统,这样就完成了芯片与封装体的物理性与电性的连接。


低熔点粘片法可以人工来完成或使用能完成这四步操作的自动化设备。


金硅低熔点粘片法以其强的粘合性,良好的散热性,热稳定性和含较少的杂质等特性倍受高可靠性器件封装业的青睐。


树脂粘贴法另种粘片法使用粘稠的液体树脂粘合剂。


此粘合剂可在芯片和封装体之间形成层绝缘层或是在渗杂了些金属如金或银后成为电和热的良好导体。


聚酰来胺也可被用来作粘合剂。


最流行的粘贴剂是渗杂银粉的树脂银浆用于铜框架的封装体以及渗杂银粉的聚酰亚胺用于号合金的框架。


树脂粘贴法开始先用针形的点浆器或表面贴印法在粘片区沉积上层树脂粘贴剂。


芯片由个真空吸笔吸起放入粘片区的中心。


第二步则是向下挤压芯片以使下面的树脂形成层平整的薄膜。


最后步是烘干。


将来料放入烤炉内,升至特定温度时完成对树脂粘接点的固化。


树脂粘贴法以其经济实惠及易于操作而被广泛采用。


这种粘片法的工艺流程中没有要求对封装体进行加热的步骤。


这个因素使得工艺自动化操作更易于实现。


当与金硅低熔点粘片法比较时,树脂粘贴法的缺点是树脂在高温的粘片和封装工序中容易分解。


同时树脂粘贴法粘贴点的接合力也不如金硅低熔点法来得牢靠。


不管使用那种粘片方法,有些标志预示着成功的粘片。


其中个是芯片在粘片区持续良好的位置摆放和对正。


使用高速和高良品率的自动粘片机可以取得较好的芯片摆放。


另个指标是希望在与芯片接触的整个区域内做出层牢固,平整和没有空洞的粘片膜。


这对于良好的机械强度和热传导是必须的。


个良好平整的粘片膜的例证是在芯片边缘与封装体之间连接的连续性或称为连续的切片。


个好的粘片工艺的最终标志是粘片区域内没有碎片或碎块,这些东西会在将来器件的使用过程中松动并导致故障。


压焊点╱封装连线芯片的粘片完成后,下步是打线工艺。


这步工艺可能是整个封装工序中最重要的步。


关键性的芯片╱封装连线使用三种技术线压焊反面球压焊以及焊载带自动焊。


线压焊中,有大约上百条线要被精确地压焊在压焊点与内部引脚之间。


如果使用焊系统,封装框架上的众多焊脚必须与芯片上的压焊点精确定位。


线压焊的步骤从概念上讲很简单。


条直径为至微米的细线首先被压焊在芯片的压焊点上,然后再延伸至封装体框架的内部引脚上。


第三步是将线压焊至内部引脚上。


最后,线被剪断然后在下个压焊点重复整个过程。


尽管在概念上和工艺过程上看似简单,线压焊工艺以精确地线定位和电性要求而显得至关重要。


除了对定位精确度的要求外,还要求每条线两头的压焊要有很好的电性连接,对延伸跨度的连线要求保持定的弧度且不能有纽结,而且要与邻线保持定的安全距离。


常规封装件跨线的弧度般为到微米,而有些非常薄的封装件要求到微米。


邻线之间的间距称为压焊的程度。


线压焊通常使用金线或铝线。


这两种材料的导电性都很强,而且它们的延展性也都很强,足能经得住压焊过程中产生的变形并且保持得牢固和可靠。


每种材料各有优缺点,其压焊方法也不尽相同。


金线压焊法作为线压焊材料,金有很多优点。


金是迄今为止所公认的常温下最好的导体,同时也是极好的热的导体。


它又能抗氧化和腐蚀,这使其具备了如下特性易于在熔化后与铝的压焊点形成牢固的连接而在整个工艺过程中不被氧化。


金线压焊有两种方法热挤压法和超声波加热法。


热挤压焊法又称为压焊法开始时先将封装体在卡盘上定位,然后将封装体连同芯片加热到至之间。


将要被用树脂塑封起来的芯片先要经过粘片工艺,此时框架上只有与其牢固连接的芯片。


被压焊的金线穿过个称为毛细管的细管。


瞬间的电火花或很小的氢气火焰将金线的线头熔化成个小球,然后将带着线的毛细管定位在第个压焊点的上方。


毛细管接着往下移动,迫使熔化了的金球压焊在压焊点的中心。


由于热的效应和下加的压力使得两种材料之间形成了个牢固的合金联结。


这种压焊法通常称为球压焊法。


芯片上的球压焊结束后,毛细管移到相应的内部引脚处同时引出更多的金线。


在内部引脚处,毛细管同样向下移动,这里金线在热和压力的作用下熔化到镀有金层的内部引脚上。


电火花或小氢气焰对金线头进行加工,为下个压焊点做出金球。


整个步骤会持续进行,直至完成所有的压焊点和其对应的内部引脚的连接。


在超声波加热法中,金球压焊遵循与热挤压法同样的步骤。


不同的是工作温度可以更低。


这得益于通过毛细管传到金线上的脉冲超声波能量。


这个额外的能量足以产生足够的热量和磨擦力来形成个牢固的合金焊点。


大多数的金线压焊的生产是用自动化的设备来完成的,这些设备使用复杂的技术来定位压焊点和把线引出至内部引脚。


最快的打线机可在小时内压焊上千个点。


有两个因素对使用金线压焊有所限制。


首先是金线的消耗。


其次是金与铝之间可以形成个我们不希望产生的合金,这层合金会严重地降低压焊点的电传导性。


此合金略带紫色,人们称其为紫色的瘟疫。


铝线压焊铝线尽管没有象金线那样好的传导性和抗腐蚀性的特性,但仍然是种重要的压线材料。


铝的个首要的优点是其低成本。


第二个优点是它与铝材料的压焊点属同种金属材料,不容易受腐蚀的影响。


同时,铝的压焊温度较金可以更低,这与使用树脂粘贴剂粘片的工艺更兼容。


铝线压焊的主要步骤与金线压焊大致相同。


然而,形成压焊结的方式不同。


铝线头没有球的形成。


取而代之的是当铝线定位至压焊点上方时,个楔子向下将铝线压到压焊点上同时有个超声波的脉冲能量通过楔子传递来形成焊结。


焊结形成后,铝线移到相应的内部引脚上,形成另个超声波辅助的楔压焊结。


这种形式的压焊通常称为超声波或楔压焊。


压焊结束后,线被剪断。


工艺进行到这步时,两种不同材料的压焊法的主要区别就此产生。


金线压焊中,在封装体处于固定的位置下,毛细管可

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