微電子器件封裝：封裝材料與封裝技術(shù)

1微電子器件封裝概述
1.1微電子封裝的意義
1.1.1微電子器件封裝和互連接的等級(jí)
1.1.2微電子產(chǎn)品
1.2封裝在微電子中的作用
1.2.1微電子
1.2.2半導(dǎo)體的性質(zhì)
1.2.3微電子元件
1.2.4集成電路
1.2.5集成電路IC封裝的種類(lèi)
1.3微電子整機(jī)系統(tǒng)封裝
1.3.1通信工業(yè)
1.3.2汽車(chē)系統(tǒng)當(dāng)中的系統(tǒng)封裝
1.3.3醫(yī)用電子系統(tǒng)的封裝
1.3.4日用電子產(chǎn)品
1.3.5微電子機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)品
1.4微電子封裝設(shè)計(jì)
2封裝的電設(shè)計(jì)
2.1電的基本概念
2.1.1歐姆定律
2.1.2趨膚效應(yīng)
2.1.3克西霍夫定律
2.1.4噪聲
2.1.5時(shí)間延遲
2.1.6傳輸線(xiàn)
2.1.7線(xiàn)間干擾
2.1.8電磁波干擾
2.1.9 SPICE電路模擬計(jì)算機(jī)程序
2.2封裝的信號(hào)傳送
2.2.1信號(hào)傳送性能指標(biāo)
2.2.2克西霍夫定律和轉(zhuǎn)變時(shí)間延遲
2.3互連接的傳輸線(xiàn)理論
2.3.1一維波動(dòng)方程
2.3.2數(shù)字晶體管的傳輸線(xiàn)波
2.3.3傳輸線(xiàn)終端的匹配
2.3.4傳輸線(xiàn)效應(yīng)的應(yīng)用
2.4互連接線(xiàn)間的干擾(串線(xiàn))
2.5電力分配的電感效應(yīng)
2.5.1電感效應(yīng)
2.5.2有效電感
2.5.3芯片電路的電感和噪聲的關(guān)系
2.5.4輸出激勵(lì)器的電感和噪聲的關(guān)系
2.5.5供電的噪聲
2.5.6封裝技術(shù)對(duì)感生電感的影響
2.5.7設(shè)置去耦合電容
2.5.8電磁干擾
2.5.9封裝的電設(shè)計(jì)小結(jié)
3封裝的熱控制
3.1電子器件熱控制的重要性
3.2熱控制計(jì)算基礎(chǔ)
3.2.1一維傳導(dǎo)
3.2.2固體界面的熱流通
3.2.3對(duì)流
3.2.4整體負(fù)載的加熱和冷卻
3.2.5熱阻
3.2.6串聯(lián)的熱阻
3.2.7并聯(lián)的熱阻
3.2.8 IC和印刷電路主板(PwB)封裝的熱控制
3.2.9　自然通風(fēng)的印刷電路板
3.2.10單一印刷電路板
3.2.11強(qiáng)制對(duì)流下的印刷電路板
3.3電子器件冷卻方法
3.3.1散熱器
3.3.2熱通道
3.3.3熱管道冷卻
3.3.4沉浸冷卻
3.3.5熱電制冷
3.3.6冷卻方法的選擇
3.4熱機(jī)械應(yīng)力對(duì)封裝的影響
3.4.1芯片貼裝的熱機(jī)械應(yīng)力
3.4.2熱疲勞
3.4.3封裝焊接點(diǎn)的熱應(yīng)力
3.4.4印刷電路板的熱應(yīng)力
3.4.5灌封樹(shù)脂的熱性質(zhì)
4陶瓷封裝材料
4.1傳統(tǒng)的陶瓷芯片封裝的基本類(lèi)型
4.1.1陶瓷雙列直插封裝
4.1.2陶瓷扁平封裝
4.2多層共燒結(jié)陶瓷封裝材料
4.2.1多層陶瓷封裝基座板的制造
4.2.2陶瓷基板片坯體的成型
4.2.3網(wǎng)版印刷電路技術(shù)
4.2.4燒結(jié)過(guò)程
4.2.5引線(xiàn)腳和引線(xiàn)插針的安裝
4.3針引腳柵陣列封裝
4.4陶瓷球陣列芯片封裝技術(shù)
4.4.1陶瓷球陣列芯片封裝的特點(diǎn)
4.4.2 CBGA／CCGA組件的裝配
4.4.3　凸焊球和凸焊柱的安裝
4.4.4　CBGA／CCGA母板的裝配
5聚合物材料封裝
5.1模塑封裝
5.1.1引腳架
5.1.2芯片的貼裝
5.1.3引線(xiàn)鍵合
5.1.4傳遞模塑封裝
5.1.5模塑封裝塑料固化劑
5.2密封用聚合物
5.2.1罐裝密封用聚合物
5.2.2印制板(PWB)上器件的密封
5.2.3模塑密封復(fù)合料
5.2.4模塑復(fù)合料塑料密封的主要問(wèn)題
5.3塑料球柵陣列芯片封裝
5.3.1塑料球焊陣列封裝的優(yōu)越性
5.3.2 PBGA與CBGA比較
5.3.3塑料球柵陣列芯片封裝印制版
5.3.4樹(shù)脂基板(層壓板)的制造工藝
5.3.5塑料PBGA安裝的母板設(shè)計(jì)
5.3.6表面安裝焊接工藝
5.3.7塑料BGA封裝結(jié)構(gòu)和制造工藝
5.3.8熱力學(xué)分析
5.3.9電的分析
5.3.10可靠性研究
5.3.11 PBGA封裝技術(shù)趨勢(shì)和進(jìn)一步發(fā)展
6引線(xiàn)框架材料
6.1金屬引線(xiàn)框架的功能
6.2金屬引線(xiàn)框架的裝配
6.2.1氣密性密封的陶瓷封裝
6.2.2非氣密性封裝
6.3金屬引線(xiàn)框架的制造
6.4引線(xiàn)框架材料的性質(zhì)
6.5可焊接性(solderability)
7金屬焊接材料
7.1焊料的組成
7.1.1高鉛焊料
7.1.2錫鉛銀合金焊接料
7.1.3錫鉛銻合金
7.1.4高錫焊料
7.2焊接強(qiáng)度
7.3助焊劑
7.3.1焊劑的組成
7.3.2松脂焊劑
7.3.3樹(shù)脂焊劑
7.3.4水溶性有機(jī)焊劑
7.3.5不清洗焊劑
7.3.6印刷電路板上的焊劑涂抹方法
7.4焊錫膏
7.4.1焊錫膏的焊劑
7.4.2焊膏的檢驗(yàn)和使用
8高分子環(huán)氧樹(shù)脂
8.1環(huán)氧樹(shù)脂材料
8.1.1環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)
8.1.2固化劑的選擇
8.1.3雙氰二胺(dicyandiamide，DICY)
8.2環(huán)氧樹(shù)脂封裝的基本制造工藝
8.2.1鑄塑
8.2.2罐封
8.2.3模塑
8.2.4環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料封裝
8.2.5層壓成型
8.2.6膠黏黏結(jié)(adhesive bonding)
8.3剛性環(huán)氧樹(shù)脂
8.3.1剛性環(huán)氧樹(shù)脂的特性
8.3.2環(huán)氧樹(shù)脂封裝塑料的組成
8.3.3封裝工藝
8.4　柔性環(huán)氧樹(shù)脂
8.4.1柔性環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)
8.4.2柔性材料的種類(lèi)
8.4.3柔性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑
8.4.4特殊應(yīng)用
8.5　硅有機(jī)樹(shù)脂
8.5.1溶劑硅樹(shù)脂體系
8.5.2室溫下硫化的硅樹(shù)脂涂覆材料
8.5.3用紫外線(xiàn)固化的硅樹(shù)脂涂覆料
9 IC芯片貼裝與引線(xiàn)鍵合
9.1 IC芯片貼裝的方法
9.1.1金屬共晶體芯片貼裝
9.1.2焊錫芯片貼裝
9.1.3玻璃芯片貼裝法
9.1.4聚合物芯片貼裝
9.2 IC芯片引線(xiàn)鍵合
9.2.1引線(xiàn)絲球焊接
9.2.2引線(xiàn)絲楔形焊
9.2.3引線(xiàn)絲鍵合的電性能
9.2.4引線(xiàn)絲鍵合的可靠性
9.3載帶自動(dòng)焊技術(shù)
9.3.1聚合物載帶(tape)的制造
9.3.2芯片凸焊接點(diǎn)的制造(chip bumping)
9.3.3　內(nèi)引線(xiàn)鍵合(innet lead bonding)
9.3.4芯片密封(encapsulation)
9.3.5外引線(xiàn)鍵合
9.4芯片的倒裝技術(shù)
9.4.1芯片倒裝互連接結(jié)構(gòu)
9.4.2 IC鍵合連接凸點(diǎn)下金屬化(UBM)
9.4.3倒裝芯片工藝過(guò)程
9.4.4有機(jī)基板上的倒裝芯片安裝
9.4.5倒裝芯片下填充密封工藝
9.4.6倒裝芯片互連接成品裝配工藝過(guò)程
9.4.7倒裝芯片互連接成品的電表現(xiàn)
9.4.8倒裝芯片互連接成品的可靠性與缺陷和失效模式
9.5總結(jié)及未來(lái)趨勢(shì)
10可靠性設(shè)計(jì)
10.1微電子器件失效機(jī)理
10.2可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)
10.3熱機(jī)械性的失效
10.3.1防止疲勞失效
10.3.2疲勞斷裂的定義
10.3.3降低早期疲勞的設(shè)計(jì)方法
10.3.4防止脆性疲勞
10.3.5設(shè)計(jì)防止蠕變產(chǎn)生的失效
10.3.6防止剝離引起的失效
10.3.7防止塑性變形
10.4電氣方面引起的失效
10.4.1防止靜電放電
10.4.2防止電遷移
10.5化學(xué)導(dǎo)致的失效
10.5.1防止腐蝕的方法
10.5.2金屬間的擴(kuò)散
10.6總結(jié)和未來(lái)趨勢(shì)
參考文獻(xiàn)