封装测试.doc

第一章1、封装的概念？狭义：从晶圆芯片到器件或组件的制造工艺。 广义：从晶圆到芯片、器件、组件及电子产品的整个制造工艺。DIP （双列直插式封装） Dual In-Line PackageSKDIP （细型DIP） Skinny DIPSDIP （收缩DIP） Shrinkage Dual In-Line ZIP （交叉引脚封装） Zigzag In-Line PackageSOP （小型化封装） Small Outline PackageSIP （单列式封装） Single Inline PackagesQFP （四边扁平封装） Quad Flat PackagesPGA （点阵列式封装） Pin Grid ArrayCSP （芯片尺寸封装） Chip Scale PackagesBGA （球珊阵列式封装） Ball Grid ArrayMCP （底部引脚有金属罐式） Metal Can PackagesPCB：Printed Circuit Boards 印制电路板THT：Through-Hole Technology 通孔插装技术SMT： Surface Mount Technology 表面贴装技术CLCC：Ceramic Leaded Chip Carrier 带引脚的陶瓷芯片载体LCCC：Leadless Ceramic Chip Carrier 无引线的陶瓷芯片载体LCC：Leadless Chip Carrier无引线的芯片载体CDIP: Ceramic Dual Inline Package 双列直插陶瓷封CQFP: Ceramic Quad Flat Package 陶瓷扁平四边形封CPGA: Ceramic Pin Grid Array 陶瓷针栅矩阵封装FC-CBGA: Flip Chip-Ceramic Ball Grid Array 倒装陶瓷球珊阵列封装CCSP: Ceramic Chip Scale Package 陶瓷芯片尺寸封装第二章典型采用WB互连技术封装流程？硅片减薄硅片切割芯片贴装芯片互连成型技术去飞边毛刺切筋成型上焊锡打码芯片贴装定义：芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。共晶反应:一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相反应。 *芯片互连常见的方法有：打线键合 (wire bonding,WB ); 载带自动键合 (tape automate bonding,TAB) ;倒装芯片键合 ( flip chip bonding,FCB（C4，Controlled-Collapse Chip Connection）打线键合技术(WB)：方法是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的键合点（Pad）上而形成电路连接。 主要的打线键合技术有：超声波键合（Ultrasonic Bonding ,U/S bonding）利用超声波发生器使劈刀发生水平弹性振动，同时施加向下的压力。使得劈刀在这两种力作用下带动引线在焊区金属表面迅速摩擦，引线受能量作用发生塑性变形，在25ms内与键合区紧密接触而完成焊接。(楔形接点) 热压键合（Thermocompression Bonding ,T/C bonding） (楔形接点) 热超声波键合（Thermosonic Bonding,T/S bonding） W/B四要素：压力（Force）、超声（USG Power）、时间（Time）、温度（Temperature）打线键合可靠度测试检查：键合拉力测试 、键合剪切力测试倒装芯片键合技术FCB：倒装芯片组装就是通过芯片上的凸点直接将元器件朝下互连到基板、载体或者电路板上。第三章厚膜：丝网印刷（非真空成膜）大于（1）m薄膜：(真空成膜) 小于（1 ）m所有厚膜浆料通常都有两个共性：1）适于丝网印刷的具有非牛顿流变能力的黏性流体；2）由两种不同的多组分相组成，一个是功能相，提供最终膜的电学和力学性能，另一个是载体相，提供合适的流变能力。厚膜三个基本工艺：丝网印刷、干燥和烧结厚膜浆料分类：1）聚合物厚膜 2）难熔材料厚膜 3）金属陶瓷厚膜厚膜浆料具有四种主要成分：有效物质、（功能项）粘贴成分、有机黏着剂、溶剂或稀释剂厚膜导体在混合电路中实现的功能：1）提供电路节点间的导电布线功能2）提供后续元器件焊接安装区域3）提供电互连：元器件、膜布线和更高级组装互连4）提供厚膜电阻的端接区5）提供多层电路导体层间的电气连接1）厚膜电阻对烧结气氛非常敏感2）高欧姆值的电阻比低欧姆值的电阻更敏感3）在用于烧结厚膜材料的炉子附近不能有任何溶剂、卤化物或碳基的物质存在。*金属氧化物：功能相 玻璃：载体相*金属氧化物与玻璃的比例越高，电阻率越低 *薄膜电阻具有比厚膜电阻更好的稳定性、噪声和TCR特性。第五章印制电路板：PCB（Printed Circuit Boards） PWB(Printed Wiring Boards)常见的印制电路板：硬式印制电路板、软式印制电路板、金属夹层电路板、射出成型（注膜）电路板。半固化片的作用：多层板内层板间的粘结、调节板厚1oz=35um 1英寸=2.54cm 1mil=25.4um 1cm=10000um 1mil=0.73oz (oz 盎司)DES（显影、蚀刻、褪膜） AOI：光学检查棕化（黑化）：粗化铜表面，增大结合面积，增加结合力 钻孔：连接多层金属 湿绿油：焊锡掩膜 白字：打码三合一：除胶渣、沉铜、全板电镀 镀锡：为通孔做掩膜起保护作用第六章接合方式：通孔插装技术THT (PTH) ：Through Hade Technology (波峰焊)表面贴装技术SMT：Surface Mount Technology (波峰焊，回流焊)引脚或接点的作用：热和电信号的导通通道,承担元器件自身重量接合方式选择依据：电路板密度、元器件可维修性与更换频率、可靠性、功能需求和制作成本等。混合电路板接合（MT）技术：双面SMT接合、双面THT与SMT接合混装、正面THT反面SMT接合。波峰焊流程：固定器件涂布助焊剂-预热-波峰焊接（浸锡）-多余焊锡吹除-检测、清洁。助焊剂涂布的目的：清洁印制电路板上金属焊接表面与电镀导孔内壁，常见的涂布方法为发泡式涂布。使用扰流型焊锡的目的为：（1）增强焊锡对焊垫表面氧化层磨刮清洁的能力（2）增强焊锡的深入涂布的能力，以避免漏焊发生 （3）加速助焊剂挥发气体的排除，以避免导孔与焊垫发生焊锡填充不足的现象。层流型波峰焊除具有继续涂布的功能外，还具有将扰流性波峰焊产生的过度涂布除去的功能，以避免发生相邻焊接点产生架桥短路的现象。焊接方式有气相焊、红外线回流焊、传导回流焊、激光回流焊装配过程：锡膏印刷、元器件贴装、再流焊接表面贴装技术的优点包括：（1）能提升元器件接合的密度；（2）能减少封装的体积重量；（3）获得更优良的电气特性；（4）可降低生产成本焊接前的清洗起到什么作用？清洁焊盘表面，增强润湿性第七章按涂布外形分：顺形涂封和封胶第八章陶瓷因其电、热、机械特性等方面的稳定性，可用作封装基材：封装盖板材料或承载基板。陶瓷封装能提供IC芯片气密性的密封保护，使其具有优良的可靠性。陶瓷封装最常使用的材料是氧化铝。其它材料还有，氮化铝、碳化硅、氧化铍、玻璃陶瓷、蓝宝石等。浆料的准备是陶瓷封装工艺的首要步骤。无机材料为一定比例的氧化铝与玻璃粉末的混合。 有机成分则包括高分子黏结剂、塑化剂和有机溶剂等。 *添加玻璃粉末（作用？）：【调整CTE值】【调整介电系数】【降低烧结温度】【粘结作用】陶瓷封装工艺的步骤：1)生肧片的制作（tape casting） 2)冲片（blanking） 3)导孔成型 （via punching） 4）厚膜导线成型 5）叠压（lamination） 6)烧结(firing) 7)表层电镀(plating) 8)引脚接合(lead) 9)测试 生胚片的制作方法：1）刮刀成型法2）干式压制成型3）滚筒压制成型生胚片的厚度：0.20.28mm陶瓷封装的缺点：陶瓷封装工艺温度高，成本大；工艺自动化能力与薄型化封装能力逊于塑料封装；陶瓷材料性脆，容易导致应力损害；在低介电常数和高互连密度领域有所欠缺。第九章塑料封装被用于：SOP（小型化封装）、SOJ、SIP（单列式封装）、ZIP（交叉引脚式封装）、PQFP（塑料方形扁平封装）、PBGA（塑封球栅阵列）、FCBGA等封装元器件的制作*塑料封装：裸芯片制作（芯片减薄、芯片切割）- 芯片贴装 - 打钱键合 铸模成型 烘烤成型 引脚镀锡 引脚切割成型*几乎所有类型的元器件封装都可以采用塑料材料完成。塑料封装的特点：1）密度小、重量轻2）电子产品可靠性总体不高3）成本低、薄型化发展迅速4）工艺相对简单、自动化程度高5）散热性、耐热性和密封较差封装用塑料材料分为热固性（化学反应）和热塑性（物理变化）最常用的是：热固性塑料。酚醛树脂、硅胶等热硬化塑胶为塑料封装最主要的材料。三类塑料封装材料的性能： 酚醛树脂、双酚类树脂、硅胶树脂成型的三种方法：转移铸模（transfer molding）- WB：转移成型技术轴向喷洒涂胶（Radial spray coating） - TAB：喷射成型技术反应射出成型（Reaction injection molding） -TAB：喷射成型技术 塑料封装的工艺：转移铸摸成型 Molding参数： Molding Temp：175185C； 处理时间：60120s用于Molding后塑封料的固化，保护IC内部结构，消除内部应力。转移成型的优点：【成品厚度范围较广，特别是厚度较大的芯片】【适用WB连线的IC芯片封装】【成品受污染小、结构致密】 缺点：【设备参数控制要求高：压力、流速和温控速率】【易产生倒线现象：引脚上下流速不同产生弯曲应力】【设备结构复杂、精度要求高】【铸模成型工艺压力易引发芯片框架的破坏】 第十章封装的目的：保护IC芯片，避免不适当的电、热、化学和机械等因素破坏，特别是外来环境侵害中的水汽。气密性封装是指完全能够防止污染物（液体或固体）的侵入和腐蚀的封装。 气密封装通常由金属 、陶瓷、玻璃等制成。金属封装现有的封装形式包括: 平台插入式金属封装、腔体插入式金属封装、扁平式金属封装和圆形金属封装等。金属材料具有良好的水汽阻绝能力，常用于分立器件封装和高可靠性要求的军用电子封装领域。金属封装所使用的材料除了可达到良好的密封性之外，还可提供良好的热传导及电屏蔽。陶瓷气密性封装：密封方式（玻璃和密封垫圈）玻璃是电子元器件的重要密封材料，具有良好的特性：绝缘性、抗氧化性、结构致密、稳定玻璃与陶瓷有良好的黏着性，但金属与玻璃之间一般黏着性不佳。玻璃与金属的密封方式：1）匹配密封 2）压缩密封匹配密封：有非常相近甚至相同的热膨胀系数，当玻璃中溶解的低价金属氧化物达到饱和时，其湿润力最佳。压缩密封：热膨胀系数低于金属的玻璃材料在密封完成冷却时金属将有较大的收缩而压迫玻璃造成密封塑料封装：成本低，气密性差，吸潮，承受功率小，易老化，不易散热陶瓷封装：气密性好，耐高温，承受功率大，成本高金属封装：气密性好，耐高温，承受功率较大，屏蔽效果好，成本高T/C:测试即温度循环测试 T/S：测试封装体抗热冲击能力。HTS：测试封装体长时间暴露在高温环境下的耐久性 TH：测试封装在高温潮湿环境下耐久性Vin 输入电压测试规范：当Vin在2.5V到5.5之间变化时候当Vout稳压时对应的Vin范围Vout ：Vin=Vout+1v,Iout=1mA精度范围在2% Adjustable模式下Vout测试 Vi=Vou