集成电路芯片封装第3章(二)ppt课件

第三章厚/薄膜技术(二),前课回顾,1.厚膜导体材料的主要作用,2.厚膜导体材料的基本类型,【电互连】平面导电布线和多层导体层电连接【元器件安装区域】焊盘和共晶连接,可空气烧结厚膜导体、可氮气烧结厚膜导体和须还原气氛烧结厚膜导体。,3.厚膜电阻的电性能,初始电阻性能和时间相关性能,前课回顾,4.为什么相同成分和电压应力下，长电阻较之短电阻电位漂移要小？P60,电流的方向定义电阻的长度方向，与印刷厚度有关长电阻高阻值电阻，短电阻低阻值电阻相同电压梯度下，高阻值电阻的电阻漂移比低阻值电阻的小,一、丝网印刷,主要内容,二、厚膜浆料干燥,三、厚膜浆料烧结,四、薄膜技术,五、薄膜材料,丝网印刷是将浆料按照基板表面图案涂布在基板上的工艺，通常浆料印刷通过不锈钢网的网孔印刷涂布至基板表面，不锈钢网网孔的设计制作采用掩模技术。,一、丝网印刷,丝网印刷步骤：【1】丝网固定在丝网印刷机上；【2】基板直接放在丝网下面，平行紧贴；【3】涂布浆料在丝网上面；【4】刮板在丝网表面平行运动，使浆料落至基板上。,一、丝网印刷,丝网印刷基本步骤,基板,钢网,浆料,刮板,丝网定位,填料,印刷,脱模,【浆料参数难以预测】：粘度变化【丝网脱离工艺】：接触式和非接触式【浆料的触变性】：非牛顿流体【印刷线条的清晰度和精确度】：基板表面张力丝网,丝网印刷的注意事项,二、厚膜浆料干燥,其中，有机粘结剂是不挥发组分，有机溶剂或稀释剂是低温挥发组分。干燥过程主要就是去除可挥发组分。,浆料成分中含有两种有机组分：【有机粘结剂】提供丝网印刷合适的流动性能；【有机溶剂或稀释剂】决定有机粘结剂的粘度。,？问题：不及时挥发会产生什么后果？,厚膜浆料干燥工艺,1）流平常温下，挥发低温挥发有机组分，时间约为5-15min：以保证粘度下降的浆料有足够的时间挥发和恢复粘度：维持印刷膜的边缘清晰度。,2）强制干燥70至150摄氏度温度范围内强制干燥，时间约15min，注意抽风排除溶剂，防止对烧结气氛产生影响。,主要控制参数：【干燥气氛纯洁度】干燥过程须在洁净室内进行(溅射合金材料的蒸发成膜：很困难，蒸汽压不同，严格控制熔化温度蒸发局限于低熔点材料氮化物和氧化物的淀积：采用蒸发技术难以控制,3、电镀薄膜技术,电镀：将基板和阳极悬挂在含有待镀物质的导电溶液里，在两极间施加电位，可用于金属材料电镀在导电表面上。,电镀法特点：制备贵金属薄膜时，电镀法可有效增加膜厚度，且节约使用的靶材，经济性好。但可电镀的材料仅限于金属。比如，先溅射金膜，再电镀增加金膜厚度。,薄膜制备完成后进行光刻和刻蚀，以获得所需要的薄膜电路图形,五、薄膜材料,1、薄膜电阻材料：通常采用含氧的化合物，实现与基板的粘贴和形成连续的膜。,薄膜电阻与厚膜电阻的不同：薄膜电阻晶界不引起噪声，具有更好的稳定性、噪声和TCR特性。,最常用电阻材料：镍铬合金（NiCr）、氮化钽（TaN）、二氧化铬（CrO2）。,五、薄膜材料,2、阻挡层材料：改善材料层间的扩散和迁移现象、改善焊接性能。如，金与电阻之间需要一层阻挡层材料，减轻NiCr合金中的Cr通过金扩散到表面。3、导体材料：薄膜混合电路中优选Au作为导体材料，某些场合可采用铜或铝。4、薄膜基板：较之厚膜基板选择范围更广，可选择陶瓷、玻璃或低温陶瓷等。最好的材料是高纯（99.5%）氧化铝（蓝宝石）。,薄膜电路可以提供更好的线条清晰度、更细的线宽和更好的电阻性能等，但是也存在一些不足：,【薄膜工艺成本更高】【多层结构制作困难，工艺复杂度和成本极高】【方块电阻率的