微組裝在微波遙感中的應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文） 報(bào)告（論文）題目：微組裝在微波遙感 中的應(yīng)用 作者所在系部： 電子工程系 作者所在專業(yè)： 電子工藝與管理 作者所在班級(jí)： 08251 作 者 姓 名 ： 張昧藏 作 者 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師姓名： 王曉 完 成 時(shí) 間 ： 2011 年 6 月 10 日 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 北華航天工業(yè)學(xué)院電子工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 姓姓 名：名： 張昧藏 專專 業(yè)：業(yè)： 電子工藝與管理班班 級(jí)：級(jí)： 08251 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 王曉 職職 稱：稱： 副教授完成時(shí)間：完成時(shí)間： 2011-6-10 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：微組裝在微波

2、遙感中的應(yīng)用 設(shè)計(jì)目標(biāo)：設(shè)計(jì)目標(biāo)：利用電子工藝和封裝與微組裝的理論知識(shí)，實(shí)現(xiàn)能合理熟練運(yùn)用在航天工藝崗位 上這一基本要求。 技術(shù)要求：技術(shù)要求： 1 能掌握基本的焊接技術(shù)。 2 能學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)和技能。 3 保證各產(chǎn)品的工藝正確且適用。 4 可以操作各種微組裝的設(shè)備。 所需儀器設(shè)備：所需儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī)一臺(tái)、微組裝設(shè)備一套 成果驗(yàn)收形式：成果驗(yàn)收形式：論文 參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：電子工藝與設(shè)備 、 封裝與微組裝 、 電子組裝技術(shù)等 1 5 周-6 周立題論證 3 9 周-13 周編寫論文 時(shí)間時(shí)間 安排安排 2 7 周-8 周組織材料 4 14 周-16 周論文驗(yàn)收 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師： 教研室

3、主任教研室主任： 系主任系主任： 摘 要 隨著微電子技術(shù)領(lǐng)域的新工藝、新技術(shù)的不斷實(shí)用化，電子產(chǎn)品的組裝技術(shù)從手工 操作階段邁入了微組裝時(shí)代，電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了小型化、便攜式、高可靠。國(guó)際半導(dǎo)體技 術(shù)發(fā)展路線圖對(duì)未來組裝技術(shù)的走向也做了定位，指出組裝和封裝技術(shù)是影響集成電路 (IC)工作頻率、功耗、復(fù)雜度、可靠性和成本的重要因素。微電子組裝技術(shù)是從電路集 成到系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)，它的支柱是高性能、高集成度集成電路和微細(xì)高密度多層互 連基板。而后者又可分為優(yōu)質(zhì)薄膜層布線板和優(yōu)質(zhì)厚膜多層布線板，其中又包括若干支 撐技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。 本文介紹了電子組裝技術(shù)的各個(gè)方面和幾個(gè)發(fā)展階段。高性能、高集成度集成電

4、路 廈其技術(shù)方面，特別是 LSI，VI-ISIC、ASIC 等十大系列產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)和 LSI 的工藝優(yōu)勢(shì)， 加速開發(fā)優(yōu)質(zhì)薄膜多層布線技術(shù)，重視開發(fā)優(yōu)質(zhì)厚膜多層布線技術(shù)和相關(guān)的系統(tǒng)集成封 裝技術(shù)下計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。在開發(fā)系統(tǒng)集成技術(shù)方面應(yīng)根據(jù)我國(guó)和中科院電子所的 實(shí)際情況，狠抓二次集成技術(shù)。這應(yīng)是我所微電子組裝技術(shù)的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞 表面組裝 微組裝 T/R 組件 MEMS 集成電路 目 錄 第 1 章 緒論 .1 第 2 章 表面組裝技術(shù) .2 第 3 章 微組裝技術(shù) .3 3.1 微組裝技術(shù)的基本概念.3 3.2 MEMS 技術(shù) .3 3.3 混合集成電路(HIC)和多芯片模塊(MCM)的

5、進(jìn)展.4 3.3.1 關(guān)鍵材料 .4 3.3.2 關(guān)鍵工藝技術(shù) .4 3.4 優(yōu)質(zhì)薄膜多層布錢支撐技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù).5 3.4.1 支撐技術(shù) .5 3.4.2 基礎(chǔ)技術(shù) .6 3.5 優(yōu)質(zhì)厚膜多層布線支撐技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù).8 3.5.1 支撐技術(shù) .8 3.5.2 基礎(chǔ)技術(shù) .8 致 謝 .10 參考文獻(xiàn) .11 試工日記 .12 微組裝在微波遙感中的應(yīng)用微組裝在微波遙感中的應(yīng)用 第第 1 1 章章 緒論緒論 微電子組裝是新一代電子組裝技術(shù)。它是一門新型的電路、工藝、結(jié)構(gòu)、元件、器 件緊密結(jié)合的綜合性技術(shù)，涉及到集成電路固態(tài)技術(shù)、厚膜技術(shù)、薄膜技術(shù)、電路技術(shù)、 互連技術(shù)、微電子焊接技術(shù)、高密度組裝

6、技術(shù)、散熱技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔 助生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試技術(shù)和可靠性技術(shù)等領(lǐng)域。 微電子組裝一方面盡可能減小芯片和元件、器件的安裝面積、互連線尺寸和長(zhǎng)度， 以提高組裝密度和互連密度；另一方面則盡可能擴(kuò)大基板尺寸和布線層數(shù)，以容納盡可 能多的電路器件，完成更多、更重要的功能，從而減少組裝層次和外連接點(diǎn)數(shù)。微電子 組裝與常規(guī)的電子組裝的主要區(qū)別在于所用的元件、器件、組裝結(jié)構(gòu)和互連手段不同。 前者以芯片(載體、載帶、小型封裝器件等)多層細(xì)線基板（陶瓷基板、表面安裝的細(xì)線 印制線路板、被釉鋼基板等）為基礎(chǔ)；后者以常規(guī)的元件、器件、印制線路板為基礎(chǔ)。 微電子組裝的組裝密度可比常規(guī)電子組裝高 5

7、倍以上，互連密度高 625 倍，乃至 100 倍（薄膜布線技術(shù)） ，因此能減小電子設(shè)備的體積、減輕重量、加快運(yùn)算速度（信號(hào)傳輸 延遲時(shí)間減?。?、提高可靠性、減少組裝級(jí)。 微電子組裝技術(shù)的發(fā)展始于 20 世紀(jì) 40 年代末和 50 年代初的微模組件和后來發(fā)展的 薄膜和厚膜混合電路及微波集成電路。70 年代以來，微電子組裝技術(shù)發(fā)展更快，又出現(xiàn) 了芯片載體、載帶、大面積多芯片多層厚膜電路。70 年代末至 80 年代初，門陣列芯片、 密封載體、陶瓷基板、被釉鋼基板和表面安裝印制線路板組件得到廣泛應(yīng)用，多層薄膜 混合電路和有機(jī)聚合物厚膜電路也在迅速發(fā)展。80 年代以來，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā) 展，以及

8、大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使得集成電路的集成度越來越高，電路設(shè) 計(jì)采用了計(jì)算機(jī)輔助分析的設(shè)計(jì)技術(shù)。此時(shí)器件的封裝形式也隨著電子技術(shù)發(fā)展，在不 同時(shí)期，由不同封裝形式分別占領(lǐng)主流地位，如 80 年代由于微處理器和存儲(chǔ)器的大規(guī)模 IC 器件的問世，滿足高速和高密度要求的周邊引線、短引腳的塑料表貼封裝占據(jù)了主導(dǎo) 地位；而 90 年代由于超大規(guī)模和芯片系統(tǒng) IC 的發(fā)展，推動(dòng)了周邊引腳向面陣列引腳和 球柵陣列密集封裝發(fā)展，并促使其成為主流。無源器件發(fā)展到表面貼裝元件（SMC） ， 并繼續(xù)向微型化發(fā)展，IC 器件的封裝有了表面貼裝器件（SMD） 。在這一時(shí)期 SMD 有 了很大的發(fā)展，產(chǎn)生了球柵陣

9、列封裝 BGA、芯片尺寸封裝 CSP、高密度高性能低成本 FlipChip、多芯片組件 MCM 等封裝形式，組裝技術(shù)為 SMT 表面貼裝技術(shù)和回流焊、波 峰焊，并繼續(xù)向窄間距和超窄間距 SMT 發(fā)展。所有這些都促使封裝技術(shù)更先進(jìn)，芯片 面積與封裝面積之比越來越趨近于 1，適用頻率更高，耐溫性能更好，引腳數(shù)增多，引 腳間距減小，可靠性提高，使用更加方便。目前正處于該技術(shù)的普及和應(yīng)用時(shí)期。 第第 2 2 章章 表面組裝技術(shù)表面組裝技術(shù) 國(guó)際上 SMT 發(fā)展迅速，并日臻完善，國(guó)內(nèi) SMT 的應(yīng)用雖尚處于起步階段，但極具 發(fā)展?jié)摿Γ延嬉饦I(yè)內(nèi)人士的重視，其發(fā)展有以下趨勢(shì)。 1SMD 和 SMC 日

10、趨微型化。QFP 間距已選 0.3mm，引出腳 200 根以上，片狀元 件微型化 1005(1mm 長(zhǎng) 05mm 寬)型已投入大批量使用。各類異形表面組元件品種也愈 來愈多，元器件的微型化進(jìn)一步促進(jìn)了設(shè)備和工藝的更新與發(fā)展。 2設(shè)備更新?lián)Q代加快，在使用中廠商更重視設(shè)備與工藝的整體配置。 柔性制造系統(tǒng)(FMS)被更多的廠商采用，中型貼片在 SMT 市場(chǎng)中漸趨重要。如由 二臺(tái)常規(guī)型和一臺(tái)高精度型的中型機(jī)組成的貼裝流水線，其貼片速度可達(dá)到一臺(tái)大型貼 片機(jī)的速度，同時(shí)能貼不同形狀，不同精度的元器件，成本低，便于調(diào)試。 絲網(wǎng)印刷機(jī)，再流焊爐等設(shè)備不斷更新。在 SMT 發(fā)展初期，人們對(duì)貼片機(jī)重視 程度遠(yuǎn)大

11、于絲網(wǎng)印刷機(jī)，再流焊爐等設(shè)備，而現(xiàn)在則更重視設(shè)備，工藝的整體配合。絲 網(wǎng)印刷工藝中，焊膏的選擇、焊膏粒子大小，粘度控制、基板表面平整度對(duì)印刷質(zhì)量的 影響，絲網(wǎng)下金屬模板的使用以及不同間距，不同類別元器件對(duì)焊膏印刷質(zhì)量的要求， 促使設(shè)備制造商不斷更新，改進(jìn)設(shè)備，使印刷機(jī)在焊膏印刷中的對(duì)位精度、分辨率、重 復(fù)性、焊膏厚度控制方面得到滿意的結(jié)果，出現(xiàn)了型號(hào)眾多的印刷機(jī)產(chǎn)品，目前以半自 動(dòng)和全自動(dòng)的印刷機(jī)使用最多。在各類再流焊設(shè)備中，遠(yuǎn)紅外(IR)曾大量使用，自從使 用者發(fā)現(xiàn)它們對(duì)不同顏色吸收熱量不同以后(如 IC 封裝是黑色的，管腳是銀白色的，焊 膏會(huì)向溫度高處流動(dòng))，逐步由遠(yuǎn)紅外加熱風(fēng)再流焊爐替代

12、了原有再流焊爐，將輻射加熱 改為輻射加對(duì)流的方式加熱，使溫度更為均勻，在爐膛對(duì)角線上兩端和中間三點(diǎn)溫度差 可在 3以內(nèi)。近來由于精細(xì)間距焊接的需要，及免清冼技術(shù)的出現(xiàn)，充氮遠(yuǎn)紅外爐特 別受到重視，新一代的再流焊爐大多是氮的，其價(jià)格也要貴得多。 3水清洗和免清洗技術(shù) 為保證組裝后電路板的可靠性，清洗是很重要的，清洗一般包括清洗(去除雜質(zhì)、助 焊劑殘留物)、漂洗、干燥(熱風(fēng)或真空抽干)等三個(gè)階段。由于國(guó)際上對(duì)環(huán)保的要求比較 高，溶劑型(如氟氯昂、丙酮等)清洗液已逐步被替代，而改用水清洗技術(shù)。清洗液體有 碳化水、水、酒精、植物液體等。一種清洗機(jī)可使用多種液體，水清洗機(jī)的價(jià)格也很高。 目前免清洗技術(shù)正

13、受到重視，使用免清洗一是要減少焊接過程中導(dǎo)體的氧化。二是使用 免清冼焊膏 RMA(Rosin Mildy Activated)。免清洗焊膏中，松香含量約在 9 10 %，其 余為活性劑、樹脂，助焊劑及增粘劑等。 4采用電腦整體作業(yè)(CIM ) 電腦整體作業(yè)使得在生產(chǎn)過程中各臺(tái)貼片機(jī)所貼元件品種、數(shù)量分配合理，操作方 便，整個(gè)工藝過程包括檢測(cè)由電腦控制。 第第 3 3 章章 微組裝技術(shù)微組裝技術(shù) 微組裝技術(shù)是電子產(chǎn)品先進(jìn)制造技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是電子產(chǎn)品制造中的電氣 互聯(lián)技術(shù)的主體技術(shù)，是電子封裝與組裝技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)階段的代表技術(shù)。 3.1 微組裝技術(shù)的基本概念 微組裝技術(shù)是在高密度多層互聯(lián)基板

14、上，用微型焊接和封裝工藝把構(gòu)成電子電路的 各種微型元器件（集成電路芯片及片式元件）組裝起來，形成高密度、高速度、高可靠、 立體結(jié)構(gòu)的微電子產(chǎn)品（組件、部件子系統(tǒng)、系統(tǒng)）的綜合技術(shù)。 微組裝技術(shù)這一名詞提出初期，特指組裝工藝技術(shù)的高級(jí)發(fā)展階段，即指元器件引 腳間距小于 0.3 mm 間隙的表面組裝技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在也用于泛指電路引線 間距或元器件引腳間距微小、或所形成的組件、系統(tǒng)微小的各種形式封裝。 3.2 MEMS 技術(shù) MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)是目前的一個(gè)新興技術(shù)領(lǐng)域，具有重大的應(yīng)用前景，它廣 泛運(yùn)用于汽車、電子、通信、航空航天等領(lǐng)域。封裝是 MEMS 技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化實(shí)用化的 關(guān)鍵

15、技術(shù)之一，封裝占整個(gè) MEMS 器件成本的 5090%，隨著 MEMS 技術(shù)的發(fā)展，封 裝已成為阻礙 MEMS 商業(yè)化的主要技術(shù)瓶頸。MEMS 器件可靠性很大程度上取決于封 裝，MEMS 封裝可靠性需要有封裝材料、工藝及結(jié)構(gòu)的工藝力學(xué)方面深入的了解與認(rèn)識(shí)。 從 MEMS 封裝工藝力學(xué)的角度來研究 MEMS 封裝中材料、關(guān)鍵工藝及器件封裝中 的若干基礎(chǔ)問題，研究的內(nèi)容如下： 將工藝力學(xué)引入 MEMS 封裝中，提出 MEMS 封裝工藝力學(xué)的概念； 系統(tǒng)闡述了封裝中基于工藝力學(xué)的材料行為、熱機(jī)特性及封裝工藝力學(xué)的研究分析 方法； 提出了基于 MEMS 封裝工藝力學(xué)來分析 MEMS 封裝可靠性問題。

16、針對(duì)微電子 MEMS 封裝中互連材料無鉛化的趨勢(shì)，選擇具有實(shí)際應(yīng)用潛力的三種無 鉛互連材料(Sn96.5Ag3.5，Sn96.5Ag3Cu0.5，Sn99.3Cu0.7(Ni)，分析了它們的溫度特性、 應(yīng)變率特性和蠕變特性，為三種無鉛互連材料應(yīng)用于 MEMS 封裝提供了可靠的工藝力學(xué) 特性數(shù)據(jù)，與典型含鉛焊料比較分析表明三種焊料力學(xué)特性方面具有優(yōu)越性；分析了多 次回流對(duì)無鉛互連材料(Sn96.5Ag3Cu0.5)工藝力學(xué)行為和微觀組織的影響，為封裝中焊 點(diǎn)回流可靠性分析提供相關(guān)依據(jù)；發(fā)現(xiàn)界面 IMC 明顯增厚并出現(xiàn) IMC 剝離現(xiàn)象是導(dǎo)致 多次回流后焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度下降原因。 應(yīng)用工藝力學(xué)的原理與

17、方法，以 MEMS 封裝中貼 片與鍵合兩種典型工藝為對(duì)象，分析貼片工藝中的孔洞缺陷及貼片工藝材料特性對(duì)封裝 可靠性的影響；通過實(shí)驗(yàn)手段獲得材料特性對(duì)貼片可靠性的影響，提出基于貼片材料工 藝力學(xué)特性的粘膠貼片材料選擇原則；開展了真空下的靜電鍵合與金硅鍵合工藝研究， 實(shí)現(xiàn)了真空下的靜電鍵合與金硅鍵合工藝；利用貼片工藝材料的選擇原則選擇壓力傳感 器的貼片材料；通過工藝力學(xué)仿真分析，優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了壓力傳感器封裝中玻璃堆疊層鍵合， 解決了壓力傳感器的溫漂、滯回等問題。 實(shí)現(xiàn)了 MEMS 微陀螺儀的真空封裝工藝并優(yōu) 化了工藝參數(shù)；分析了 MEMS 微陀螺儀封裝中影響氣密性的因素；通過管殼、焊料、蓋 板及貼片后

18、器件進(jìn)行烘烤脫附吸附氣體，提高 MEMS 微陀螺儀的氣密保持性；通過 MEMS 微陀螺真空回流封帽過程的工藝仿真分析，優(yōu)化回流焊工藝參數(shù)且成功實(shí)現(xiàn)了 MEMS 微陀螺儀的真空封帽，焊接界面致密性好，提高了微陀螺的可靠性。應(yīng)用工藝力 學(xué)原理和有限元方法分析了不同貼片材料、貼片層厚度對(duì)器件靈敏度及可靠性影響；建 立了耐高溫壓力傳感器的 AuSn 共晶焊料貼片工藝，實(shí)現(xiàn)了高溫壓力傳感器貼片工藝的 一致性，解決了耐高溫壓力傳感器的精度低遲滯大問題，為耐高溫壓力傳感器的批量生 產(chǎn)提供了工藝保證。. 3.3 混合集成電路(HIC)和多芯片模塊(MCM)的進(jìn)展 3.3.1 關(guān)鍵材料 混合集成電路技術(shù)中的關(guān)鍵

19、材料是基板材料、金屬化材料、絕緣材料和封裝材料等， 它們的發(fā)展為混合集成電路技術(shù)以及在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多芯片模塊技術(shù)的飛速進(jìn)展 提供了前提和保證。基板是混合集成電路，特別是 MCM 的重要組成部分。MCM 按照 基板類型可分為四類：印刷電路板 MCM，適用于50MHz 的高性能場(chǎng) 合；以及混合型 MCM。常用的基板材料包括：硅、陶瓷薄板或共燒陶瓷（氧化鋁、玻 璃陶瓷、莫來石、氮化鋁、碳化硅、氧化鈹）以及金屬（鋁、銅和銅化合物） ，砷化鎵 芯片用蘭寶石襯底?；旌霞呻娐罚ò?MCM）基板發(fā)展的總方向是低介電常數(shù)，高 熱導(dǎo)率和低成本化。目前用于 HIC 和 MCM 金屬化的材料主要有：銅、鋁、

20、金、合金材 料和金屬有機(jī)漿料等。常用的介質(zhì)材料有聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、聚苯酚喹啉、二氧化 硅、多喹啉、聚四氟乙烯、環(huán)氧樹脂等。 3.3.2 關(guān)鍵工藝技術(shù) HIC 和 MCM 的設(shè)計(jì)和制造方法多種多樣，各生產(chǎn)單位都有自己獨(dú)特的工藝流程， 為適應(yīng) HIC 和 MCM 小體積、高性能的發(fā)展方向，就必須不斷提高工藝技術(shù)水平，其中 關(guān)鍵的技術(shù)是：高密度多層布線技術(shù)、元器件高密度互連技術(shù)、設(shè)計(jì)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等。 提高布線密度是縮小產(chǎn)品體積、減小信號(hào)延遲時(shí)間的重要保證，故減小導(dǎo)線寬度和導(dǎo)線 間距，減小通孔直徑和孔距，并采用多層化形式是必須的。高密度多層布線的導(dǎo)體層制 造技術(shù)有厚膜低壓印刷技術(shù)、凹版補(bǔ)償微細(xì)圖

21、形成形技術(shù)、減成光成形技術(shù)、加成光成 形技術(shù)等多層化技術(shù)?，F(xiàn)在厚膜布線的線寬和線距已窄達(dá) 20m，布線層數(shù)高達(dá) 100 層， 而薄膜布線的線寬和線距則達(dá) 10m，布線層數(shù)達(dá) 10 層。 為適應(yīng)超小型化的要求，片 式元件已發(fā)展導(dǎo) 1005 型，LSI 封裝的引線間距也降到 0.3mm。電子元器件的互連安裝中 LSI 的高密度安裝是一直努力探索的課題。LSI 高密度安裝技術(shù)包括絲焊、載帶自動(dòng)焊 （TAB） 、裸芯片倒裝，高密度互連（HDI）等。 目前，MCM 尚缺乏完整的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 檢測(cè)技術(shù)也是有待研究的 MCM 和 HIC 的技術(shù)難點(diǎn)之一。 3.4 優(yōu)質(zhì)薄膜多層布錢支撐技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù) 3.4.1

22、 支撐技術(shù) 1CAD 技術(shù) 采用計(jì)算機(jī)輔助多層布線設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制版技術(shù)，可提高效率、縮短研制周期， 使失誤減到最小。 2薄膜技術(shù) 薄膜制備方法是將經(jīng)過清潔處理的絕緣基板，通過真空蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)或?yàn)R射等， 在上面淀積薄膜導(dǎo)體、薄膜介質(zhì)和薄膜電阻等，再對(duì)它進(jìn)行光刻，從而獲得優(yōu)質(zhì)薄膜光 刻圖形。 3介質(zhì)隔離技術(shù) 目前薄膜多層布線的隔離介質(zhì)，主要是高分子有機(jī)物，呈肢體狀，透過甩膠，獲得 均勻平坦的膜，有負(fù)性光刻膠性能，可用濕法光刻腐蝕或等離子干法腐蝕刻出所需要的 層間互連窗口。 4表面貼裝技術(shù)(SMT) 被譽(yù)為“組裝革命”的表面貼裝技術(shù)將代傳統(tǒng)的印刷電路板鉆孔插裝方法，其特點(diǎn) 有： 采用無引線片

23、狀元器件進(jìn)行貼裝，能達(dá)到更高的安裝密度，使電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn) “輕、薄、短、小”成為可能。 傳統(tǒng)插裝方法可在印刷電路板兩面進(jìn)行安裝，而 SMT 同樣可在印刷電路板兩面 貼裝。 用無引線片狀元器件貼裝，其分布電容、電感很小，減少了互連線的數(shù)目和長(zhǎng)度， 從而提高電路的高頻性能，并減少了線路的時(shí)間延遲。 用無引線片狀元器件，不需要安裝插孔，便于自動(dòng)供給和自動(dòng)安裝，工藝簡(jiǎn)單易 行。 用無引線片狀元器件的封裝形式，可減小電子產(chǎn)品的體積和重量，從而達(dá)到高密 度組裝目的。由于 SMT 具有接觸面積大、組裝密度高、重量輕、體積小、可靠性高、 性能好等優(yōu)點(diǎn)，把它引入微電子組裝技術(shù)將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 5微型焊接技術(shù)

24、微組裝成一個(gè)組件、部件、分系統(tǒng)或系統(tǒng)，不管什么樣的元器件都存在與線路的連 接問題。由于元器件小，它的焊接也就特殊，如絲焊、載帶焊、回流焊等。 超聲焊 不用焊料和焊劑，針對(duì)絲焊，用于裸芯片、COB 和倒裝(face downbonding)。 熱超聲金絲球焊 不用焊料和焊劑，針對(duì)絲焊，用于裸芯片、COB，用焊片還可進(jìn)行硅芯片焊接。 機(jī)械熱脈沖焊 可用也可不用焊料和焊劑，用于 TAB、梁式引線器件 回流焊 分汽相、紅外和熱板焊，可用焊料，用于 SMT、倒焊等。 6封裝技術(shù) 在這里，封裝的概念是廣義的，不單是對(duì)某個(gè)元器件而言，而是對(duì)一個(gè)組件、部件、 分系統(tǒng)和系統(tǒng)而言。當(dāng)然，由于半導(dǎo)體器件表面鈍化技術(shù)

25、不斷提高，封裝作用也不一樣。 封裝除密封作用外，還有屏蔽、機(jī)械保護(hù)、裝璜等作用封裝形式多種多樣。 3.4.2 基礎(chǔ)技術(shù) 1優(yōu)質(zhì)薄膜多層布線板 可用作薄膜多層布線的板料較多，這里主要介紹下面四種。 陶瓷基扳 微波領(lǐng)域，要求微波損耗很小，用 995%三氧化二鋁基板，將它研磨拋光，清洗 干燥后即可使用。 微晶玻璃基板 一般高頻、甚高頻、低頻都可采用。由于其性格比好，加工方使，可以直接在磨拋 好的基板上制作薄膜電阻、電容、進(jìn)行薄膜多層布線等，所以，它的應(yīng)用已很普遍。 硅基板 硅基板的組裝密度 做得很高，互連接點(diǎn)可大大減少，內(nèi)在可靠性高，與硅芯片的 熱膨脹系數(shù)一致，熱導(dǎo)率比氧化鋁瓷高 510 倍， 可直

26、接將 LSI 做在里面， 也可外配 LSI、VLSI、VHSIC、ASIC 以及其它元器件，性能價(jià)格比合理，可以直接借鑒成熟的半 導(dǎo)體工藝，線寬比 VLSL 大 l0 倍。這些優(yōu)點(diǎn)使得電路成品率大幅度提高，并能在表面進(jìn) 行薄膜多層布線。硅基板結(jié)構(gòu)已在 3GHz 的超高頻 GaAS IC 中得到滿意結(jié)果。 絕緣金屬基板 在鋁金屬板表面生長(zhǎng)適當(dāng)厚度的致密氧化層，在其表面涂覆有柔性的絕緣物，并粘 貼金屬箔，這樣可以在箔上采用常規(guī)的工藝，光刻出精細(xì)的互連圖形，在其表面進(jìn)行薄 膜多層布線。在它上面還可進(jìn)行 SMT、COB 和各種功能器件的組裝。被用作電路布線 板、散熱板、屏蔽板和封裝外殼，并已用于高壓、

27、大電流和高速電路中。 2片式元器件 有裸芯片、帶凸點(diǎn)芯片、梁式引線芯片、載帶芯片，是優(yōu)質(zhì)薄膜多層布線板組裝首 批選取的片狀元器件。片狀電容、電感等無源元件在特殊電路中也常被采用。 3隔離介質(zhì)材料 作為薄膜多層布線的介質(zhì)材料常用聚酰亞胺和光敏性聚酰亞胺，國(guó)外還用派拉倫 (paralene)，其中又以光敏性聚酰亞胺最好。由于它介電常數(shù)小，絕緣性好，高溫穩(wěn)定， 理想的平坦性，有負(fù)性光刻膠性能，與金屬鋁的粘附性好，熱應(yīng)力小，有一定抗潮性， 對(duì)高能電子、熱中子和粒子均有阻擋作用等，因此已被廣泛采用。 4金屬材料 供薄膜多層布線的材料很多。用于基板粘附的有鉻、鎳鉻、鈦和鉬；用作導(dǎo)體的有 金、銅、鋁；用于電

28、阻的合金有 NiCr、CrSi、TaN 等；用作介質(zhì)的非金屬化臺(tái)物有 SiO 和 SiO2 等。 5封裝材料 用薄膜多層布線板組裝的電子產(chǎn)品， 所用的封裝材料有金屬和非金屬，視使用環(huán) 境而定。金屬主要是銅、鎳、鋁等；非金埔主要是陶瓷、玻璃、塑料等。 3.5 優(yōu)質(zhì)厚膜多層布線支撐技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù) 3.5.1 支撐技術(shù) 1CAD 技術(shù) 其作用與薄膜相同。 2厚薄技術(shù) 厚薄是指在絕緣基片上用印刷、燒結(jié)工藝或等離子噴涂技術(shù)所形成的厚度數(shù)微米至 數(shù)十微米的膜層(薄膜只有它的數(shù)十分之一) 。其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)靈活，電性能好，功耗大， 工藝簡(jiǎn)單，周期短，可靠性高和投資少等。制作方法分絲網(wǎng)漏印法和厚膜光刻法。前者 采

29、用不同目數(shù)的絲網(wǎng)所制的網(wǎng)模，通過恰當(dāng)?shù)臐{料配合， 可漏印線寬 100um 左右；后 者制作的線寬小于 100um。厚膜方法同樣可用作互連導(dǎo)體，厚膜電阻和隔離介質(zhì)等。 3介質(zhì)隔離技術(shù) 在厚膜多層布線中，隔離介質(zhì)是特殊的漿料。采用常規(guī)漏印技術(shù)，層間互連孔尺寸 要適當(dāng)。在每層燒結(jié)中，溫度控制要視漿料性能而定。 4貼裝技術(shù) 厚膜因其膜厚(與薄膜相比)，所有在薄膜中可用的片式元件，在這里都適用。而且 對(duì) SOP、PLCC、LCCC 、QFP 等封裝形式都能組裝。通常使用漏印的焊膏，貼裝上片 式元件，在汽相焊或紅外爐和熱板設(shè)備中一次回流焊成，通過清潔處理即組裝完成。 5微型焊接技術(shù) 片式元器件組裝與薄膜焊

30、接完全相同。此外，還可采用汽相回流焊、紅外焊和熱板 回流焊接技術(shù)來完成組裝焊接。 6封裝技術(shù) 這里除通用的陶瓷金屬封接，玻璃金屬封接，陶瓷玻璃金屬封接，塑料金屬模塑等 外，還可直接用陶瓷厚膜多層印刷板作母板進(jìn)行單獨(dú)應(yīng)用。上述技術(shù)對(duì)于組件、部件和 系統(tǒng)是必不可少的技術(shù)。 3.5.2 基礎(chǔ)技術(shù) 1優(yōu)質(zhì)厚膜多層布線板 厚膜陶瓷多層布線板按工藝分為干法和濕法。前者是將軋膜或流延的瓷漿制成膜， 經(jīng)多次漏印互連線、沖孔、疊層、排膠和高溫共燒(一般 16001700)而成；后者是將 隔離介質(zhì)漿料漏印到熟陶瓷板上，使它落于已做成的導(dǎo)體和電阻的確定部位，分層漏印、 分層燒結(jié)。干法在還原氣氛如氫或氫氮混合氣體中共

31、燒，布線漿料采用高熔點(diǎn)金屬粉 W、Mo 等。濕法一般在氧化氣氛中(900 1000左右)燒成，其布線漿科常用 Ag、Pd、Au、Cu 等。陶瓷玻璃多層布線板是近期發(fā)展起來的新技術(shù)。由于具有燒結(jié)溫 度低(8501000) 、異體材料廣(As、Ag、Pd、Ni、Cu、Au) 介電常數(shù)小等特點(diǎn)， 所 以比前面的氧化鋁陶瓷多層布線板更受人們重視。 2片狀元器件 供厚膜多層布線的片狀有源元器件的封裝形式有 PLCC、SOP、LCCC、QFP 等；無 源元件有無引線片狀電容、電阻和電感，它們都是通過特殊工藝線完成的。當(dāng)然，薄膜 中使用的片狀元器件，如芯片電容、裸芯片、帶凸點(diǎn)芯片、載帶芯片和梁式引線芯片， 在這里都可使用。 3介質(zhì)漿料 作為厚膜交叉一多層布線隔離介質(zhì)材料，要求絕緣電阻大，耐壓強(qiáng)度高，介電常數(shù) 小，介質(zhì)損耗小、抗熱沖擊性能強(qiáng)并與其它厚膜元件有很好的相容性。最早是硼硅鉛玻 璃，近來出現(xiàn)的微晶化玻璃，都能較好地滿足上述條件。 4厚膜漿料 厚膜布線采用一套特制的導(dǎo)體漿料，如 Pd-Ag 漿料、Ag 漿料、金漿料和銅漿料等。 漿料由固體微粒和載體組成，固體微粒視漿料的用途而定。例如，電阻漿科的固體微粒 是氧化釘?shù)?。供厚膜布線的導(dǎo)體漿料應(yīng)是阻值低、結(jié)構(gòu)致密、有良好附著性、焊接性好、 抗電遷移、與其它元器件相容性好、原料來源豐富，