電子封裝材料、封

電子封裝資料、封裝工藝及其開(kāi)展

ElectronicPackagingMaterials,Technologyanditsdevelopment

姓名馬文濤日期2021年1月匯報(bào)提綱一、二、三、四、前言電子封裝資料的分類(lèi)電子封裝工藝結(jié)語(yǔ)一、前言

電子封裝資料是用于承載電子元器件及其相互聯(lián)線，起機(jī)械支持，密封環(huán)境維護(hù)，信號(hào)傳送，散熱和屏蔽等作用的基體資料，是集成電路的密封體，對(duì)電路的性能和可靠性具有非常重要的影響。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，微電子技術(shù)高速開(kāi)展，半導(dǎo)體集成電路(IC)芯片的集成度、頻率以及微電路的組裝密度不斷提高，電路分量和體積目益趨于微型化，芯片集成度的迅速添加必然會(huì)導(dǎo)致其發(fā)熱量的提高，使得電路的任務(wù)溫度不斷上升。實(shí)驗(yàn)證明，單個(gè)元件的失效率與其任務(wù)溫度成指數(shù)關(guān)系，功能那么與其成反比，因此如何提高芯片的散熱效率，使得電路在正常溫度下任務(wù)就顯得尤為重要。處理這一問(wèn)題可以進(jìn)展合理的熱封裝和熱設(shè)計(jì)，比如可以運(yùn)用各種散熱器或采用液體冷卻系統(tǒng)，然而這些方法并不能從根本上處理問(wèn)題，系統(tǒng)的本錢(qián)和構(gòu)造也會(huì)因此而添加，因此研討和開(kāi)發(fā)具有高熱導(dǎo)率及良好綜合性能的封裝資料就顯得很重要，這對(duì)電子封裝資料提出了新的要求。與此同時(shí)，電子封裝也正不斷向小型化、高性能、高可靠性和低本錢(qián)方向開(kāi)展。二、分類(lèi)

電子封裝資料基板布線框架層間介質(zhì)密封資料

陶瓷環(huán)氧玻璃金剛石金屬金屬基復(fù)合資料基板主要包括布線導(dǎo)體布線由金屬化過(guò)程完成?；褰饘倩菫榱税研酒惭b在基板上和使芯片與其他元器件相銜接。為此，要求布線金屬具有低的電阻率和好的可焊性，而且與基板接合結(jié)實(shí)。金屬化的方法有薄膜法和厚膜法，前者由真空蒸鍍、濺射、電鍍等方法獲得，后者由絲網(wǎng)印刷、涂布等方法獲得。薄膜導(dǎo)體資料應(yīng)滿足以下要求：電阻率低；與薄膜元件接觸電阻小，不產(chǎn)生化學(xué)反響和相互分散；易于成膜和光刻、線條精細(xì)；抗電遷移才干強(qiáng)；與基板附著強(qiáng)度高，與基板熱膨脹系數(shù)匹配好；可焊性好，具有良好的穩(wěn)定性和耐蝕性；本錢(qián)低，易成膜及加工。Al是半導(dǎo)體集成電路中最常用的薄膜導(dǎo)體資料，其缺陷是抗電子遷移才干差。Cu導(dǎo)體是近年來(lái)多層布線中廣泛運(yùn)用的資料，Au，Ag，NiCrAu，Ti—Au，Ti—Pt—Au等是主要的薄膜導(dǎo)體。為降低本錢(qián)，近年來(lái)采用Cr—Cu—Au，Cr—Cu—Cr，Cu—Fe—Cu，Ti—Cu—Ni—Au等做導(dǎo)體薄膜。層間介質(zhì)

介質(zhì)資料在電子封裝中起著重要的作用，如維護(hù)電路、隔離絕緣和防止信號(hào)失真等。它分為有機(jī)和無(wú)機(jī)2種，前者主要為聚合物，后者為Si02，Si3N4和玻璃。多層布線的導(dǎo)體間必需絕緣，因此，要求介質(zhì)有高的絕緣電阻，低的介電常數(shù)，膜層致密。密封資料

電子器件和集成電路的密封資料主要是陶瓷和塑料。最早用于封裝的資料是陶瓷和金屬，隨著電路密度和功能的不斷提高，對(duì)封裝技術(shù)提出了更多更高的要求，同時(shí)也促進(jìn)了封裝資料的開(kāi)展。即從過(guò)去的金屬和陶瓷封裝為主轉(zhuǎn)向塑料封裝。至今，環(huán)氧樹(shù)脂系密封資料占整個(gè)電路基板密封資料的90％左右．樹(shù)脂密封資料的組成為環(huán)氧樹(shù)脂(基料樹(shù)脂及固化劑)、填料(二氧化硅)，固化促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑(用于提高與填料間的潤(rùn)濕性和粘結(jié)性)、阻燃劑、饒性賦予劑、著色劑、離子捕捉劑(腐蝕性離子的固化)和脫模劑等[I引．環(huán)氧樹(shù)脂價(jià)錢(qián)相對(duì)較廉價(jià)、成型工藝簡(jiǎn)單、適宜大規(guī)模消費(fèi)，可靠性較高，因此，近10年來(lái)開(kāi)展很快．目前，國(guó)外80％～90％半導(dǎo)體器件密封資料(日本幾乎全部)為環(huán)氧樹(shù)脂封裝資料，具有寬廣的開(kāi)展前景。三、電子封裝工藝電子封裝構(gòu)造的三個(gè)層次3D封裝3D封裝主要有三種類(lèi)型，即埋置型3D、有源基板型3D和疊層型3D。3D封裝疊層構(gòu)造：3D封裝

3D疊層封裝技術(shù)的出現(xiàn)，處理了長(zhǎng)期以來(lái)封裝效率不高，芯片間互連線較長(zhǎng)而影響芯片性能以及使芯片功能單一的問(wèn)題；同時(shí)也促進(jìn)了相關(guān)組裝設(shè)備和工藝的開(kāi)展。3D疊層封裝涉及的關(guān)鍵工藝有大尺寸圓片減薄工藝、超薄圓片劃片工藝、高低弧焊線工藝、密間距焊線工藝、超薄形膠體塑封工藝、微型器件的SMT工藝等系統(tǒng)封裝(a)3D堆疊封裝型態(tài)構(gòu)造的SIP(b)多芯片封裝構(gòu)造的SIP系統(tǒng)封裝(c)組合式封裝構(gòu)造的SIP(Amkor)系統(tǒng)封裝

SIP的廣義定義是：將具有全部或大部分電子功能，能夠是一系統(tǒng)或子系統(tǒng)也能夠是組件(Module)，封裝在同一封裝體內(nèi)。系統(tǒng)封裝(SIP，SysteminPackage)技術(shù)是多芯片模塊(MCM)和多芯片封裝(MCP)技術(shù)的不斷開(kāi)展、演化而來(lái)，是目前電子元(組)件組(封)裝最高等級(jí)的封裝技術(shù)，由于更具微小型化、更好的電氣性能等，因此在便攜式電子產(chǎn)品領(lǐng)域中有著宏大的潛在市場(chǎng)四、結(jié)語(yǔ)電子封裝伴隨著電路、器件、和元件的產(chǎn)生而產(chǎn)生，伴隨著其開(kāi)展而開(kāi)展。集成電路正向著超大規(guī)模、超高速、高密度、大功率、高精度、多功能的方向開(kāi)展，因此對(duì)集成電路的封裝也提出了越來(lái)越高的要求。3D封裝技術(shù)和系統(tǒng)封裝正處于開(kāi)展階段，是微電子封裝業(yè)開(kāi)展的主要趨勢(shì)，雖然面臨著技術(shù)上的一些艱苦問(wèn)題，但隨著封裝技術(shù)和相關(guān)工藝設(shè)備的進(jìn)一步開(kāi)展，這些制約要素一定會(huì)得以處理，從而使其盡快地獲得工藝上艱苦的突破，并得以更為廣泛的運(yùn)用。參考文獻(xiàn)[1]黃強(qiáng),顧明元,金燕萍.電子封裝資料的研討現(xiàn)狀[J].資料導(dǎo)報(bào),2000,14(9):28-32[2]張海坡,阮建明.電子封裝資料及其技術(shù)開(kāi)展情況[J].粉末冶金資料科學(xué)與工程,2003,8(3):216-222[3]鄭小紅,胡明,周?chē)?guó)柱.新型電子封裝資料的研討現(xiàn)狀及展望[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,23(3):460-464[4]李秀清.微電子封裝技術(shù)的新趨勢(shì)[J].電子與封裝,2001,1(2):6-10[5]高尚通,楊克武.新型微電子封裝技術(shù)[J].電子與封裝,2004,4(1):10-23[6]鄭建勇,張志勝,史金飛.三維(3D)疊層封裝技術(shù)及關(guān)鍵工藝[A].2021年全國(guó)博士生學(xué)術(shù)會(huì)議暨科技提高與社會(huì)開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)術(shù)研討會(huì)論