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文檔簡介

1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。RssVideos-SMT是表面組裝技術(表面貼裝技術)(SurfaceMountedTechnology的縮寫),是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術和工藝。SMT主要內容及基本工藝構成要素錫膏印刷-零件貼裝-回流焊接-AOI光學檢測-維修-分板錫膏印刷其作用是將錫膏漏印到PCB的焊盤上,為元器件的焊接做準備。所用設備為印刷機SMT加工車間(錫膏印刷機),位于SMT生產線的最前端。零件貼裝其作用是將表面組裝元器件準確安裝到PCB的固定位置上。所用設備為貼片機,位于SMT生產線中印刷機的后面,一般為高速

2、機和泛用機按照生產需求搭配使用。回流焊接其作用是將焊膏融化,使表面組裝元器件與PCB板牢固焊接在一起。所用設備為回流焊爐,位于SMT生產線中貼片機的后面,對于溫度要求相當嚴格,需要實時進行溫度量測,所量測的溫度以profile的形式體現(xiàn)。AOI光學檢測其作用是對焊接好的PCB板進行焊接質量的檢測。所使用到的設備為自動光學檢測機(AOI),位置根據檢測的需要,可以配置在生產線合適的地方。有些在回流焊接前,有的在回流焊接后維修其作用是對檢測出現(xiàn)故障的PCB板進行返修。所用工具為烙鐵、返修工作站等。配置在AOI光學檢測后分板其作用對多連板PCBA進行切分,使之分開成單獨個體,一般采用V-cut與機器

3、切割方式概念定義:微組裝技術主要由表面安裝(SMT)、混合集成電路(HIC)技術和多芯片模塊(MCM)技術組成,是一門發(fā)展很快的技術,至今仍無完整、準確、嚴密的定義。但通常認為微組裝技術實質上是高密度電子裝聯(lián)技術,它通常是在高密度多層互聯(lián)電路板上,運用連接和封裝工藝,把微小型電子元器件組裝成高密度、高速度、高可靠性立體結構的電子產品。(一)發(fā)展過程6070年代需求動力:電子產品小型化,及提高整體性能和可靠性的需要主要特點:這一時期微組裝技術發(fā)展的重點是混合集成電路(HIC)技術。此一時期的HIC主要是在絕緣基板上利用薄膜或厚膜工藝,制成膜式元件和互聯(lián)導體,然后在基板上安裝分立器件,構成微型功能

4、部件。這種HIC的元器件安裝密度低,功能簡單,應用領域狹窄,組裝密度的提高十分有限。80年代需求動力:電子產品小型化和提高性能的需求主要特點:這時表面安裝技術日趨成熟,采用SMT組裝的產品體積小,組裝密度高,可靠性高,抗干擾,易于實現(xiàn)自動化和半自動化生產,降低成本。實現(xiàn)SMT的關鍵是開發(fā)片式元器件和貼裝技術,焊接采用波峰焊和再流焊。80年代末以來需求動力:計算機、航天及其它電子產品的小型化和提高性能的需求。主要特點:伴隨著半導體集成電路技術的蓬勃發(fā)展,為了滿足電子設備對電路數字化和高頻高速化,以及電路功能模塊化和小型輕型化的要求,多芯片模塊(MCM)應運而生。目前,MCM已形成四種基板的產品,

5、組裝方式由1985年的單面組裝發(fā)展為目前的兩面組裝,組裝密度也由1985年的510點/CM2發(fā)展為1995年的2030點/CM2。典型成果和產品:發(fā)展了一系列的關鍵技術,如:高密度多層布線技術、元器件高密度互連安裝技術、設計技術、檢測技術。(二)現(xiàn)有水平及發(fā)展趨勢微組裝技術是高密度電子裝聯(lián)技術,它在高密度多層互連電路板上運用連接和封裝工藝把微小型電子元器件組裝成高密度、高速度、高可靠性立體結構的電子產品。其體積比常規(guī)電子產品小了許多,由于大大減少了焊點,可靠性也有相當程度的提高。微組裝技術的發(fā)展經歷了混合集成電路(HIC)、表面安裝技術(SMT)以及80年代末成長起來的多芯片模塊(MCM)技術

6、三個階段。以下簡要介紹以上三方面技術的進展情況:1.表面安裝技術(SMT):表面安裝元器件SMT的關鍵是表面安裝元器件,包括片式電阻器、片式微調電位器、片式鉭電解電容器、片式電感器表面安裝觸感開關、表面安裝連接器、集成電路、混合集成電路等等許多類。目前,表面安裝元器件的發(fā)展方向主要是:小型化和高性能,包括大功率、高精度、大容量、高可靠、長壽命、高頻化,如集成電路采用四側引腳扁平封裝(QFP)的最小引線中心距大都達到了0.5mm,0.406mm和0.305mm的器件已有少量供應。片式鉭電解電容器使用60000CV/g鉭粉,容量達33F通過-55+1251000次溫度循環(huán),高溫高濕特性達85、90

7、%RH。表面封裝的集成電路近幾年發(fā)展很快,已經有了多種封裝形式,如:四側引腳扁平封裝、薄體小外形封裝、雙列直插式封裝等等。表面安裝工藝隨著電路組件向高密度、高功能和高速化發(fā)展,電子元器件也相應進入了更高水平的微小型化和多引腳狹間距階段,這就要求表面組裝工藝向更更加精細和更嚴格控制的方向發(fā)展。表面安裝工藝主要包括焊接技術、貼片設備、印刷電路板的設計制作等幾個方面。焊接是電路組裝技術中影響電路組件可靠性、實現(xiàn)狹間距技術的關鍵工藝,近年來發(fā)展的新型焊接工藝有對流紅外再流焊、汽相再流焊、工具再流焊、激光再流焊、免洗焊接、真空再流軟釬焊接和無鉛焊料及相應焊接技術等。貼片機是表面安裝生產系統(tǒng)中制造技術難度

8、最高,價格最昂貴的關鍵設備。現(xiàn)在適用于大批量生產的消費電子產品的大型貼片機的貼裝速度可達0.10.4秒/每片元件,貼裝精度達0.01mm,配置CCD光學攝像校正系統(tǒng)后,精度可達0.005mm。印刷電路板不僅起到承載電子元器件、互連線、焊盤等作用,還起散熱作用,隨著印刷電路基板表面安裝化的發(fā)展,出現(xiàn)了高密度化、高頻化、超薄化、多樣化的趨勢,相應的印刷電路板的設計和制作技術也出現(xiàn)了一系列的變化,如:自動設計中廣泛使用了計算機輔助設計技術,包括從電路圖的網絡清單到數字化輸入操作;準備登錄的元器件形狀等的元器件數據庫,焊盤檢查以及計算機輔助制造數據輸出操作。目前,在表面安裝技術中計算機集成制造系統(tǒng)技術

9、已有應用。與印刷電路板有關的其它關鍵技術還包括:布線與制版、金屬化技術、孔化技術、疊層技術和材料技術。絲網印刷機是表面安裝技術中的重要設備。最近美國的DEKUSA公司和MPM公司分別研制出高速高精度的DEK288和MPMUltraprint300絲網印刷機。如DEK288絲網印刷機裝有可使印刷平面在090之間調節(jié)的vectorsqueegee,它還具有AutoFlex工具,自動屏幕切換和刷新,條形碼識別和非在線編輯功能,使裝卸速度可達90秒。1.混合集成電路(HIC)和多芯片模塊(MCM)的進展關鍵材料混合集成電路技術中的關鍵材料是基板材料、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

10、成電路技術以及在其基礎上發(fā)展起來的多芯片模塊技術的飛速進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。混合集成電路(包括MCM)基板發(fā)展的總方向是低介電常數,高熱導率和低成本化。目前用于HIC和MCM金屬化的材料主要有:銅、鋁、金、合金材料和金屬有機漿料等。常用的介質材料有聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、聚苯酚喹啉、二氧化硅、多喹啉、聚四氟乙

11、烯、環(huán)氧樹脂等。關鍵工藝技術HIC和MCM的設計和制造方法多種多樣,各生產單位都有自己獨特的工藝流程,為適應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水平,其中關鍵的技術是:高密度多層布線技術、元器件高密度互連技術、設計技術、檢測技術等。提高布線密度是縮小產品體積、減小信號延遲時間的重要保證,故減小導線寬度和導線間距,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體層制造技術有厚膜低壓印刷技術、凹版補償微細圖形成形技術、減成光成形技術、加成光成形技術等多層化技術。現(xiàn)在厚膜布線的線寬和線距已窄達20m,布線層數高達100層,而薄膜布線的線寬和線距則達10m,

12、布線層數達10層。為適應超小型化的要求,片式元件已發(fā)展導1608、1005型,LSI封裝的引線間距也降到0.5mm,0.3mm也即將實現(xiàn)。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高密度安裝技術包括絲焊、載帶自動焊(TAB)、裸芯片倒裝,高密度互連(HDI)等。目前,MCM尚缺乏完整的設計系統(tǒng)。檢測技術也是有待研究的MCM和HIC的技術難點之一。美國和日本在SMT、HIC和MCM技術及其應用上均處于領先地位。在SMT技術上,日本是世界上采用SMT程度最高的國家,在液晶彩電、攝像機、立體聲耳機、汽車電話中使用的固定電阻器和可變電容器已全部是片式化產品,液晶彩電中使用的鉭

13、電解電容器也全部片式化,硬盤驅利用HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%83%ad%e4%bc%a0%e5%af%bct_blank熱傳導、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%af%b9%e6%b5%81%e6%8d%a2%e7%83%adt_blank對流換熱和HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%be%90%e5%b0%84%e6%8d%a2%e7%83%adt_blank輻射換熱把HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%

14、e7%83%ad%e6%ba%90t_blank熱源的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%83%ad%e9%87%8ft_blank熱量迅速HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%95%a3%e5%8f%91t_blank散發(fā)至周圍HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%8e%af%e5%a2%83t_blank環(huán)境。常用的冷卻方法有:HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%87%aa%e7%84%b6t_blank自然冷卻

15、(包括HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e4%bc%a0%e5%af%bct_blank傳導冷卻、自然HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%af%b9%e6%b5%81t_blank對流冷卻和輻射換熱)、強迫空氣冷卻、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%b6%b2%e4%bd%93t_blank液體冷卻、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%92%b8%e5%8f%91t_blank蒸發(fā)冷卻、熱電致冷(HYPERLINK

16、/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%8d%8a%e5%af%bc%e4%bd%93t_blank半導體致冷)、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%83%ad%e7%ae%a1t_blank熱管傳熱等。冷卻方法的選擇主要取決于元器件或設備的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%8f%91%e7%83%adt_blank發(fā)熱HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%8a%9f%e7%8e%87t_blank功率HYPERLINK/kns50/

17、XSearch.aspx?KeyWord=%e5%af%86%e5%ba%a6t_blank密度及其允許的溫升。采用散熱性能好的基板材料和HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e4%bb%8b%e8%b4%a8t_blank介質材料,改進元器件HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%86%85%e9%83%a8t_blank內部各HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%94%b5%e6%9e%81t_blank電極的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?

18、KeyWord=%e7%84%8a%e6%8e%a5%e8%b4%a8%e9%87%8ft_blank焊接質量,均可減小其內部HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%83%ad%e9%98%bbt_blank熱阻。weizuzhuangJishuHYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%be%ae%e7%bb%84%e8%a3%85%e6%8a%80%e6%9c%aft_blank微組裝技術(micropackagingtechnol.理,)以HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWor

19、d=%e5%be%ae%e7%94%b5%e5%ad%90%e6%8a%80%e6%9c%aft_blank微電子技術、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%ab%98%e5%af%86%e5%ba%a6t_blank高密度組裝HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%8a%80%e6%9c%aft_blank技術和微HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%84%8a%e6%8e%a5%e6%8a%80%e6%9c%aft_blank焊接技術為基礎的一種綜合性組裝工藝技

20、術,即在多層布線基板上,按照電HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%8e%9f%e7%90%86t_blank原理圖,將微電子器件及微型元件組裝成HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%94%b5%e5%ad%90t_blank電子硬件的一種工藝技術。它涉及固態(tài)技術、薄膜技術、厚膜技術、微HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%94%b5%e8%b7%aft_blank電路技術、互連與微焊接技術、熱798微HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?Ke

21、yWord=%e6%8e%a7%e5%88%b6t_blank控制技術、高密度組裝技術、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%b5%8b%e8%af%95%e6%8a%80%e6%9c%aft_blank測試技術、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%8f%af%e9%9d%a0%e6%80%a7t_blank可靠性技術和HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e8%be%85%e5%8a%a9%e5%b7%a5%e7

22、%a8%8bt_blank計算機輔助工程等領域,是一HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%97%a8%e7%94%b5%e8%b7%aft_blank門電路、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%bb%93%e6%9e%84t_blank結構、工藝、材料、元器件等緊密結合的綜合性技術。電子組裝技術經歷了下列幾個HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%98%b6%e6%ae%b5t_blank階段:40年代是以HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?

23、KeyWord=%e7%94%b5%e5%ad%90%e7%ae%a1t_blank電子管為有源器件的手工HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%84%8a%e6%8e%a5t_blank焊接階段。40年代HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%99%b6%e4%bd%93%e7%ae%a1t_blank晶體管和印制電路相繼問世,并在50年代至60年代得到廣泛應用后,形成了以晶體管和印制電路板為主的手工焊接階段。這階段電子設備的組裝和結構產生了很大的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?Ke

24、yWord=%e5%8f%98%e5%8c%96t_blank變化,提高了組裝密度,縮小了設備的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e4%bd%93%e7%a7%aft_blank體積。60年代,在HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%9b%86%e6%88%90%e7%94%b5%e8%b7%aft_blank集成電路技術與多層印制板的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%8f%91%e5%b1%95t_blank發(fā)展的HYPERLINK/kns50/XSearch

25、.aspx?KeyWord=%e5%9f%ba%e7%a1%80t_blank基礎上,形成了以集成電路、自動插裝和HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%b3%a2%e5%b3%b0%e7%84%8at_blank波峰焊為主的組裝階段。70年代末,由于超大規(guī)模集成電路和無引線或短引線片狀電子元器件的發(fā)展,電子組裝進人了HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%a1%a8%e9%9d%a2t_blank表面安裝階段。80年代中期,在發(fā)展衰面安裝技術的同時,微焊接技術、高密度多層基板技術的發(fā)展,形成了以HYPERLI

26、NK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%a4%9a%e8%8a%af%e7%89%87%e6%a8%a1%e5%9d%97t_blank多芯片模塊(MCM)為HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%89%b9%e5%be%81t_blank特征的第五代HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%be%ae%e7%94%b5%e5%ad%90%e7%bb%84%e8%a3%85t_blank微電子組裝階段。其特點是組裝密度更高,互連線更短,因此,HYPERLINK/kns50/XSearc

27、h.aspx?KeyWord=%e4%bf%a1%e5%8f%b7t_blank信號延遲時間短,HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e4%bf%a1%e6%81%af%e4%bc%a0%e8%be%93t_blank信息傳輸HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%80%9f%e5%ba%a6t_blank速度快。隨著組裝工藝及HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%9d%90%e6%96%99%e7%a7%91%e5%ad%a6t_blank材料科學的不斷發(fā)展,微組裝又向

28、三維立體組裝發(fā)展。目前三維組裝主要有兩種HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%bd%a2%e5%bc%8ft_blank形式:一種是在HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%b0%a7%e5%8c%96%e9%93%9dt_blank氧化鋁基板上先形成薄膜電路,然后敷上一層聚酞HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e4%ba%9a%e8%83%bat_blank亞胺薄膜,再在此薄膜上鍍鎳或銅,以形成帶狀薄膜HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyW

29、ord=%e7%94%b5%e7%bc%86t_blank電纜所需的布線HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%9b%be%e5%bd%a2t_blank圖形,而后用再流焊將倒裝片集成電路、片式HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%94%b5%e5%ae%b9%e5%99%a8t_blank電容器和片式HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%94%b5%e9%98%bb%e5%99%a8t_blank電阻器等焊在此薄膜電纜上。另一種形式是將HYPERLINK/kns5

30、0/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%94%b5%e5%ae%b9t_blank電容和HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%94%b5%e9%98%bbt_blank電阻等埋在多層HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%99%b6%e7%93%b7t_blank陶瓷基板的內部,利用同時燒成技術,使薄膜電纜、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%94%b5%e5%ad%90%e5%85%83%e4%bb%b6t_blank電子元件埋藏在基板的層間。三維

31、組裝芯片間的互連線更短,因此,減小了芯片間的阻容負載和信號延遲時間,也減小了寄生效應。微組裝與常規(guī)電子組裝的主要區(qū)別在于所用的組裝結構和互連技術不同。常規(guī)的電子組裝是以一般電子元器件及普通印制電路板為基礎的組裝技術,微組裝則是以集成電路和高密度多層基板以及微焊接為基礎的綜合性組裝技術。微組裝能減小電子元件和芯片的安裝HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%9d%a2%e7%a7%aft_blank面積及互連線的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%95%bf%e5%ba%a6t_blank長度,并能擴大基板尺

32、寸和布線層數,以容納更多的集成電路芯片和元器件,從而提高其組裝密度,完成更多更復雜的電路HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%8a%9f%e8%83%bdt_blank功能。高密度多層布線技術是微組裝中縮小組裝器件(或設備)的體積,減小布線總長度,縮短信號延遲時間,提高信息傳輸速度的一項關鍵技術。一般采用薄膜和厚膜技術布線,要求布線結構微細,布線長度盡可能地短,還要求線間的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e4%bb%8b%e7%94%b5%e5%b8%b8%e6%95%b0t_blank介電常數小。通常有下

33、列4種布線技術。(1)多層陶瓷布線在HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e4%bd%8e%e6%b8%a9%e7%83%a7%e7%bb%93t_blank低溫燒結HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%8e%bb%e7%92%83%e9%99%b6%e7%93%b7t_blank玻璃陶瓷多層布線基板上,用HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%85%89%e5%88%bb%e6%8a%80%e6%9c%aft_blank光刻技術形成金或銀一把薄膜布線。在底層基板上,用生

34、帶技術形成電源層和接HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%9c%b0%e5%b1%82t_blank地層布線,而上層基板上則是信號層布線,在各層陶瓷表面上濺射欽、把兩層膜,經HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%85%89%e5%88%bbt_blank光刻、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%98%be%e5%bd%b1t_blank顯影形成布線圖形。(2)多層薄膜聚酞亞胺布線在陶瓷或硅基板上HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWo

35、rd=%e7%94%b5%e9%95%80t_blank電鍍或濺射Cr/Cu/Cr電源層,敷上聚酞亞胺薄膜,在其上再涂光致抗蝕劑,并制作通孔圖形,以抗蝕劑為保護膜,HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%85%90%e8%9a%80t_blank腐蝕聚酞亞胺,形成互連通孔。除去抗蝕劑后,在表面濺射幾腳厚的Cr/Cu/Cr層,用光刻法形成第一層信號布線層,再涂敷介質聚酞亞胺層,形成互連通孔,然后按上述方法形成第2信號布線層和接層等等。這種布線技術已達63層。(3)厚膜布線用微型筆或漿料HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWor

36、d=%e5%96%b7%e5%b0%84t_blank噴射法,直接在厚膜HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%af%bc%e4%bd%93t_blank導體層上按HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%ae%be%e8%ae%a1t_blank設計要求形成微細布線圖形,布線材料一般用銅。(4)HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%b7%b7%e5%90%88t_blank混合布線是一種厚、薄膜結合的布線技術,用HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx

37、?KeyWord=%e6%a0%87%e5%87%86t_blank標準厚膜工藝形成電源層和接地層布線,用光刻光形成互連通孔,再在上面用薄膜工藝形成信號層布線。這種布線技術的組裝密度高于上述幾種布線技術,陶瓷基板尺寸可減小幾倍,適用于高頻多芯片模塊的組裝,能降低信號衰減和串擾,HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%88%90%e6%9c%act_blank成本也HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%af%94%e8%be%83t_blank比較低。目前國際上正在研究利用HYPERLINK/kns50/XSe

38、arch.aspx?KeyWord=%e8%b6%85%e5%af%bc%e6%8a%80%e6%9c%aft_blank超導技術進行布線,超導布線可將40一60層布線減小到只有4層布線(電源層、接地層、x層和y層)結構。改進芯片及元器件的互連和安裝方法是縮小體積、提高組裝密度和可靠性的一項重要途徑。目前在微組裝中常用的微焊接方法有絲焊、HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e6%bf%80%e5%85%89t_blank激光微焊、芯片基板焊、倒裝焊和載帶自動焊等。絲焊和倒裝焊屬直接安裝法,安裝面積小,但芯片不能HYPERLINK/kns50/XSearc

39、h.aspx?KeyWord=%e8%80%81%e5%8c%96t_blank老化HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%ad%9b%e9%80%89t_blank篩選和HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e9%a2%84%e6%b5%8bt_blank預測,影響混合電路或微電子組裝組件的合格率和可靠性。芯片基板焊是一種將集成電路或芯片直接安裝與互連到印制電路板上的焊接技術。載帶自動焊是焊接集成電路內、外引線的一種自動群焊法,它先把載帶(鍍錫或鍍金的銅箔、粘接劑HYPERLINK/kns50/XSearch.a

40、spx?KeyWord=%e5%a1%91%e6%96%99t_blank塑料膜制成的具有引線框的柔性印制電路板)用熱脈沖焊或HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%b6%85%e5%a3%b0t_blank超聲熱HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e5%8e%8b%e7%84%8at_blank壓焊焊到芯片焊區(qū)的鍍金凸臺上(稱內引線焊接),沖剪下此載帶,并迅速將其焊到基板的焊盤上(稱外引線焊接),整個焊接HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e8%bf%87%e7%a8%8

41、bt_blank過程自動完成。由于微組裝的組裝密度很高,其體積功率密度(或面積功率密度)也很高,采取適當的熱控制技術亦是微組裝的一項重要內容。熱控制的HYPERLINK/kns50/XSearch.aspx?KeyWord=%e7%9b%ae%e7%9a%84t_blank目的是為了盡量減小電子組件或設備的內部熱阻和外部熱阻,從foundry廠得到圓片進行減薄、中測打點后,即可進入后道封裝。封裝對集成電路起著機械支撐和機械保護、傳輸信號和分配電源、散熱、環(huán)境保護等作用。芯片的封裝技術已經歷了好幾代的變遷,從DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技術指標一代比一代先進,包括芯片面積與

42、封裝面積之比越來越接近于1,適用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,引腳數增多,引腳間距減小,重量減小,可靠性提高,使用更加方便等等。近年來電子產品朝輕、薄、短、小及高功能發(fā)展,封裝市場也隨信息及通訊產品朝高頻化、高I/O數及小型化的趨勢演進。由1980年代以前的通孔插裝(PTH)型態(tài),主流產品為DIP(DualIn-LinePackage),進展至1980年代以SMT(SurfaceMountTechnology)技術衍生出的SOP(SmallOut-LinePackage)、SOJ(SmallOut-LineJ-Lead)、PLCC(PlasticLeadedChipCarrier)、QFP(

43、QuadFlatPackage)封裝方式,在IC功能及I/O腳數逐漸增加后,1997年Intel率先由QFP封裝方式更新為BGA(BallGridArray,球腳數組矩陣)封裝方式,除此之外,近期主流的封裝方式有CSP(ChipScalePackage芯片級封裝)及FlipChip(覆晶)。BGA(BallGridArray)封裝方式是在管殼底面或上表面焊有許多球狀凸點,通過這些焊料凸點實現(xiàn)封裝體與基板之間互連的一種先進封裝技術。BGA封裝方式經過十多年的發(fā)展已經進入實用化階段。1987年,日本西鐵城(Citizen)公司開始著手研制塑封球柵面陣列封裝的芯片(即BGA)。而后,摩托羅拉、康柏等

44、公司也隨即加入到開發(fā)BGA的行列。1993年,摩托羅拉率先將BGA應用于移動電話。同年,康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前,Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等),以及芯片組(如i850)中開始使用BGA,這對BGA應用領域擴展發(fā)揮了推波助瀾的作用。目前,BGA已成為極其熱門的IC封裝技術,其全球市場規(guī)模在2000年為12億塊,預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。BGA封裝比QFP先進,更比PGA好,但它的芯片面積/封裝面積的比值仍很低。Tessera公司在BGA基礎上做了改進,研制出另一種稱為BGA的封裝技術,按0.5mm

45、焊區(qū)中心距,芯片面積/封裝面積的比為1:4,比BGA前進了一大步。隨著全球電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮,對集成電路封裝要求更加嚴格。1994年9月日本三菱電氣研究出一種芯片面積/封裝面積=1:1.1的封裝結構,其封裝外形尺寸只比裸芯片大一點點。也就是說,單個IC芯片有多大,封裝尺寸就有多大,從而誕生了一種新的封裝形式,命名為芯片尺寸封裝,簡稱CSP(ChipSizePackage或ChipScalePackage)。CSP是一種封裝外殼尺寸最接近籽芯(die)尺寸的小型封裝,具有多種封裝形式,其封裝前后尺寸比為1:1.2。它減小了芯片封裝外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封裝尺寸就有多

46、大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過1.4倍。CSP有兩種基本類型:一種是封裝在固定的標準壓點軌跡內的,另一種則是封裝外殼尺寸隨芯尺寸變化的。常見的CSP分類方式是根據封裝外殼本身的結構來分的,它分為柔性CSP,剛性CSP,引線框架CSP和圓片級封裝(WLP)。柔性CSP封裝和圓片級封裝的外形尺寸因籽芯尺寸的不同而不同;剛性CSP和引線框架CSP封裝則受標準壓點位置和大小制約。CSP封裝適用于腳數少的IC,如內存條和便攜電子產品。未來則將大量應用在信息家電(IA)、數字電視(DTV)、電子書(E-Book)、無線網絡WLANGigabitEthem

47、et、ADSL手機芯片、藍芽(Bluetooth)等新興產品中。FlipChip技術起源于1960年代,為IBM開發(fā)出之技術,F(xiàn)lipChip技術是在I/Opad上沉積錫鉛球,然后將芯片翻轉佳熱利用熔融的錫鉛球與陶瓷機板相結合此技術替換常規(guī)打線接合,逐漸成為未來的封裝主流,當前主要應用于高時脈的CPU、GPU(GraphicProcessorUnit)及Chipset等產品為主。LGA(LandGridArray):矩柵陣列(岸面柵格陣列)是一種沒有焊球的重要封裝形式,它可直接安裝到印制線路板(PCB)上,比其它BGA封裝在與基板或襯底的互連形式要方便的多,被廣泛應用于微處理器和其他高端芯片封

48、裝上.CGA(ColumnGridArray)圓柱柵格陣列,又稱柱柵陣列封裝1999年第三季度,Wavecom的工程師開始研究插座形式以外的其它解決方法。他們首先嘗試球柵矩陣封裝(BallGridArray)直接在PCB板上進行焊裝。這種方法同時解決了裝配和屏蔽問題,因為球珠組成的環(huán)形可以減少電磁干擾。但球珠型式體積超大,造成了整體尺寸的相應擴大。最終,這個問題在1999年底得到了解決。當時Wavecom的工程師發(fā)現(xiàn)用2微米長、0.4微米寬的微型金屬柱組成格柵,它既可提供電路連接,又控制了電磁干擾,并且有效地節(jié)約了部件的總體體積。柱柵陣列封裝方法使用特別設計的塑料框架,其中放置200多個微型格

49、柵,它最終解決了電磁屏蔽和電路連接問題,同時易于使用。PGA芯片封裝形式在芯片的內外有多個方陣形的插針,每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據引腳數目的多少,可以圍成2-5圈。安裝時,將芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486芯片開始,出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座,專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。ZIF(ZeroInsertionForceSocket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起,CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然后將扳手壓回原處,利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力,將CPU的引腳與插座牢牢地接觸,絕對不存在接

50、觸不良的問題。而拆卸CPU芯片只需將插座的扳手輕輕抬起,則壓力解除,CPU芯片即可輕松取出。QFP封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規(guī)模或超大型集成電路都采用這種封裝形式,其引腳數一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD(表面安裝設備技術)將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將芯片各腳對準相應的焊點,即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。PFP(PlasticFlatPackage)方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長方形。芯片直接貼裝技術(DirectChipAttach簡稱DCA),也稱之為板上芯片技術(Chip-on-Board簡稱COB),是采用粘接劑或自動帶焊、絲焊、倒裝焊等方法,將裸露的集成電路芯片直接貼裝在電路板上的一項技術。倒裝芯片是COB中的一種(其余二種為引線鍵合和載帶自動鍵合),它將芯片有源區(qū)面對基板,通過芯片上呈現(xiàn)陣列排列的焊料凸點來實現(xiàn)芯片與襯底的互連。它提供了非常多的優(yōu)點;消除了對引線鍵合連接的要求;增加了輸入/輸出(I/O)的連接密度;以

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