集成电路芯片封装技术厚薄膜技术.pptVIP

重庆城市管理职业学院 第三章 厚 / 薄膜技术 重庆城市管理职业学院 第三章 前课回顾 1. 芯片互连技术的分类 2.WB 技术、 TAB 技术与 FCB 技术的概念 3. 三种芯片互连技术的对比分析 重庆城市管理职业学院 第三章 芯片互连技术对比分析 重庆城市管理职业学院 第三章 ? 厚膜技术简介 主要内容 ? 厚膜导体材料 重庆城市管理职业学院 第三章 膜技术简介 厚膜（ Thick Film ）技术和薄膜技术（ Thin Film ）是电 子封装中的重要工艺技术，统称为膜技术。 可用以制作电 阻、电容或电感等无源器件，也可以在基板上制成布线导 体和各类介质膜层以连接各种电路元器件，从而完成混合 （ Hybrid ）集成电路电子封装。 重庆城市管理职业学院 第三章 厚膜技术 厚膜技术是采用丝网印刷、干燥和烧结等工艺，将传统 无源元件及导体形成于散热良好的陶瓷绝缘基板表面 , 并用 激光处理达到线路所需之精密度 , 再采用 SMT 技术 , 将 IC 或 其他元器件进行安装 , 构成所需要的完整线路 , 最后采用多 样化引脚和封装方式 , 实现模块化的集成电路 —— 厚膜混合 集成电路（ HIC ， Hybrid Integrated Circuit ） 。 厚膜印刷所用材料是一种特殊材料 —— 浆料 ，而薄膜技 术则是采用 镀膜、光刻和刻蚀 等方法成膜。 重庆城市管理职业学院 第三章 较之普通 PCB ，厚膜电路在散热性和稳定性方面优 势明显；而且，比普通 PCB 能更适应环境。 由于汽车电子产品所处环境通常都比较苛刻（不包 括车内影音娱乐系统），比如动力控制系统和发动系 统，所处环境高温、高湿、大功率、高振动等。普通 PCB 无法满足这些环境条件需求时，厚膜电路就会体 现出它的价值。基于厚膜电路在高温、高压、大功率 的应用中有极大的优势。 一般主要应用在汽车电子、 通讯系统领域、航空航天及一些军工领域。 厚膜电路特点及应用 重庆城市管理职业学院 第三章 所有厚膜浆料通常有两个共性： 一、 适于丝网印刷的具有非牛顿流变能力的黏性流体； 二、有两种不同的多组分相组成，一个是功能相，提供最 终膜的 电和力学性能 ，另一个是载体相（粘合剂），提供合 适的 流变能力 。 厚膜浆料 重庆城市管理职业学院 第三章 牛顿流体指剪切应力与剪切变形速率成线性关系，即在 受力后极易变形，且剪切应力与变形速率成正比的低粘 性流体。凡不同于牛顿流体的都称为非牛顿流体。 牛顿内摩擦定律表达式：τ=μγ 式中：τ -- 所加剪切应力； γ -- 剪切速率（流速梯度）； μ -- 度量液体粘滞性大小的物理量 — 黏度，其物 理意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。 服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 牛顿流体和非牛顿流体 重庆城市管理职业学院 第三章 厚膜多层制作步骤 重庆城市管理职业学院 第三章 厚膜浆料 厚膜浆料可分为 聚合物厚膜、难熔材料厚膜和金属陶 瓷厚膜 ；其中，难熔材料厚膜是特殊一类金属陶瓷厚膜， 需要在较之传统金属陶瓷材料更高的温度下进行烧结。 聚合物厚膜材料：包含带有导体、电阻或绝缘颗粒的聚 合物材料混合物，通常在 85-300 摄氏度范围内固化。聚 合物导体主要是 C 和 Ag ，常用于有机基板材料上。 金属陶瓷厚膜：玻璃陶瓷和金属的混合物，通常在 850- 1000 摄氏度的范围内烧结。 重庆城市管理职业学院 第三章 传统厚膜浆料的主要成分 传统的金属陶瓷厚膜浆料具有四种主要成分： 有效物质 — 决定膜功能 粘结成分 — 提供膜与基板间的粘结以及使有效物 质保持悬浮状态的基体； 有机粘结剂 — 提供丝网印刷时的合适流动性能； 溶剂或稀释剂 — 决定运载剂的粘度 重庆城市管理职业学院 第三章 传统金属陶瓷厚膜浆料成分 — 有效物质 浆料中的有效物质决定烧结膜的电性能，如果是金属则 烧结膜是 导体 ，如果是金属氧化物则是一种 电阻 ；如果有 效物质是一种绝缘材料，则烧结后的膜是一种 介电体 ，有 效物质一般以粉末形式出现，颗粒尺寸为 1-10um ，平均粒 径约 5um 。 通常情况下介电体是绝缘体，在外加一定强度电场的情 况下，会导致电击穿成为导电材料，常用于制作 电容器 。 重庆城市管理职业学院 第三章 传统金属陶瓷厚膜浆料成分 — 粘结成分 粘接成分：主要有两类物质用于厚膜与基板的粘接： 玻 璃材料和金属氧化物 ，可以单独使用或者一起使用。 玻璃材料粘接机理： 【与基板中的玻璃发生化学反应】和【玻璃态物质熔融流 入基板不规则表面】 玻璃粘结的不足？ 物理过程因存在热循环和热储存而退化 烧结玻璃材料表面存在玻璃相，影响后续组装工艺。 重庆城市管理职业学院 第三章 传统金属陶瓷厚膜浆料成分 — 粘结成分 金属氧化物粘