第一章前言
1.1电子封装
1.1.1封装的概念
二十一世纪是信息技术和生物技术的时代,半导体技术是信息技术发展的主要推动力,其技术水平正在市场的驱动下逐步提高,是现今发展最迅速的工业之一,它产值巨大且增长潜力巨大,极大的改变了人们的工作和生活方式,极大地提高了人们的生活效率。半导体工业包括三部分:集成电路的设计、加工和封装测试。其中的封装是最后一道工序,封装对于集成电路的性能和可靠性有着极大的影响,封装工序的成本约为总成本的三分之一〔‘’。所谓封装,是指半导体集成电路芯片的外壳,可以密封、固定、安放、保护芯片并同时增强电热性能的,同时还是连接芯片内部和外部电路的通道,芯片上的焊点用导线连到封装外壳的引脚上,然后封装外壳上的引脚通过印制板上的导线和其他器件产生连接。电子封装工艺的要求是在尽量不影响电子芯片电性能的同时,对芯片和器件提供可靠的保护、冷却、供电,并提供与外部电路的电连接和机械支撑。封装包括以下几种:芯片级封装(或者零级封装)、器件级封装(或者一级封装)、板级封装(或者二级封装)、系统级封装(或者三级封装)等多个层面
1.1.2电子元器件封装技术的发展
1947年,美国电报电话公司(AT&T)发明了第一个晶体管,同时也开始了电子封装的历史。器件最早使用底座固定半导体芯片,用使用外接引线法将半导体和外部电路链接;为了把芯片和外部环境中的水蒸气等有害因素隔绝,使用了密封的外壳。1950年代,三根引线的TOP (Transistor Outlane Package, TOP)型封装外壳为主要的封装形式。随着电子系统的发展,大型化、高可靠、高速化的成为趋势(如电子计算机),这对电子元器件的要求是向小型化和高密度发展。晶体管经过10年的发展后,1958年第一块集成电路(IC, Integrate Circuit)研制成功。集成多个晶体管的输入/输出(i/0)引出脚相应也相应增加,这驱使了多引线封装的发展。随着IC的的发展,芯片集成度迅速增高,1960中期,IC从集成100个以下的晶体管的小规模集成电路(Small Scaleintegration, SS I)迅速发展成为集成数百到上千个晶体管的中等规模iC(MediumScaleIntegration MSL),相应的输入/输出也由数个增加到数十个,所以,三根引线TO型封装外壳己无法继续使用。1960年代,双列直插式封装(Double In-linePacksge, DIP)出现,可用于i/0数在4-64的器件。最初,DIP是采用陶瓷作为封装材料,其价格较高。随后,以塑料封装的DIP封装形式陆续出现,可使用于多种工/0数目,塑料材料降低了成本,且利于工业化生产。
1970年代,IC开始了高速发展阶段,出现了大规模的iC (Large Scaleintegration, LSI),单个硅片上可集成数万到数十万个晶体管或者门电路。集成度迅速增加的同时,芯片尺寸也在不断扩大。1980年代,表面贴装技术开发成功(Surface Mount Technology, SMT), SMT是电子封装技术的一次巨大革命,极大的改进了封装的工艺,适用于SMT技术的各类表面贴装元件迅速发展,并在八十年代初形成产业标准,可以进行工业化生产。随着高性能环氧树脂的发展,较高的封装密度、较小的封装间距、较低的成本得以实现,塑封四边扁平引线封装(Plasis Quad Flat Package, PQFP)随之出现,此种封装形式适用于SMT技术,且可以进行大规模工业生产,该种封装形式的i/0数目可以高达240个。与此同时,小外形封装(Small Outline Package, SOP)技术出现,较小规模的IC,比如I/0数目较小的LSI芯片可使用此技术进行封装。该种封装的本质是一种DIP封装,是为了适用于SMT技术而进行的变形
20世纪80年代至90年代,IC尺寸变得更小而与此同时集成度持续提高,芯片尺寸也一直增大,超大规模集成电路(Very Large Scaleintegration,VLSI)出现,VLS工中芯片数量可高达数百万到数千万只芯片,其工//0数可达到数百个甚至1000个。由于具有很高的工/0数目,四边引出的FP及其他已有的封装形式,无法用于封装VLS工。由此,电子封装引线的形式从周边型转变成为面阵形,
第三章 环氧快速固化体系动力....... 28-44
3.1 环氧树脂对反应速度....... 28
3.2 固化剂对反应速度....... 28-31
3.3 固化促进剂对反应速度....... 31-33
3.4 反应动力学....... 33-43
3.4.1 聚硫醇/环氧树脂体系动力....... 34-41
3.4.2 间苯二甲胺/间苯二酚环氧树....... 41-43
3.5 小结....... 43-44
第四章 环氧快速固化体系的热、机械....... 44-52
4.1 环氧树脂体系固化后DSC....... 44-45
4.2 环氧树脂固化后的DMA....... 45-48
4.3 环氧树脂体系固化后热....... 48-50
4.4 固化后样品粘接性能....... 50
4.5 固化后样品电阻率....... 50-51
4.6 小结....... 51-52
第五章 总结....... 52-53
总结
本论文研究了多种环氧树脂一体系,发现了三种可以满足快速封装工艺要求的环氧体系,对满足所需反应速度的体系的固化后产物进行了表征,根据结果,得出以下结论:
(1)常用低温固化剂,如脂肪族胺类等由于其反应速度较慢,无法满足快速封装工艺对于树脂快速固化性能的需求,反应速度也较慢,无法满足快速封装工艺对于树脂快速固化性能的需求。
(2)聚硫醇类固化剂和环氧树脂在催化剂的作用下进行反应,具有较快的反应速度,可以满足快速封装工艺的反应速度需求。活性较高的间苯二甲胺和活性较高的间苯二酚环氧树脂配合使用,其反应速度也可以满足快速封装工艺的反应速度需求。
参考文献
[1][美]哈拍(Charles A. Harper)著;贾松良等译.电子封装与互连手册(第四版)〔M〕.北京:电子工业出版社,2009.
[2] A. Y Kuo, W. T. Chen, L. T. Nguyen .Popcorning a fracture mechanics approach[A],in Proceedings-Electronic Components Conference. [C].1996, 869-874.
[3]中国电子学会生产技术学分会丛书编委会,微电子封装技术[M].中国科学技术大学出版社,2003 314.
[4][美]查尔斯A.哈 (Charles A. Happer)著.沈卓身,贾松良译.电子封装材料与工艺(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2006: 289-291.
[5]李可为.集成电路芯片封装技术[M].北京:电子工业出版社,2007.
[6]吴兆华,周德俭编,表面组装技术基础[M].国防工业出版社,2002.
[7]李维旋,郭强.液晶显示应用技术[M].北京电子工业出版社,2000.
[8]胡志勇.降低LCD厚度的玻璃上芯片(COG)技术[J].电子产品世界,2000:1,68-69.
[9] Myung-jin Yim. Anisotropic co nductive film (ACF) interconnection for display packaging applications[A]. Proceedings of 1995 Electronic Components and Technology Conference[C], 1995: 1036一1041.
[10] Johan Liu, Conductive adhesives for Electronics Packaging[A]. Electrochemical Publications[C]. 1999:chapter 15.