塑料封装铜丝内连电子元器件开封新工艺研究

采用两种开封工艺对塑料封装、铜丝内连的电子元器件进行了开封实验。通过自动开封机对开封工艺参数的精确控制,使用浓硝酸与浓硫酸的混合液对样件进行开封,比较完整的保留了铜丝内连结构,达到了开封测试的基本要求。另外通过在混合腐蚀液中添加过量CuSO4.5H2O晶体使腐蚀液中的Cu2+在开封过程中始终保持饱和溶解状态下进行手工开封,结果表明改进后的腐蚀液对铜丝及铜球焊点的腐蚀破坏得到有效抑制。研究结果对于解决塑料封装、铜丝内连电子器件开封测试的难题具有指导意义。

硅通孔技术的发展与挑战

3D堆叠技术近年来发展迅速,采用硅通孔技术(TSV)是3D堆叠封装的主要趋势。介绍了3D堆叠集成电路、硅通孔互连技术的研究现状、TSV模型;同时阐述了TSV的关键技术与材料,比如工艺流程、通孔制作、通孔填充材料、键合技术等;最后分析了其可靠性以及面临的挑战。TSV技术已经成为微电子领域的热点,也是未来发展的必然趋势,运用它将会使电子产品获得高性能、低成本、低功耗和多功能性。

铜线键合技术的发展与挑战

铜线键合技术近年来发展迅速,超细间距引线键合是目前铜线键合的主要发展趋势。介绍了铜线键合的防氧化措施以及键合参数的优化,并从IMC生长及焊盘铝挤出方面阐述了铜线键合的可靠性机理。针对铜线在超细间距引线键合中面临的问题,介绍了可解决这些问题的镀钯铜线的性能,并阐述了铜线的成弧能力及面临的挑战。

圆片级封装的研究进展

圆片级封装(wafer level package,WLP)因其在形状因数、电性能、低成本等方面的优势,近年来发展迅速。概述了WLP技术近几年的主要发展。首先回顾标准WLP结构,并从焊球结构等方面对其进行了可靠性分析。其次介绍了扩散式WLP工艺以及它的典型应用,并说明了扩散式WLP存在的一些可靠性问题。最后总结了WLP技术结合硅通孔技术(TSV)在三维叠层封装中的应用。

精简热模型在集成电路封装中的应用研究

探讨了为一款FBGA封装产品建立DELPHI型热阻网络的新方法。首先利用恒温法为芯片封装建立星型网络,在此基础之上求解支路耦合热阻值,构成DELPHI型热阻网络。经过仿真验证显示,所建立的两种DELPHI型热阻网络模型与详细热模型(DTM)的结温误差均在10%以内,从而具备较好的边界条件独立性。

一种多芯片封装(MCP)的热仿真设计

集成电路封装热设计的目的在于尽可能地提高封装的散热能力,确保芯片的正常运行。多芯片封装(MCP)可以提高封装的芯片密度,提高处理能力。与传统的单芯片封装相比,由于包含多个热源,多芯片封装的热管理变得更为关键。本文针对一种2维FBGAMCP产品,进行有限元建模仿真,并获得封装的热性能。通过热阻比较的方式,分析了不同的芯片厚度对封装热性能的影响。针对双芯片封装,通过对不同的芯片布局进行建模仿真,获得不同的芯片布局对封装热阻的影响。最后通过封装热阻的比较,对芯片的排列布局进行了优化。分析结果认为芯片厚度对封装热阻的影响并不明显,双芯片在基板中心呈对称排列时封装的热阻最小。

基于柔性基板的异构多芯片三维封装散热仿真与优化设计

随着移动终端的广泛应用,射频多芯片系统封装结构的小型化、系统的集成化将导致功率密度的直线上升,同时,芯片各异性的特点将产生温度分布不均的现象,从而催生亟需解决的热管理问题。针对包含5款芯片的典型的射频前端系统,在POP封装基础上,提出柔性基板封装结构设计方案,并应用ANSYS ICEPAK三维数值分析法进行仿真计算,验证得到如下结果:1柔板同层的温差降低到POP结构的6%,异层的温差降低到POP结构的4%,避免了热点的出现;2柔板封装结温随下层屏蔽罩的厚度增大而减小,但尺寸的变化对其影响相对较小;3与铝基相比,铜屏蔽罩能够起到更好的散热作用。研究结果为射频异构多芯片三维封装优化设计提供了参考方案。

集成电路塑封自动上料系统的研制

为实现集成电路芯片塑封的自动化,设计了自动上料系统。该系统采用多运动同步控制技术实现料片传送、料片排放及料片预热的自动控制;采用大导程滚珠丝杠副和高分辨率伺服系统保证机械手的快速精确定位;采用柔性流道结构,适应不同规格集成电路料片的自动上料;并基于Windows2000开发了专用工控软件。该系统适用于DIP、QFP、SOP、TO等系列集成电路芯片的塑封生产,可显著提高生产效率及产品质量。

车载IGBT器件封装装片工艺中空洞的失效研究

IGBT芯片在TO-220封装装片时容易形成空洞,焊料层中空洞大小直接影响车载IGBT器件的热阻与散热性能,而这些性能的好坏将直接影响器件的可靠性。文章分析了IGBT器件在TO-220封装装片时所产生的空洞的形成机制,并就IGBT器件TO-220封装模型利用FEA方法建立其热学模型,模拟结果表明:在装片焊料层中空洞含量增加时,热阻会急剧增大而降低IGBT器件的散热性能,IGBT器件温度在单个空洞体积为10%时比没有空洞时高出28.6℃。同时借助工程样品失效分析结果,研究TO-220封装的IGBT器件在经过功率循环后空洞对于IGBT器件性能的影响,最后确立空洞体积单个小于2%,总数小于5%的装片工艺标准。

铝带键合:小型功率器件互连新技术

随着半导体封装尺寸日益变小,普遍应用于大功率器件上的粗铝线键合技术不再是可行的选择。新近推出的铝带键合突破了封装尺寸的限制,实现了小功率器件封装中键合工艺的强度和性能优势。铝带键合提供了一个近乎完美的技术替代,且比现有技术更具吸引力。文中介绍了铝带键合工艺技术,着重关注其在小型分立器件中的应用。就SOL8和更小型无引脚封装的性能和制造能力,从键合质量、工艺能力以及设计要求等方面对其展开讨论,并与现有技术进行性能和成本的比较,可发现其技术能力和潜力。

一种DC到40GHz测试结构的设计

高速信号在传输的过程中将遇到信号完整性的问题的困扰,尤其当信号速率超过10 Gb/s时,当传输结构发生变化的时候,在导体之间传输的场将发生变化,传输过程的阻抗将发生变化。通过对传输结构变化的地方进行修正,可以对阻抗变化进行一定的补偿,减小结构变化处带来的信号反射,减小信号传输损耗,最终整个测试板在40 GHz时仿真损耗仅为1.1 dB,并通过两个测试结构对接进行了S参数和眼图的测试评估。

计算机图像处理在我们工作生活中的应用

数字图像处理是将图像信号转换成数字信号,并利用计算机对其进行处理的过程。计算机图像处理技术包括图像降噪、图像增强、编码压缩、图像切分、图像描述、图像识别。在生活中主要用于点阵图、矢量图等照片修改技术。计算机图像处理技术作为计算机技术的一个重要分支,在医学造影、工农业生产、通信领域中得到大规模应用,并取得重大突破。

TO-220封装模型的热力仿真

塑料封装是晶体三极管中的最主流形式,TO-220是三引脚封装的代表封装形式,本文中,基于有限元模型TO-220封装进行热-机械耦合分析。首先进行了热管理分析,并得出了热通量;然后分析不同的塑封料对热阻的影响,采用高导热的塑封料对散热有一定的改善;最后在此基础上分析了芯片的应力大小,可以看出芯片温度最大值出现在芯片的中心位置;芯片上应力最大值出现在芯片的边角处,对于实际作业过程中的翘曲及分层有参考意义。

QFN封装分层失效与湿-热仿真分析

采用湿度敏感度评价试验及湿-热仿真方法,分析了温湿度对于QFN封装分层失效的影响。通过C-SAM和SEM等观察发现,QFN存在多种分层形式,分层大多发生在封装内部材料的界面上,包括封装塑封材料和芯片之间的界面、塑封材料和框架之间的界面等。此外,在封装断面研磨的SEM图像上发现芯片粘结剂内部有空洞出现。利用有限元数值模拟的方法,对QFN封装的内部湿气扩散、回流过程中的热应力分布等进行了模拟,分析QFN分层失效的形成原因。结果表明,由于塑封器件材料、芯片、框架间CTE失配,器件在高温状态湿气扩散形成高气压条件下易产生分层。最后提出了改善QFN分层失效的措施。

基于Cavity基板技术的堆叠芯片封装设计与实现

介绍了一种适用于堆叠芯片的封装结构。采用层压、机械铣刀开槽等工艺获得Cavity基板,通过引线键合(wire bonding,WB)和倒装焊(flip chip,FC)两种方式实现堆叠芯片与基板的互连,并将堆叠芯片埋入Cavity基板。最后,将包含4款有源芯片和22个无源器件的小系统高密度集成在一个16 mm×16 mm的标准球栅阵列封装(ball grid array,BGA)封装体内。相比较于传统的二维封装结构,该封装结构将封装面积减小了40%,封装高度减小500μm左右,并将堆叠芯片与基板的互连空间增加了2倍。对这款封装结构的设计过程进行了详细的阐述,并验证了该封装设计的工艺可行性。

对FBGA封装的块翘曲研究

翘曲是电子封装中评估器件可靠性最为重要指标之一。影响翘曲的因素多种多样,如模塑料(EMC)固化过程产生的化学收缩、芯片厚度和芯片面积等。通过运用有限元分析(FEA)方法,选取以上3个因素,对窄节距焊球阵列(FBGA)封装产品的翘曲进行了研究。在仿真过程中,不但考虑封装材料间热膨胀系数不匹配造成的翘曲,同时引入化学收缩的作用。在载荷施加方面,根据实际的测量方法对传统的约束条件进行了修改。通过模拟计算,可以发现这3个因素对翘曲都有一定的影响,其中芯片面积对翘曲的影响较为显著。通过调整这3个因素可以达到减小翘曲、提高器件可靠性的目的。

基于Sigrity仿真的串扰和SSN探讨分析

本文介绍了串扰和SSN的基本原理,并结合实例,利用Sigrity公司的软件对串扰和SSN的影响及其解决办法做了介绍。并重点介绍了通过减小布线层和参考层间的介质厚度来减小串扰,且通过添加去耦电容来使SSN对驱动电压和平面反弹的影响最小化。

集成电路并行测试仪控制系统设计及其FPGA实现

以FPGA为硬件平台,利用Verilog HDL语言对并行测试设备的控制系统进行RTL建模设计,在VCS平台下搭建测试平台对系统进行功能性仿真验证。利用Quartus II对项目进行编译、综合、时序分析和调试,生成RTL电路图,并下载到FPGA中进行硬件实现。实验结果表明,该设计成功实现了RFID晶圆并行测试仪的控制系统功能,这对于芯片生产商和测试厂商都具有重要的意义。

EAP监控系统在封装测试生产线中的应用

介绍EAP监控系统的主要架构、监控设备类型、参数和系统组成,通过各种监控分析图表,实现从不同视角监控生产过程状态,并分析监测结果,证明该生产线设备监控系统具有较高的准确性和实用性。

塑料封装集成电路分层浅析及改善研究

当环境温度、湿度发生变化时,塑料封装集成电路内部的不同物质界面会产生分层,分层导致电路回路的开路或间歇性接触不良,极大地影响IC的功能和使用寿命。封装主要材料BOM(如芯片/框架/装片胶/塑封料环氧树脂)是确定IC MSL等级和分层水平的基础,封装制程的工艺设计、组装过程的控制方法、产品防范外力破坏及热电应力防护都是影响分层的因素,BOM组合需要考虑加强材料间的粘结强度及接近的热膨胀系数、设计芯片PO层减少电路表面凹凸落差、框架沟槽凸台设计、制造过程防污染/防氧化控制等,都是改善IC产品内部分层的有效思路。DOE对比试验有助于从复杂的产品制造过程中发现分层产生的根源。