电子制造技术pptx电子制造技术 ——电子封装与光电子封装;一、课程简介;教材：;教师联系方法：;课程安排：;几点建议：;二、微电子制造的现状;微电子技术改变着我们的生活：; 烟盒大小的MD、MP3播放机、数字录音笔、掌上型电脑ag九游会、具有通讯功能的电子手表、护照般大小的数字摄像机、超小型移动电话等，正在走进我们的生活，甚至成为人们的日常用品。 新一代个人移动电子装置更将无线通讯、高密度彩显与电脑集为一体。;Wrist camera;吴丰顺 博士 武汉光电国家实验室 光电材料与微纳制造部 华中科技大学材料学院 ();制造、电子制造、电子封装 电子封装的发展 电子封装工艺技术 倒装芯片技术 导电胶技术 ;制造： Manufacture 制造是一个涉及制造工业中产品设计、物料选择ag真人游戏、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。（广义的定义，国际生产工程学会） 从原材料或半成品经过加工和装配后形成最终产品的过程，即产品的加工工艺过程。（狭义的定义） ;Longman词典对“制造”(Manufacture)的解释为“通过机器进行(产品)制作或生产，特别是适用于大规模、大批量的方式运作”（狭义） 制造涉及的领域远非局限于机械制造，包括了机械、电子、化工、轻工、食品和军工等行业 制造不是仅指具体的工艺过程，而是包括市场分析、产品设计、生产工艺过程、装配检验和销售服务等在内的产品整个生命周期过程 ;广义的制造技术涉及生产活动的各个方面和全过程，是从产品概念到最终产品的集成活动和系统 狭义理解的制造技术主要涉及产品的加工和装配工艺及过程 机械制造：狭义的机械制造被理解为经加工和装配形成机械产品的过程，包括毛胚制作、零件加工、检验、装配等，其重点是机械加工和装配工艺。广义的机械制造应该包括机械产品从市场分析、经营决策、工程设计、加工装配、质量控制、销售运输直至售后服务的全过程。;电子制造（electronic manufacture）;广义的电子制造也包括电子产品从市场分析、经营决策、工程设计、加工装配、质量控制、销售运输直至售后服务的全过程。 狭义的电子制造则是指电子产??从硅片开始到产品系统的物理实现过程。;电子封装 从电路设计的完成开始，将裸芯片（chip）、陶瓷、金属、有机物等物质制造（封装）成芯片、元件、板卡、电路板，最终组装成电子产品的整个过程 半导体制造 利用微细加工技术将各单元器件按一定的规律制作在一块微小的半导体片上进而形成半导体芯片的过程，也称为集成电路制造。 ;半导体制造的前工程和后工程 二者以硅圆片（wafer）切分成晶片（chip）为界，在此之前为前工程，在此之后为后工程。 所谓前工程是从整块硅圆片人手，经过多次重复的制膜、氧化ag九游会登录j9入口、扩散，包括照相制版和光刻等工序，制成三极管、集成电路等半导体元件及电极等，开发材料的电子功能，以实现所要求的元器件特性。 所谓后工程是从由硅圆片切分好的一个一个的小晶片入手，进行装片、固定、键合连接、塑料灌封、引出接线端子、检查、打标等工序，完成作为器件、部件的封装体ag九游官网登录，以确保元器件的可靠性并便于与外电路连接。 ;电子设计、电子制造（半导体制造与电子封装）等构成三个相对独立的电子产业。 电子封装涉及的范围广、带动的基础产业多、与之相关的基础材料和工艺装备更是“硬中之硬”，亟待迅速发展。;电子产品分类： 消费类电子产品 计算机和通信电子产品 军用电子产品 卫星电子产品 ;电子产品的总成结构;母板;;;;高密度封装的电子产品日益普及，已经成为人们的必需 电子产品的功能越来越多、性能越来越强、体积越来越小、重量越来越轻 电子产品向多功能、高性能和小型化、轻型化方向迅猛发展 绿色制造成为优先考虑的因素 高密度封装从出现到成为主流只花了不到5年的时间，发展之迅速，所料不及，给我们带来了非常好的发展机会;值得注意的动向;互连的结构和工艺技术发展;（d）21世纪的封装集成 (乔治亚理工大学提出) ;;;三、先进电子制造系统概述;（1）前道工序 （Lecture 2）;; 电子封装直接影响着: 电子产品的电、热、光和机械性能 电子产品的可靠性和成本 电子产品与系统的小型化。; 一级封装 — 芯片（单芯片或多芯片）上的I／O与基板互连；;母板;零级和一级封装称为电子封装（Electronic Packaging）（技术）； 把二级和封装称为电子组装（Electronic Assembly）（技术）。;晶片级封装;球形键合;WB封装实例;TAB封装实例;FC封装实例－凸点;FC封装示意图;电子封装发展简史： 1947年世界发明第一只半导体晶体管，同时也就开始了电子封装的历史。 50年代以三根引线的TO型外壳为主ag九游官网登录，工艺主要是金属玻璃封接工艺。与此同时发明了生瓷流延工艺，为以后的多层陶瓷工艺的发展奠定了基础。 1958年发明第一块集成电路，它推动了多引线外壳的发展，工艺仍以金属-玻璃封接工艺为主。 60年代发明了DIP(Dual In-line Package)外壳，即双列直插引线外壳。由于这种外壳的电性能和热性能优良，可靠性高，使它们倍受集成电路厂家的青睐，发展很快，在70年代成为系列主导产品，4～64只管脚均开发出产品。; 由于陶瓷DIP的成本问题，又开发出塑料双列直插（PDIP）外壳。这种外壳由于成本低ag九游官网登录，便于大量生产，所以得到迅速的发展，乃至延续至今。 80年代，表面安装技术(SMT, Surface Mount Technology)被称作电子封装领域的一场，得到非常迅猛的发展。与之相适应，发明了一系列用于表面安装技术的新的电子封装形式，如无引线陶瓷片式载体（LCCC，Leadless Chip Ceramic Carrier ）、塑料有引线片式载体（PLCC，Plastic Leaded Chip Carrier）和四边引线扁平封装（QFP，Quad Flat Package），于80年代初达到标准化并投入生产。 由于密度高、引线节距小、成本低和适于表面安装，使四边引线塑料扁平（PFP）封装成了80年代的主导产品。; 90年代，集成电路发展到超大规模阶段，要求电子封装的管脚数越来越多，管脚节距越来越小ag九游会，从而电子封装从四边引线型（如四边扁平封装，QFP, Quad Flat Package等）向平面阵列型（针栅阵列，PGA, Pin Grid Array）封装发展。 90年代初发明了球栅阵列（BGA，Ball Grid Array）封装．目前正处于爆炸发展阶段。是电子封装领域的又一场。 与此同时，国际上Si的12英寸片已投产ag九游会登录j9入口，投资阈值越来越大，国内也上了几家8英寸的厂。 由于6英寸以下Si片的大规模生产成本大大降低，因此集成电路以BGA技术为基本形式迅速发展。例如向着多芯片组件（MCM，Multi Chip Module）发展，即把多块裸露的集成电路芯片以到装焊的方式安装在一块多层布线衬底上，并封装在同一外壳中。发展势头只增不减，已形成MCM－C、MCM-D、MCM－I等几种类型。; 芯片的封装技术从DIP、QFP、PGA、BGA到Flip-Chip（倒装芯片）、CSP（Chip Scale Packaging）再到MCM芯片面积与封装面积之比越来越接近于1。;DlP---Standard(Dual In-line Package);DIP--Skinny;DIP--Shrink;ZIP (Zigzag In-line Package);Hermetic ceramic package. The lead pitch is 2.54 mm (100 mil) and the package body is made of ceramics. Metal or glass may be used as a sealing material.;PGA(Pin Grid Array);SOP (Small Out-line L-Leaded Package);SOP packages with a lead pitch of less than 1.27 mm (50 mil) are called SSOP.;QFP (Quad Flat L-Leaded Package);SOJ(Small Out-line J-Leaded Package);QFJ[PLCC](Quad Flat J-Leaded Package);BGA (Ball Grid Array/Fine Pitch BGA); 适用频率越来越高 耐温性能越来越好 引脚数增多 间距减小 重量减小 可靠性提高 使用更加方便; 从Intel 4004、80286、386、486发展到Pentium、PII、P3、P4； 位数从4位、8位、16位、32位发展到64位； 主频从几兆到今天的2GHz以上； CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到千万个。;电子封装的发展特点: 1）向高密度发展 LSI和VLSI集成度越来越高，要求封装的管脚数越来越多，管脚节距越来越小，因此封装难度越来越大。目前，陶瓷外壳CCGA已达1089pin，CBGA已达625pin，节距已达0.5mm，PQFP已达376pin，TBGA已达1000pin以上。 ;2）向表面安装技术发展 国际上表面安装技术发展很快，据统计，1988年SMT约占17.5％，1993年占44％，1998年占75％。传统的双列直插封装所占份额越来越小，取而代之的是表面安装类型的封装，如有引线塑料片式载体、无引线陶资片式载体、四边引线塑料扁平封装、塑料球栅阵列封装和陶瓷球栅阵列封装等，尤其以PQFP和BGA两种类型为代表。;3）从单芯片封装向多芯片封装发展 MCM起步于90年代初、由于MCM的高密度、高性能和高可靠而倍受青睐。世界各国在近几年纷纷投入巨资，如美国政府4年投入5亿美元，1BM在10年内投入10亿发展MCM。目前最高水平的MCM－C是1BM的产品，200mm见方、78层、300多万通孔、1400米互连线）从陶瓷封装向塑料封装发展 在陶瓷封装向高密度、多引线和大功耗发展的同时，越来越多的领域被塑料封装所取代，而且，新的塑料封装形式层出不穷，目前以PQFP和PBGA为主，全部用于表面安装，这些塑料封装占领着90％以上的市场。 5）先发展后道封装再发展芯片 这是一个成功的经验，与芯片制造相比，后道封装投入较小，而且见效快。;? TO TO SIP DIP;;封装的硅效率;封模实例;（3）电子组装技术 ;通孔插装技术 (THT, Through Hole Technology);通孔插装及波峰焊;表面安装与回流焊;结 语

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