【正文】 加入適量載體，使粉料均勻分散于載體中，然后再進(jìn)行研磨，便獲得結(jié)構(gòu)均勻的分散體系，即厚膜漿料。印好的厚膜漿料只有經(jīng)過燒結(jié)工序后，才具有一定的電性能，才能成為所需要的厚膜元件。 封裝是把制成的厚膜電路或組合件保護(hù)在一定的外殼中或采取其它防護(hù)措施，如印刷一層保護(hù)層，以達(dá)到防潮、防輻射和防止周圍環(huán)境氣氛等影響。多層化的方法有三種： 厚膜多層法 — 用燒成的 Al2O3板 印刷多層法 — 用未燒成（生）的基板 生板（片）疊層法 — 用生板（帶有通孔） 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜多層法 厚膜多層法是在燒成的氧化鋁基板上交替地印刷和燒結(jié)厚膜導(dǎo)體（如 Au、 AgPd等）與介質(zhì)漿料而制成，導(dǎo)體層之間的連接是在介質(zhì)層上開孔并填入導(dǎo)體漿料，燒結(jié)后而相互連接起來。 缺點(diǎn)： 制造很細(xì)的線（微細(xì)線）困難。 缺點(diǎn)： 設(shè)計(jì)和制造靈活性差，生產(chǎn)周期長(zhǎng) 燒結(jié)溫度高，要在還原性氣氛中燒結(jié)等。 AgOH不穩(wěn)定，容易被氧化而析出 Ag，從而引起 Ag的遷移。測(cè)量導(dǎo)體膜上焊料液滴的展寬直徑。但是，銅在大氣中燒成會(huì)氧化，需要在氮?dú)庵袩桑渲械难鹾繎?yīng)控制在幾個(gè) ppm(即 106)以下。重復(fù)操作若干次，然后在大氣中燒結(jié) 30分鐘排膠，再在約含 10%H2的氣氛中，在 450℃ 還原，接著在非活性氣氛中 1000℃ 燒成。一般是在 Au、 Ag、 Pd、 Pt等有機(jī)金屬的導(dǎo)電材料中添加 Bi、 Si、 Pb、 B等有機(jī)金屬添加劑，做成液體狀的 Au、 Ag、 Pt、 AuPtPd漿料等市場(chǎng)出售。其辦法是使用玻璃粉的顆粒要求比導(dǎo)電顆粒要粗，這樣，在濕的漿料中，每個(gè)玻璃顆粒被許多小的導(dǎo)體顆粒所包圍。對(duì)于下圖所示的任意一塊厚膜，其電阻值 R可用下式來表示： ρ 為電阻膜的體積電阻率（ ??cm）； l為膜的長(zhǎng)度； s為膜的橫截面積； w和 t分別為膜的寬度和厚度。 +25℃ ～ +125℃ 范圍測(cè)量的 TCR稱為正溫 TCR，而在 +25℃ ～55℃ 范圍測(cè)得的 TCR為負(fù)溫 TCR。 跟蹤溫度系數(shù)的大小反映了電路中各個(gè)電阻器的阻值隨溫度變化的一致性是否良好。 厚膜電阻的非線性 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 )/(%100)(12112 VVVRRRVc ????（式 ） RPU ?? 電阻器的噪聲是一種電噪聲，它是產(chǎn)生在電阻器中的一種不規(guī)則的微小電壓起伏。這是因?yàn)閷?dǎo)電顆粒之間的玻璃薄層在厚膜電阻器的燒成過程中存在大量缺陷，因而大量電阻陷阱，能夠不斷地俘獲和釋放電子，在外電場(chǎng)存在而產(chǎn)生電流時(shí)，這種起伏便構(gòu)成了電流噪聲或 1/f噪聲。它在低場(chǎng)強(qiáng)下顯示出很高的電阻，而在高場(chǎng)強(qiáng)下，這種電阻就大大減小，呈現(xiàn)出較大的非線性。 Pt族電阻材料主要是指用 Pt、 Ir（銥）、 Rh（銠）等貴金屬作電阻的材料。 賤金屬厚膜電阻材料 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 聚合物電阻材料 是非金屬碳為導(dǎo)電相，樹脂為粘結(jié)劑的一種電阻材料。 厚膜介質(zhì)材料 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 3）組成 厚膜介質(zhì)漿料是由陶瓷粉、玻璃粉和有機(jī)載體等組成。 這種玻璃加熱到高于軟化點(diǎn)溫度時(shí)，氧化物添加劑使玻璃成為不透明的。用于交叉和多層布線介質(zhì)大多是結(jié)晶玻璃或者玻璃 陶瓷介質(zhì)。 聚合物厚膜電阻材料 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 1）用途 厚膜介質(zhì)主要用來作：①厚膜電容介質(zhì)；②多層布線和交叉布線介質(zhì)（即隔離介質(zhì)）；③電路中的保護(hù)層和包封介質(zhì)等。總體來講能夠?qū)嵱眯缘倪€不多。 PdAg電阻材料 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 特點(diǎn) 1 在貴金屬材料中成本比較低 2 電性能和工藝性能較好 3 對(duì)燒成條件（最高燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間等）非常敏感，因?yàn)橛绊?PgO的生成 4 對(duì)還原氣氛敏感，在電路的使用過程中如遇到還原氣氛時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生變化。故稱為臨界導(dǎo)電玻璃層或臨界導(dǎo)電絕緣層。這種噪聲也稱電流噪聲或接觸噪聲，因?yàn)樗陬w粒狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體或存在接觸電阻的情況下，并且只有在通過電流時(shí)才產(chǎn)生。厚膜電阻的非線性可用三次諧波衰減和電壓系數(shù)來衡量。 所謂 溫度系數(shù)跟蹤 ，或跟蹤溫度系數(shù)，是指在電路的工作溫度范圍內(nèi)，電路中各電阻器間 TCR之差。電阻溫度系數(shù)通常用 TCR來表示，它表示溫度每變化 1℃ Rs時(shí)，電阻值的相對(duì)變化，即： 式中， R R2分別為溫度 T1和 T2時(shí)的阻值。用 Rs表示，單位為 ?/方或 ?/□。 厚膜電阻與材料 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 電阻漿料的性能要求 電阻漿料的性能要求 電阻范圍寬 與導(dǎo)體材料相容性好 TCR和 TCR跟蹤小 不同方阻漿料間的混合性能好 非線性和噪聲小 適合絲網(wǎng)印刷 穩(wěn)定性高 燒成溫度范圍寬 功耗（功率密度）大 再現(xiàn)性好、成本低 結(jié)構(gòu) 厚膜電阻的結(jié)構(gòu)是不均勻的相結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫鶆虻姆稚⑾?，則導(dǎo)電顆粒被絕緣顆粒隔開，就沒有電導(dǎo)，如果導(dǎo)電相濃度上升，相互連接的電導(dǎo)將大大地上升，出現(xiàn)突變。 Au 金導(dǎo)體 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 通稱樹脂漿料，由這種有機(jī)金屬化合物漿料可最終制取金屬膜層。 Cu 銅導(dǎo)體 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 燒成法 也適用于多層化，并已用于 MCM基板的制作。焊接后，在 150℃ 下放置 48小時(shí)，測(cè)量導(dǎo)線的結(jié)合強(qiáng)度等。Al ） 2O3 AgPd 銀 鈀導(dǎo)體 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 隨 Bi含量增加，膜的結(jié)合強(qiáng)度增大。 Ag導(dǎo)體的最大缺點(diǎn)是容易發(fā)生遷移。 導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)燒成整體，密封性好，可靠性高。 基板內(nèi)部可以制作電阻、電容等厚膜元件。 第三章 厚薄膜技術(shù) 多層陶瓷基板 所謂多層陶瓷基板，就是呈多層結(jié)構(gòu)，它是用來作多層布線用的。使阻值或容量發(fā)生變化，從而達(dá)到預(yù)定的標(biāo)稱值和所需的精度。主要是使絲網(wǎng)篩孔的痕跡消失，某些易揮發(fā)的溶劑在室溫下?lián)]發(fā)。 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜技術(shù)的主要工序 漿料 ，也稱涂料，它是由金屬或金屬氧化物粉末和玻璃粉分散在有機(jī)載體中而制成的可以印刷的漿狀物或糊狀物。 厚膜與薄膜的概念 相對(duì)于三維塊體材料，從一般意義上講，所謂膜，由于其厚度尺寸小，可以看著是物質(zhì)的二維形態(tài)。貼片元器件是通過焊膏固定的。粗糙的表面油墨的粘附性好。先切筋，然后完成上焊錫，再進(jìn)行成型工序，其好處是可以減少?zèng)]有上焊錫的截面面積，如切口部分的面積。 上焊錫 封裝后要對(duì)框架外引線進(jìn)行上焊錫處理，目的是在框架引腳上做保護(hù)層和增加其可焊性。 第二章 封裝工藝流程 成型技術(shù) 轉(zhuǎn)移成型設(shè)備 在自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備中，產(chǎn)品的預(yù)熱、模具的加熱和轉(zhuǎn)移成型操作都在同一臺(tái)設(shè)備中完成，并由計(jì)算機(jī)實(shí)施控制。這種成型技術(shù)有 金屬封裝 、 塑料封裝 、陶瓷封裝 等，但從成本的角度和其它方面綜合考慮，塑料封裝是最為常用的封裝方式，它占據(jù) 90%左右的市場(chǎng)。 ⑨在高溫高濕環(huán)境條件下，填料的絕緣電阻要高，即要求雜質(zhì)離子（ Cl、 Na＋ 、 K＋等）數(shù)量要低。 第二章 封裝工藝流程 倒裝焊芯片下填充環(huán)氧樹脂填料要求 應(yīng)小于倒裝焊芯片與基板間的間隙，以達(dá)到芯片下各處完全填充覆蓋。 UV的光強(qiáng)可在 1500mW/cm2以上，光強(qiáng)越強(qiáng)，固化時(shí)間越短。 3）倒裝焊時(shí) PbSn焊料熔化再流時(shí)較高的表面張力會(huì)產(chǎn)生“自對(duì)準(zhǔn)效果，這就使 C4芯片倒裝焊時(shí)對(duì)準(zhǔn)精度要求大為寬松。 將欲 FCB的基板放置在承片臺(tái)上，用檢拾焊頭檢拾帶有凸點(diǎn)的芯片，面朝下對(duì)著基板，一路光學(xué)攝像頭對(duì)著凸點(diǎn)芯片面，一路光學(xué)攝像頭對(duì)著基板上的焊區(qū)，分別進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)對(duì)位，并顯示在屏上。加工過程少，工藝簡(jiǎn)單易行，適合大批量制作各種類型的凸點(diǎn)。在多層化金屬上可用多種方法形成不同尺寸和高度要求的凸點(diǎn)金屬，其分類可按凸點(diǎn)材料分類，也可按凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分類。 對(duì)于微電子封裝的引線框架或在生產(chǎn)線上連接安裝載帶芯片的電子產(chǎn)品，可使用外引線壓焊機(jī)將卷繞的載帶芯片連接進(jìn)行外引線焊接，焊接時(shí)要及時(shí)應(yīng)用切斷裝置，將每個(gè)焊點(diǎn)外沿處將引線和聚酰亞胺（ PI）支撐框架以外的部分切斷并焊接。 焊接工藝條件： 焊接溫度 T=450500℃ ；焊接壓力 P=50g；焊接時(shí)間 t=。當(dāng)芯片凸點(diǎn)是 Au、 Au/Ni、 Cu/Au，而載帶Cu箔引線也是鍍這類凸點(diǎn)金屬時(shí)，使用熱壓焊；而載帶 Cu箔引線鍍層為 Pb/Sn時(shí)，或者芯片凸點(diǎn)具有 Pb/Sn，而載帶Cu箔引線是上述硬金屬時(shí)就要用熱壓再流焊。將聚酰亞胺進(jìn)行光刻，然后窗口和齒孔用KOH或 NaOH腐蝕出來，再用 FeCl3銅標(biāo)腐蝕液將銅帶上所需圖形腐蝕出來。方法是將光刻膠涂在銅帶的兩側(cè)。因此改進(jìn)凸塊制作技術(shù)成為一項(xiàng)研究的熱門課題。 直狀凸點(diǎn)制作是使用厚膜抗腐蝕劑做掩膜，掩膜的厚度與要求的凸點(diǎn)高度一致，所以始終電流密度均勻，凸點(diǎn)的平面是平整的。 例如，聚酰亞胺（ PI）、聚乙烯對(duì)本二甲酸脂（ PET）和苯并環(huán)丁烯（ BCB） TAB金屬材料： 要求導(dǎo)電性能好，強(qiáng)度高，延展性、表面平滑性良好，與各種基帶粘貼牢固，不易剝離，易于用光刻法制作出精細(xì)復(fù)雜的圖形，易電鍍 Au、 Ni、 Pb/Sn焊接材料，例如， Al、 Cu。 第二章 封裝工藝流程 TAB技術(shù)較之常用的引線工藝的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）對(duì)高速電路來說，常規(guī)的引線使用圓形導(dǎo)線，而且引線較長(zhǎng)，往往引線中高頻電流的趨膚效應(yīng)使電感增加，造成信號(hào)傳遞延遲和畸變，這是十分不利的。再利用熱壓模將導(dǎo)線排精確鍵合到芯片上。 金線 純金線的純度一般用 4個(gè) 9。 （ 3）熱超聲波鍵合 熱超聲波鍵合 是熱壓鍵合與超聲波鍵合的混合技術(shù)。 打線鍵合技術(shù)介紹 （ 2）熱壓鍵合 第二章 封裝工藝流程 先將金屬線穿過毛細(xì)管狀的鍵合工具（稱 為瓷嘴或焊針），該工具是由碳化鎢或氧化鋁等耐高溫材料制成；然后再電子點(diǎn)火或氫焰將金屬線燒斷并利用熔融金屬的表面張力作用使線的末端灼燒成球（直徑約為金屬線直徑的 23倍），鍵合工具再將金屬球壓至已經(jīng)預(yù)熱到 150250℃的第一金屬焊墊上進(jìn)行球形鍵合。在降溫時(shí)要控制降溫速度，否則會(huì)造成應(yīng)力破壞，影響可靠度。 固體薄膜： 將其切割成合適的大小放置于芯片與基座之間，然后再進(jìn)行熱壓接合。銀粉起導(dǎo)電作用，而環(huán)氧樹脂起粘接作用。在所考察的截面某一點(diǎn)單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力（ Stress）。 一般工藝方法 將芯片背面淀積一定厚度的 Au或 Ni，同時(shí)在焊盤上淀積AuPdAg和 Cu的金屬層。 芯片貼裝 芯片貼裝，也稱芯片粘貼，是將芯片固定于封裝基板或引腳架芯片的承載座上的工藝過程。切割分部分劃片（不劃到底，留有殘留厚度）和完全分割劃片。成型工序是在凈化環(huán)境中進(jìn)行的，由于轉(zhuǎn)移成型操作中機(jī)械水壓機(jī)和預(yù)成型品中的粉塵達(dá)到 1000級(jí)以上（空氣中 粉塵達(dá) 1000個(gè) /m3以上）。 芯片封裝和芯片制造不在同一工廠完成 它們可能在同一工廠不同的生產(chǎn)區(qū)、或不同的地區(qū)，甚至在不同的國(guó)家。 第二章 封裝工藝流程 硅片減薄 硅片切割 芯片貼裝 芯片互連 去飛邊毛刺 切筋成形 上焊錫 打碼 成型技術(shù) 芯片切割 、為什么要減薄 半導(dǎo)體集成電路用硅片 4吋厚度為 520μm ， 6吋厚度為670μm 。這樣會(huì)嚴(yán)重影響芯片的碎裂強(qiáng)度。 一般工藝方法 陶瓷基板芯片座上鍍金膜 將芯片放置在芯片座上 熱氮?dú)夥罩校ǚ姥趸┘訜岵⑹拐迟N表面產(chǎn)生摩擦（去除粘貼表面氧化層） 約 425℃ 時(shí)出現(xiàn)金 硅反應(yīng)液面，液面移動(dòng)時(shí)，硅逐漸擴(kuò)散至金中而形成緊密結(jié)合。 第二章 封裝工藝流程 合金焊料 硬質(zhì)焊料 軟質(zhì)焊料 硬質(zhì)焊料： 金 硅、金 錫、金 鍺。 缺點(diǎn)： 因材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)不同而引發(fā)應(yīng)力破壞。 （ 3）各向異性導(dǎo)電聚合物，電流只能在一個(gè)方向流動(dòng)。 玻璃膠粘貼法 與導(dǎo)電膠類似，玻璃膠也屬于厚膜導(dǎo)體材料（后面我們將介紹）。 打線鍵合 適用引腳數(shù)為 3257；載帶自動(dòng)鍵合的適用引腳數(shù)為 12600；倒裝芯片鍵合適用的引腳數(shù)為 616000。 由于鍵合工具頂端是圓錐形的，所以得到的焊點(diǎn)通常為新月狀。其目的是抑制鍵合界