混合微電路技術(shù)：第一章 混合集成電路材料

1、混合微電路技術(shù) Hybrid Microcircuit Technology 電子封裝技術(shù)專業(yè)本科課程內(nèi)容第一章 緒論第二章 基片第三章 薄膜工藝第四章 厚膜工藝第五章 電阻器的調(diào)整第六章 部件選擇第七章 組裝工藝第八章 試驗(yàn)第九章 操作和凈化間第十章 失效分析第十一章 多芯片模塊：混合電路的新品種第十二章 設(shè)計(jì)指導(dǎo)第一章 混合集成電路材料 (hybrid integrated circuit)微電子材料分類，工藝分類混合電路的定義、特性混合電路的發(fā)展混合電路的應(yīng)用1. 微電子材料分類1.1 導(dǎo)體1.2 絕緣體(固體,液體,氣體)電阻率范圍幾Mcm到大于1014cm1.3 半導(dǎo)體電阻率范圍幾c

2、m到105cm1.1 導(dǎo)體金屬導(dǎo)體的電阻率外層電子數(shù)量少，原子核對(duì)核外電子的束縛較小，很容易脫離，導(dǎo)電性好。IB族金屬(銀、銅、金)比2價(jià)、3價(jià)金屬的導(dǎo)電性好銀、銅、金、鋁、鎢、鎳、銦、鉑、鈀、錫、錫-鉛、鉛金屬符號(hào)電阻率(10-6cm)銀Ag1.62銅Cu1.69金Au2.38鋁Al2.62鉛Pb20.651.2 絕緣體由共價(jià)鍵束縛，鍵能大，多為、和族塑料、橡皮、陶瓷、玻璃、藍(lán)寶石、金屬氧化物（氧化鋁、氧化鈹和二氧化硅）、金屬氮化物（氮化硅，氮化鋁）應(yīng)用基片：將電阻、電容和金屬導(dǎo)體做在它上面襯底：在內(nèi)部產(chǎn)生半導(dǎo)體、電阻和導(dǎo)體區(qū)域鈍化層：保護(hù)電路免受濕氣和其他苛刻環(huán)境破壞1.3 半導(dǎo)體硅(Si

3、，6104cm), 鍺(Ge，50 cm)，通過摻雜控制電阻率控制摻雜原子濃度，可制備具有放大、整流、開關(guān)、檢波和調(diào)制功能的器件第族元素能量(eV)電阻率20(cm)C（金剛石）7.0106Si1.06104Ge0.750Sn（灰錫）0.081元素激活能與電阻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系載流子濃度對(duì)硅電阻率的影響 1012個(gè)硅原子中摻入10個(gè)硼原子，電導(dǎo)率增加1000倍1014102010-310-210-1101102103載流子濃度（原子數(shù)/cm3）10181016電阻率2. 工藝分類電子學(xué)工藝可分為制造工藝、組裝工藝及第三類工藝按生產(chǎn)的電子產(chǎn)品分：第一類（單個(gè)有源器件、無源元件或集成電路）第二類產(chǎn)品（混

4、合微電路或多芯片模塊）第三類（印刷線路組件）等按所屬產(chǎn)品的類別分類3. 混合電路的定義、特性混合電路是一種將各種功能的片式器件在預(yù)先做好導(dǎo)體圖案或?qū)w/電阻組合圖案的絕緣基片上進(jìn)行電氣互連的電路“混合”的含義：在一種結(jié)構(gòu)內(nèi)組合兩種工藝（有源芯片器件和無源元件）按制造互連基片工藝的不同，分為薄膜或厚膜。薄膜電路：真空蒸發(fā)淀積金屬化厚膜電路：絲印/燒結(jié)漿料金屬化薄膜和厚膜混合封裝的剖面圖混合電路封裝步驟200mil24in4in1in2in,0.75in1.5in片式元件粘貼到基片基片貼到封裝殼內(nèi)絲球焊互連外殼密封清洗、電阻退火和調(diào)整、粘接劑固化及篩選試驗(yàn) 尺寸混合集成電路示例引自珠海華晶電子3.

5、2.1 與印刷電路板比較高密度、小體積、輕重量（相差一個(gè)量級(jí)）預(yù)封裝片電阻到絲印/淀積電阻有效的散熱管理器件間距小，線寬線間隔精確，電阻精密，寄生電容電感小連接少，金屬間界面少，更高的可靠性3.2.2 與單片集成電路比較開發(fā)成本低，周期短，設(shè)計(jì)靈活更好的散熱、受控的阻抗和容抗，提高電路性能混合電路先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)共燒多層陶瓷基板，AlN基板，BGA(焊球陣列封裝)，SiP（系統(tǒng)級(jí)封裝）等4. 混合電路的發(fā)展基片向多層、低介、高導(dǎo)熱方向發(fā)展材料：Al2O3，趨勢(shì)側(cè)重于高導(dǎo)熱性和特殊性能的材料，如LTCC（低溫共燒陶瓷），AlN，DBC(直接覆銅板)，被釉剛基板、金剛石、SiC，熔融石英結(jié)構(gòu)：厚、薄膜多層和LTCC多層基板厚膜電子漿料的發(fā)展動(dòng)向開發(fā)高分辨率(30m)的光敏厚膜導(dǎo)體漿料體系針對(duì)非Al2O3基片組裝技術(shù)發(fā)展方向向高密度、高精細(xì)、高柔性、高可靠性和多樣化方向粘貼芯片/線焊技術(shù)，焊球陣列封裝，倒裝焊技術(shù)向三維結(jié)構(gòu)發(fā)展向SiP(系統(tǒng)級(jí)封裝)技術(shù)發(fā)展5. 混合電