CCGA焊柱加固工艺技术研究

针对陶瓷柱栅阵列(CCGA)封装的焊接界面在热冲击试验中出现的断裂失效问题,探讨了如何通过加固CCGA焊接界面来提高器件可靠性的工艺技术.该工艺通过在焊接区域涂覆适量的环氧胶来对焊接界面进行加固保护,对于提高焊柱的抗热冲击能力具有明显的作用,并且能够有效地提高焊柱的可靠性.此外,为了进一步地提高CCGA器件的组装可靠性,对新型结构焊柱进行了相关的试验验证.     

用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装

本文研究了一种用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装技术.通过在玻璃晶圆上使用双面布线工艺,实现毫米波天线阵列的制作.将TSV转接芯片与射频芯片倒装焊在玻璃晶圆上,再用树脂材料进行注塑,将玻璃晶圆与异构芯片重构成玻璃与树脂永久键合的晶圆.减薄树脂晶圆面漏出TSV转接芯片的铜柱,在树脂表面上完成再布线.把控制、电源管理等芯片倒装焊在再布线形成的焊盘处,植上BGA焊球形成最终封装体.利用毫米波探针台对射频传输线的损耗进行测量,结果表明,1 mm长的CPW传输线射频传输损耗在60 GHz仅为0.6 dB.在玻璃晶圆上设计了一种缝隙耦合天线,天线在59.8 GHz的工作频率最大增益达到6 dB.这为5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成提供了一个切实可行的解决方案.     

硅基密封气密性及结构强度研究

探讨了硅基气密性封装的可行性,将电镀镍-金镀层的柯伐盖板、密封区金属化的硅基板用金锡焊料片通过熔封形成密封。硅是一种脆性材料,在硅基气密性密封结构中,需要研究气密性封装腔体大小对结构强度的影响(规律),以及可承受的压力。试验结果表明,腔体小于11 mm×27 mm时(腔体高度不限),350μm厚度的硅基板可直接与柯伐盖板密封,密封结构中的硅基板不会碎裂且可承受至少0.1 MPa的压力。     

陶瓷封装腔体内气体含量分析与控制

气密性封装技术应用广泛,内部水汽的含量能很好地控制在5 000×10-6以下。但在气密性封装器件的失效分析中发现,失效器件的某些失效与其内部除水汽之外的其他气氛含量异常有关,如锡基焊料焊接芯片长期贮存后抗剪/抗拉强度下降,与内部氧气含量高有关;银玻璃烧结的,长期贮存后抗剪/抗拉强度下降,与内部二氧化碳含量异常相关;内部...     

封装腔体内氢气含量控制

目前,对密封腔体内的水汽、二氧化碳、氧气含量的研究比较多,内部水汽含量控制在≤5 000 ppm、氧气控制在≤2 000 ppm、二氧化碳控制在≤4 000 ppm、氦气控制在≤1 000 ppm的密封工艺技术已解决[9],氢气含量控制的研究则未见报道。对于一些气密性要求高的封装应用领域,还需要控制氢气含量,如MEMS、GaAs电路等。分析了平行缝焊、Au80Sn20合金封帽的导电胶、合金烧结的器件的内部氢气含量,并分析了125℃168 h和125℃1 000 h贮存前后氢气含量的变化情况;在试验的基础上,提出了氢气的主要来源和针对性的工艺措施,并取得了期望的结果：密封器件经过125℃、1 000 h贮存后的氢气含量也能控制在≤4 000 ppm。     

高深宽比硅通孔检测技术研究

由于SEM显微镜、FIB显微镜检测高深宽比硅通孔耗时、费用高,研究了垂直扫描白光干涉技术检测硅通孔的可行性。设定刻蚀/钝化时间比率,改变深硅刻蚀功率和刻蚀时间,获得不同深度和侧壁粗糙度的硅通孔,并用垂直扫描白光干涉技术进行检测。研究结果表明垂直扫描白光干涉技术可以观察硅通孔的形状、测量侧壁粗糙度、精确无损测量硅通孔深度,可以替代SEM、FIB检测方法。     

3D-TSV封装技术

3D-TSV封装技术是实现多功能、高性能、高可靠且更轻、更薄、更小的系统级封装最有效的技术途径之一。3D-TSV封装关键技术包括:通孔制作、通孔薄膜淀积、磁控溅射、通孔填充、铜化学机械研磨、超薄晶圆减薄、芯片/晶圆叠层键合等。阐述了每种关键技术的工艺原理、技术特点、应用范围及发展前景,关键设备、关键材料以及TSV在三维封装技术中的应用。     

BGA和CCGA形位尺寸测试方法研究

BGA和CCGA电路焊球、焊柱的平面位置度、线性度以及PBGA翘曲度是封装检测的必检项目,其测量方法也较多。文章提出用激光测量显微镜来获取电路焊球球心、焊柱轴线的X-Y平面投影坐标,并结合AutoCAD软件,准确给出焊球/焊柱的平面位置度、线性度等,具有直观、快速、简便、精度高等特点,适合BGA和CCGA形位尺寸的在线检测、离线检验。     

一种基于数字赋能视角下的微系统先进封装研发模式探索

数字赋能是利用数学化知识和数字化技术改变传统模式的新型生产研发手段,在先进封装领域具有重要意义.部分国际先进企业的研究进展和现有研究成果多以生产管理控制精密化为主,虽然运用了传感、人工智能、神经网络算法、物联网等多种智能手段,但关于研发阶段数据分析的相关研究尚无系统性的方法.其原因在于先进封装研发体系是一个开放的复杂巨系统,不能只简单依据设计-仿真-迭代实验的模式进行研发.在此基础上,依据钱学森先生的定性-定量法思想提出了一种全周期智能优化自演进工程方法论:既通过建立面向微系统先进封装技术的各环节封装子系统,分别对研发及生产过程的数据进行针对性的收集,结合先进算法,构建数学模型及经验公式,又通过专家系统的分析综合迭代,形成具有足够科学根据的结论.该方法论可用于微系统先进封装研发,并对基于该成果在封装设计、封装制造等研发过程中的应用情况进行展示,总结归纳出下一步的工作方向思路.