电子封装材料与工艺 Electronic Packaging Materials Technology 余琨 中南大学 材料科学与工程学院 2011 References: 1.CA.哈珣[美]主编,贾松良等译,电子组装制造,科 学出版社,北京,2004 2.宣大荣编著,无铅焊接·微焊接技术分析与工艺设计, 电子工业出版社,北京,2008 3.刘汉诚[美]著,冯士维等译,化学工业出版社北京, 2006 第1章集成电路芯片的发展和制造 .1真空管(电子管) 是由一个带有电极引线的玻璃或金属泡组成,电极引 线通过玻璃引出并与模铸在一个塑料管座内的金属管脚 相连接。 当电子管含有2个电极(阴极和阳极)时,这种电路称 为二极管 在阴极和阳极间加入一个栅极(精细的金属丝网) 控制电子从阴极到金属板(阳极)的流动方法,对电子 从阴极向阳极流向产生巨大影响。在三电极的情况下可 以使用一个真空管整流和放大微弱的无线信号,称为三 极管。 第1章集成电路芯片的发展和制造 1.2半导体材料 ●半导体具有完全不同于金属的物理特性。半导体是共价 的固体。 最重要的半导体材料是周期表ⅣA族的硅和锗。 两种或两种以上的元素形成共价键可以形成半导体化 合物,如镓和砷结合成的砷化镓。 在IC芯片制造中使用的典型半导体材料: 硅、锗、硒 GaAs、 GaAsP、InP 第1章集成电路芯片的发展和制造 1.2半导体材料 ●Ge是制造第一个晶体管和固态器件的元素半导体,但 难加工,目前使用少; S是最常用的半导体材料,90%的芯片由它制造。硅储 量丰富且在高温下仍能保持良好的电性能。SO2也具有 IC制造的理想性能; ●GaAs可工作在较高工作频率,具有低热耗散、耐辐射、 相邻元件之间漏电少,属于高性能用途半导体,但晶体 生长和IC制造困难; 第1章集成电路芯片的发展和制造 1.3集成电路(IC) ●一个集成电路芯片是把元器件连在一起的集合体,在 个单片半导体材料上制造出一个完整的电子电路 ●第一块IC的构思和建造为1958年 Texas Instruments公 司的 Jack Kilby。将晶体管、二极管、电阻、电容等用 “飞线年 Fairchild公司的 Robert noyce将 IC半导体元件在芯片内互连,消除了“飞线” ●IC的复杂程度从1960年代的小规模集成(SSI)j6国际发展到 中规模集成(MSI)、大规模集成(LSⅠ)并发展到10 元件的超大规模集成(VLSI)。 第1章集成电路芯片的发展和制造 1.3集成电路(IC) IC的五个主要用途: 汽车 高性能产品 ●高性价比产品 手提式产品 ●存储器 第1章集成电路芯片的发展和制造 1.4集成电路(IC)芯片的制造 硅是使用最多的IC制造材料 一C0 封装试 第1章集成电路芯片的发展和制造 1.4集成电路(IC)芯片的制造 1.4.1晶体生长和晶圆片的制备 晶圆片是构成IC的半导体衬底。 ●精炼粗硅(制备化学纯多晶硅→加热到1415℃熔化→ 生长单晶硅→切割晶圆片) 晶圆片厚度为0.5m到0.75m,采用0.152mm厚的金刚 石涂层的不锈钢刀片 ●在410m的晶锭上用0.17m的线锯一次切出所有晶圆片, 采用黄铜涂层的不锈钢丝。 晶圆片进行镜面光洁度研磨。 第1章集成电路芯片的发展和制造 1.4集成电路(IC)芯片的制造 141晶体生长和晶圆片的制备 情性气体一光学传 籽品夹头 品体颈部 佳熔体

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