在当今电子器件、组件的工艺制程中,为获得高可靠性的产品,清洗,特别是水基清洗在制程中得到越来越广泛的应用。特别是在5G通讯,航天航空,汽车电子,,医疗设备,人工智能等等行业和产业产品中,高可靠性的要求是为了整个功能体系能安全可靠运行的基础。水基清洗在这类器件、组件的制程中具有的代表性,特别在大型规模化生产中,可有效保障更为可靠的工艺指标和稳定性。通常会采用在线通过式清洗工艺来实现器件和组件的批量生产制程,随着在线工艺的广泛应用,其中的工艺要点和掌握是能出产产品质量的重要因素。以下就这些要点作几点阐述。
匹配性很重要,既要考虑残留物的可清洗性,同时也要考虑水基清洗剂的清洗能力和力度。在预设的工艺条件下面,污垢能清除干净,才能达到首要的技术指标。
系统级封装(system in package,SIP)是一种新型的封装技术,在IC封装领域,SIP是的封装。在ITRS2005中对SIP的定义是:“SIP是采用任何组合,将多个具有不同功能的有源电子器件与可选择的无源元件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件,组装成为可以提供多种功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统”。对于SIP而言,在单一的模块内需要集成不同的有源芯片和无源元件、非硅器件、MEMS元件甚至光电芯片等,更长远的目标则考虑在其中集成生物芯片等。目前在无线通讯领域内特别是在3G领域内,SIP是非常有潜力的技术。
SIP的应用
SIP是IC封装领域的的一种新型封装技术,目前已经被广泛应用在手机、蓝牙、Wi-Fi和交换机等无线通讯领域,在汽车电子、医疗电子、消费类电子、军事电子等领域内都有一定的市场。虽然当前其份额还不是很大,但已经成为一种人们关注和发展迅速的封装技术。
(1)无线通讯领域
SIP的应用领域比较广泛,在无线通讯应用与研究方面为。特别是在射频范围内SIP技术是一种理想的系统解决方案。其中,早商业化的SIP模块电路是手机中的功率放大器,这类模块中可集成多频功放、功率控制及收发转换开关等功能。
BGA封装工艺流程
PBGA基板的制备
在BT树脂/玻璃芯板的两面压极薄(12-18um厚)的铜箔,然后进行钻孔和通孔金属化,通孔一般位于基板的四周;再用常规的PWB工艺(压膜、曝光、显影、蚀刻等)在基板的两面制作图形(导带、电极以及安装焊球的焊区阵列);后形成介质阻焊膜并制作图形,露出电极及焊区。
封装工艺流程
圆片减薄→圆片切削→芯片粘结→清洗→引线键合→清洗→模塑封装→装配焊料球→回流焊→打标→分离→检查及测试→包装
芯片粘结:采用充银环氧树脂粘结剂(导电胶)将IC芯片粘结在镀有Ni-Au薄层的基板上
引线键合:粘结固化后用金丝球焊机将IC芯片上的焊区与基板上的镀Ni-Au的焊区以金线相连
模塑封装:用石英粉的环氧树脂模塑进行模塑包封,以保护芯片、焊接线及焊盘。
回流焊:固化之后,使用特设设计的吸拾工具(焊球自动拾放机)将浸有焊剂熔点为183℃、直径为30mil(0.75mm)的焊料球Sn62Pb36Ag2,或者Sn63Pb37放置在焊盘上,在传统的回流焊炉内在N2气氛下进行回流焊接(高加工温度不超过230℃),焊球与镀Ni-Au的基板焊区焊接。
装配焊球有两种方法:“球在上”和“球在下”
球在上:在基板上丝网印制焊膏,将印有焊膏的基板装在一个夹具上,用定位销将一个带筛孔的顶板与基板对准,把球放在顶板上,筛孔的中心距与阵列焊点的中心距相同,焊球通过孔对应落到基板焊区的焊膏上,多余的球则落入一个容器中。取下顶板后将部件送去再流,再流后进行清洗。
“球在下”:过程与“球在上”相反,先将一个带有以所需中心距排列的孔(直径小于焊球)的特殊夹具放在一个振动/摇动装置上,放入焊球,通过振动使球定位于各个孔,在焊球位置上印焊膏,再将基板对准放在印好的焊膏上,送去再流,之后进行清洗。
焊球的直径是0.76mm(30mil)或0.89mm(35mil),PBGA焊球的成分为低熔点的63Sn37Pb(62Sn36Pb2Ag)。
IGBT 的导通和关断由栅-射极(即上图中源极)电压 UGE 控制。其工作原理是栅极电压 UGE 为正向电压且 大于开启电压时,IGBT 中的 MOSFET 部分形成沟道,提供基极电流,器件导通,IC和 UGE大部分保持线性; 而在栅极加零或负电压时,沟道消失,基极电流为 0,IGBT 关断。IGBT 导通电阻的降低是因为 PNPN 四层结 构带来的 PN 结电导调制效应。静态电气特性方面高栅-射极电压受大集电极电流限制,饱和区类似 MOS 结构特性有源区类似于晶体管特性,所以 IGBT 主要工作在饱和区(开)和正向阻断区(关);而动态电气特性 方面,器件导通需要经历栅极正向电压-基极电流产生-集电极电流产生的过程,故有两次延迟;器件关断时因为 没有反向基极电流抽取过量载流子,故只能通过集电极传导,形成拖尾电流。综上,IGBT 可以满足逆变的基本 需求,但开关速度、开关损耗等存在一定劣势。当前硅基 IGBT 系统的综合效率(以逆变器效率计)约 92%, 相比于其峰值效率仍有一定差距。