基于Cavity基板技术的堆叠芯片封装设计与实现

介绍了一种适用于堆叠芯片的封装结构。采用层压、机械铣刀开槽等工艺获得Cavity基板,通过引线键合(wire bonding,WB)和倒装焊(flip chip,FC)两种方式实现堆叠芯片与基板的互连,并将堆叠芯片埋入Cavity基板。最后,将包含4款有源芯片和22个无源器件的小系统高密度集成在一个16 mm×16 mm的标准球栅阵列封装(ball grid array,BGA)封装体内。相比较于传统的二维封装结构,该封装结构将封装面积减小了40%,封装高度减小500μm左右,并将堆叠芯片与基板的互连空间增加了2倍。对这款封装结构的设计过程进行了详细的阐述,并验证了该封装设计的工艺可行性。     

高温银浆表面金属化研究

通过扫面电镜和能谱分析技术研究了烧结保温时间对中温银浆和高温银浆的金属化层形貌的影响.采用丝网印刷工艺将两种电子银浆料均匀分布在氧化铝陶瓷板表面,通过调整不同烧结保温时间探究不同金属化层的微观形貌及迁移情况,最佳烧结保温时间是20 min.基于实验结果,在银金属化层与氧化铝陶瓷基板界面处提出了银金属化层网状结构和玻璃的网状结构相互交错的模型.     

LTCC电路基板大面积接地钎焊工艺设计

提出了一种提高LTCC电路基板大面积接地钎焊的钎着率及可靠性的钎焊工艺设计．在LTCC电路基板接地面设置（Ni＋M）复合金属膜层，根据试验测试比较，其耐焊性（〉600s）明显优于常规金属化接地层（常规要求〉50s）；在LTCC电路基板的接地面的一端预置“凸点”，通过X射线扫描图对比分析，增加“凸点”的设计提高了大面积接地钎焊的钎着率．研究表明：新的钎焊工艺设计保证了LTCC电路基板大面积接地的钎焊可靠性和一致性．     

多芯片基板高频信号传输特性分析

基于陶瓷板材,完成了一种多芯片基板的设计,讨论了基板上高频信号线的传输线效应、互连延迟引起的时序问题以及串扰等信号完整性问题.根据二端口等效电路理论,提出了建立基板高频互连线Spice模型的方法,为芯片-封装协同设计提供了依据.     

柔性基板弯曲度对信号质量影响分析

柔性基板具有机械柔韧性和高密度互连的特点,现采用柔性基板来实现封装结构的也越来越多.柔性基板由于其机械弯曲引起的信号完整性问题和电磁干扰问题是柔性基板应用于高速高密电子封装的重要制约因素.针对该问题,应用三维仿真分析方法,分别从频域和时域研究了柔性基板在不同弯曲半径下的信号完整性与电磁干扰性的问题.仿真结果显示,弯曲半径增加一倍,插入损耗减小约0.9 dB,回波损耗减小约2 dB,电场辐射越弱,眼图的上升时间退化越小;即柔性基板弯曲半径越大,高速信号的传输质量越好.该结果为使用柔性基板实现三维高速高密封装提供理论依据.     

MCM——多芯片组件

针对电子系统中由传统的封装与互连工艺引起的互连信号延迟,串扰噪声,电感／电容耦合以及电磁辐射等问题,介绍一种新型的多芯片组装技术。     

面积阵列焊球快速制备技术与装置

为实现面积阵列封装中焊料凸点阵列的快速制备,提出了一种气动膜片活塞式熔融焊料微滴按需喷射装置.该装置利用微滴按需喷射技术对焊料液滴体积与沉积位置的高精度控制,实现直接植球功能.实验研究了装置各参数对液滴形成的影响,并通过单喷嘴按需逐点喷射直接在铜基板表面制作了5×7 Sn63 Pb37焊球阵列.此外,实验通过3×3阵列孔喷嘴并行喷射在硅基板上制作了3×3焊料凸点阵列.结果表明:气动膜片活塞式微滴喷射装置能实现大小均匀、尺寸和定位精度可控的焊球面积阵列的快速制备.     

搅拌摩擦焊技术在航空航天工业中的应用

搅拌摩擦焊技术是一种新型的固态连接技术。在焊接过程中无烟雾、无飞溅、无弧光、无辐射,是一种绿色、环保的低能耗新工艺。具有焊前不需要开坡口,可以节省焊前准备工时、不需保护气、不需填充材料、接头变形小、易实现自动化的优点,在航空航天工业领域中具有巨大的技术潜力和广阔的市场应用前景。     

电磁复合材料在LTCC滤波器设计中的应用

采用低温烧结电磁复合材料作基板,基于LTCC技术制备多层片式电感、电容及抗EMI低通滤波器,利用ADS软件和HFSS软件对低通滤波器进行电路仿真和三维结构仿真,设计出封装尺寸为0805型,截止频率为50 MHz,带内纹波小于0.5 dB,100 MHz处衰减大于20 dB的LTCC低通滤波器。     

原位水热法合成石墨烯基纳米银及在导电胶中的应用

以环氧树脂为基体树脂添加导电材料组成的导电胶具有加工温度低、线分辨率小、对环境污染小等特点,是新型理想的电子封装互连材料,将具有较高导电性的石墨烯基纳米银掺杂在基体树脂中具有增加导电通路的作用。本研究在不添加表面活性剂等其他辅助试剂的反应环境中,用原位还原银氨溶液和氧化石墨烯获得石墨烯基纳米银复合材料,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、Χ射线衍射仪和拉曼光谱仪对石墨烯基纳米银复合材料进行了形貌及结构表征,并将复合材料与银粉、环氧树脂基体掺杂制备导电胶,在150℃下固化2 h后,用四探针电阻率仪测试导电胶的电学性能。测试结果表明:平均直径为80 nm的纳米银粒子均匀的分散在石墨烯表面;当在基体树脂和银粉中添加0.2份复合材料后,制备的导电胶的电阻率降至1.4×10~(-4)Ω·cm,与未掺杂石墨烯基纳米银导电胶的电阻率2.2×10~(-4)Ω·cm相比,其电学性能明显提高。     

柔性LED灯丝的发展进程与展望

柔性LED灯丝是一种新型的LED光源,将多颗倒装芯片串联封装在柔性透明基板制备成可任意弯曲与拉伸的灯丝,实现360°全角度发光。解决了刚性LED灯丝吸光、可塑性差、结构复杂、制造繁琐等问题,使LED灯丝得到进一步的应用与推广,推动了LED灯丝灯的发展。综述了柔性LED灯丝在封装结构、封装材料、封装工艺、散热技术等方面研究状况,对实际研究和应用有一定的指导意义。     

江汉大学重点科研项目简介 柔性显示基板材料及柔性显示关键技术研究开发

<正>"柔性显示基板材料及柔性显示关键技术研究开发"项目是江汉大学参与的2015年新材料技术领域国家863计划课题。该课题以研究开发柔性显示基板材料及制作全彩色高画质柔性显示屏验证基板为目标,采用AMOLED工艺,使用自主合成柔性塑料基板材料代替普通OLED的玻璃基板,形成与现有平板显示工艺兼容并具有自主知识产权的柔性显示关键材料及相关技术成果,研究成果可用于大面积涂覆工     

先进封装中硅通孔（TSV）铜互连电镀研究进展

随着摩尔定律接近极限,超摩尔定律的2.5D/3D封装登上历史舞台。硅通孔（through silicon via,TSV）是实现多维封装纵向互连的关键技术,也是目前高端电子制造领域的重要代表之一。概述了TSV铜互连的关键技术,包括铜电镀液、电镀工艺和研究方法。认为TSV电镀铜技术难点在于无缺陷填充,而添加剂是实现无缺陷填充的关键组分。归纳了TSV电镀铜的加速剂、抑制剂以及整平剂等多种添加剂,指出随着TSV深宽比的不断提高,对电镀工艺提出了更高的要求。介绍了仿真计算、电化学测试等电镀液添加剂作用机理的研究手段。随着研究手段的不断升级,对添加剂作用机理研究更加深入透彻,确保了高深宽比TSV镀铜的无缺陷填充,进一步促进了先进封装的发展。     

两种多芯片封装设计及电性能分析比较

集成电路发展迅速,为了提高芯片的集成度,高速高密的封装技术显得越来越重要。设计并分析了两种多芯片的封装实例,一种是二维多芯片封装,另一种是基于柔性基板的三维多芯片封装,并通过三维电磁仿真软件分别对它们进行了频域和时域的仿真。研究了关键信号的传输特性以及驱动和接收芯片间的信号眼图。对于两种封装形式,仿真结果表明在关键信号传输质量方面前者稍好于后者,但后者在减小封装面积和重量方面具有优势。     

一种化工厂专用柱塞表面氧乙炔火焰喷焊修复强化技术

采用两步法氧乙炔火焰喷焊技术对某化工厂一种专用柱塞进行修复强化,喷焊层材料为Ni60自熔性合金粉末,并进行了工艺试验和硬度试验.结果表明:喷焊层的硬度明显提高;该修复强化工艺可满足柱塞的技术使用要求,该工艺质量高、成本低,对柱塞表面修复强化具有广泛的应用前景.     

机群互连系统中的光网络技术研究

机群并行计算机中的光互连技术是一种新兴的亘连技术。该技术是光传输技术、光交换技术、计算机技术和网络技术等多学科、多领域融合交叉结合的产物。该技术使得以全光传输和全光交换方式实现机群并行计算系统互连网络内部各节点间高速率、高带宽、低延迟的互连成为可能。从而从根本上突破当前采用电互连网络的电子设备存在的“电子瓶颈”限制。     

LED成品灯具中铝基板通用不同品牌3030-LED灯珠焊盘的设计

从4款3030LED灯珠型号设计成一种通用焊盘入手,使用AutoCAD进行尺寸分析比对设计完成通用的铝基板焊盘和锡膏钢网后,对4款3030LED灯珠型号分别通过贴片机设备Mirae Mx200L进行灯珠贴片,并采用回流焊设备Mirai K8进行焊接.使用X射线透视机进行分析对比发现,4款3030LED灯珠在通用一种焊盘...     

柔性封装光纤传感器监测沥青路面的应用

为考察依据经验规范理论设计的沥青路面在高频重载交通作用下易发生车辙、裂缝、坑槽等损伤从而引起结构大面积失效的损毁规律,需要通过实时和长期的健康监测方式获取其真实力学性能的演化及衰减历程.在众多智能感知元件中,考虑光纤所具备的成本低、几何形状多方适应性、分布式测试等优点,本文提出了一种柔性细集料封装光纤传感器,以素沥青为光纤外包层,以小粒径沥青混合料为封装层,通过有限元及基础试验确定封装尺寸,以分级加载试验校核其感知性能,并运用力学理论建立光纤感知应变和载荷之间的定量关系.研究结果表明:在改进压实工艺后,该种柔性封装光纤传感器可用于沥青路面结构的准确、有效监测.     

银纳米材料制备和应用进展

 银纳米复合材料由于其优良的综合性能而具有广阔的应用前景,已成为纳米材料研究的热点。本文综述了银纳米颗粒和银纳米复合材料的化学制备方法,包括化学还原法、光还原法、微乳液法、电化学法等,指出了化学还原法由于容易控制粉末粒度和形貌,生产成本相对较低,是目前研究和应用最广的制备纳米银粉的方法,在制备过程中加入保护剂是防止纳米银颗粒团聚的有效方法;分析了银纳米材料在催化材料、抗菌材料、电子电路、表面增强拉曼光谱及其他领域的应用,复合银纳米材料已经在乙烯氧化制环氧乙烷催化剂和抗菌塑料中得到商业化应用;提出制备尺寸可控、形貌可控的银纳米粒子以及各种新型功能性银纳米材料将是今后研究的方向。     

甲酸处理的纳米铜无压烧结性能及高温老化研究

介绍了一种基于甲酸铜高温分解反应的纳米铜无压烧结工艺，旨在解决现有铜烧结技术中铜易氧化且需要辅助压力的问题。通过甲酸溶液对纳米铜颗粒（Cu NPs）进行预处理，生成致密的甲酸铜膜，经烧结后最终形成Cu-Cu接头。接头烧结质量试验表明，甲酸反应时间10 min、聚乙二醇（PEG）溶剂、0.048 mm砂纸打磨基材表面以及5℃/min的升温速率为最优烧结条件。在该条件下，实现了纳米铜无压烧结，制备的接头剪切强度可达16.18 MPa，电阻率低至570μΩ/m。经过200 h高温老化实验，接头的剪切强度仍可达到9.38 MPa，验证了该烧结工艺的可靠性。文中所提出的工艺为实现第三代半导体芯片的可靠互联提供了新思路。