一、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术
1、薄膜和厚膜：相对于三维块体材料，从一般意义上讲，所谓膜，由于其厚度尺寸很小，可以看作是物质的二维状态。在膜中又有薄膜和厚膜之分，薄膜和厚膜如何划分，有下面一些见解：
a.按膜厚对膜的经典分类认为，小于1um的为薄膜，大于1um的为厚膜；
b.按制作方法分，由块体材料制作的，例如经轧制、锤打、碾压等，为厚膜，而由膜的构成物（species）一层层堆积而成的为薄膜；
c.按膜的存在形态分类认为，只能成形于基体之上的为薄膜（包覆膜，又可分为沉积膜和化合形成膜），不需要基体而能独立成形的为厚膜（自立膜）；
d.就电子封装工程涉及的膜层而论，膜厚一般在1um到数百微米之间，按膜层的形成方法，将真空法（干式）和溶液法（湿式）沉积得到的膜层称为薄膜，而由浆料印刷法形成的膜层称为厚膜，前者膜厚多为数微米，后者膜厚多为20um上下；
e.薄膜的真空沉积法有下述优点：
■由于镀料的气化方式很多（如电子束蒸发、溅射、气体源等），通过控制气氛还可以进行反应沉积，因此可以等到各种材料的膜层；
■通过基板、镀料、反应气氛、沉积条件的选择，可以对界面结构、结晶状态、膜厚等进行控制，还可以制取多层膜，复合膜及特殊界面结构的膜层等，由于膜层表面精细光洁，故便于通过光刻制取电路图形；
■可以较方便地采用光、等离子体等激发手段，在一般的工艺条件下，即可获得在高温、高压、高能量密度下才能获得的物质；
■真空薄膜沉积涉及从气态到固态的超急冷（super-quenching）过程，因此可以获得特异成分、组织及晶体结构的物质；
■由于在LSI工艺中薄膜沉积及光刻图形等已有成熟的经验，很便于在电子封装工程中推广；
f.厚膜的丝网印刷法有下述优点：
■通过丝网印刷，可直接形成电路图形；
■膜层较厚，经烧结收缩变得致密，电阻率低，容易实现很低的电路电阻；
■导体层、电阻层、绝缘层、介电质层及其他功能层都可以印刷成膜；
■容易实现多层化，与陶瓷生片共烧可以制取多层共烧基板；
■设备简单，投资少；
2、膜及膜电路的功能：对于电子封装工程而言，膜及膜电路主要由电气连接、元件搭载、特殊功能、表面改性等四大功能； 全文 »
本章将论述电子封装工程的演变与进展，从半导体集成电路的发展历史及最新进展入手，先讨论用户专用型ASIC(application specific integrated circuits)以及采用IP（intellectual property：知识产权）型芯片的系统LSI；再以MPU(micro processor unit)和DRAM为例，分析IC的集成度及设计标准（特征尺寸）；从电子设备向便携型发展的趋势，分析高密度封装的必然性；分析电子封装的两次重大革命；最后讨论发展前景极好的MCM封装。
一、20世纪电子封装技术发展的回顾：
1、电子封装技术发展历程简介；
2、电子管安装时期（1900—1950年）；
3、晶体管封装时期（1950—1960年）；
4、元器件插装（THT）时期（1960—1975年）；
5、表面贴装（SMT）时期（1975—）；
6、高密度封装时期（20世纪90年代初—）；
二、演变与进展的动力之一：从芯片的进步看
1、集成电路的发展历程和趋势：
a.集成电路技术的发展经历；
b.ASIC的种类及特征对比：GA(gate array)、单元型IC、嵌入阵列型、FPGA(field programmable gate array)、IP核心系统LSI(IPC-IC：intellectual property integrated circuits)、全用户型IC（FCIC: full custom integrated circuits）、MCM（multi chip module）
c.IP核心系统LSI与MCM
2、集成度与特征尺寸：
a.逻辑元件的集成度与特征尺寸；
b.储存器元件的集成度与特征尺寸；
3、MPU时钟频率的提高；
4、集成度与输入/输出（I/0）端子数；
5、芯片功耗与电子封装：
a.芯片功耗与电子封装的发展趋势；
b.MCM的发热密度与冷却技术的进展；
6、半导体集成电路的发展预测；
三、演变与进展的动力之二：从电子设备的发展看
小型、轻量、薄型、高性能是数字网络时代电子设备的发展趋势，从某种意义上讲，这也是一个跨国公司，甚至一个国家综合实力的体现。从便携电话、笔记本电脑、摄像一体型VTR的发展历程可窥一豹而知全貌。三大携带型电子产品，为了实现更加小型、轻量化，不断地更新换代所用的半导体器件，特别是采用新型微小封装，对于BGA、CSP、MCM等新封装器件，采用之快，用量之大，是绝大多数电子产品所无法比拟的。由于BGA、CSP、MCM的大量采用，促使封装基板的发展趋势是：向着三维立体布线的多层化方向发展、向着微细图形和微小导线间距方向发展、向着微小孔径方向发展、多层板向薄型化方向发展；
四、电子封装技术领域的两次重大变革 全文 »
一、电子封装工程的定义和范围、功能及分类：
1、定义：
a.“封装”这个词用于电子工程的历史并不久，在真空电子管时代，将电子管等器件安装在管座上构成电路设备一般称为“组装或装配”，当时并没有“封装”这一概念；
b.在半导体器件制作过程中，有前工程和后工程之分，二者以硅圆片wafer切分成芯片chip为界，在此之前为前工程，在此之后为后工程；
c.狭义的封装（packaging PKG）主要是在后工程中完成，并可定义为：利用膜技术及微细连接技术，将半导体元器件及其他构成要素在框架或基板上布置、固定及连接，引出接线端子，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺；
d.封装工程是指将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子机器设备，以确保整个系统综合性能的工程；
e.广义的电子封装应该是狭义的封装与实装工程及基板技术的总和，将半导体、电子器件所具有的电子的、物理的功能。转变为适用于机器或系统的形式，并使之为人类社会服务的科学与技术，统称为电子封装工程。
2、范围：
a.电子封装包括薄厚膜技术、基板技术、微细连接技术、封接及封装技术等四大基础技术，由此派生出各种各样的工艺问题。从材料上讲，电子封装要涉及到各种类型的材料，例如焊丝框架、焊剂焊料、金属超细粉、玻璃超细粉、陶瓷粉料、表面活性剂、有机粘结剂、有机溶剂、金属浆料、导电填料、感光树脂、热硬化树脂、聚酰亚胺薄膜、感光性浆料，还有导体、电阻、介质及各种功能用的薄膜厚膜材料等。从设计、评价、解析技术讲，涉及到膜特性、电气特性、热特性、结构特性及可靠性等方面的分析、评价与检测；
b.以超级计算机和ISDN为例，构成整个电子设备包括6个层次，其中层次1为0级封装，层次2为1级封装，层次3为2级封装，层次4、5、6为3级封装； 全文 »
作为聚合物的环氧树脂（epoxy resin）是由环氧齐聚物（epoxy olgomer）与称之为固化剂（hardener）的物质反应形成的三向网状聚合物。它通常呈液体状态使用，经常温或加热进行固化，达到最终的使用目的。作为一种液态聚合物材料的环氧树脂在固化反应过程中收缩率小，固化产物的粘接性、耐热性、耐化学品性以及电气性能优良，缺点是耐候性和韧性欠佳（某些特殊品种除外）。但是这些缺点可以通过环氧齐聚物和固化剂的选择，或者采用合适的改性方法，在一定程度加以克服。
1、环氧树脂的定义：
a.环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基并在适当化学试剂存在下能形成三向交联聚合物的化合物的总称，环氧树脂的种类很多，其分子量属于齐聚物范围，为区别于固化后的环氧树脂，有时也把它称为环氧齐聚物.
b.最常用的环氧树脂是有双酚A（BA)和环氧氯丙烷（ECH)反应制造的双酚A二缩水甘油醚（DGEBA)，它不是单一纯粹的化合物，而是聚合度n不同的多分子混合物，分子量约700以下的DGEBA呈液态，超过700是固态物；
c.DGEBA组成中各单元的机能：两末端的环氧基赋予反应性，双酚A骨架提供强韧性和耐热性，甲撑链赋予柔软性，醚键赋予耐药品性，羟基赋予反应性和粘接性；
2、液态聚合物材料的环氧树脂：
环氧树脂属于液态聚合物的范畴，此范畴的聚合物材料除环氧树脂外，还有许多品种。所谓液态聚合物材料是指呈液态使用，固化后满足最终应用要求的粘接剂材料或涂层材料的总称，有时也称为薄膜成形材料(film former)或胶粘剂（binder）。液态聚合物材料分为高反应性齐聚物、聚合物溶液和聚合物分散液（高分子乳液）。反应性齐聚物体系的固化是靠齐聚物间的化学反应来形成三向交联结构，而聚合物溶液和高分子乳液是靠溶剂挥发来完成固化的。 全文 »
在上一篇日志中提到本年度打算学习的最后一本专业书籍《环氧树脂入门》，这个是和胶水相关的，今日介绍这本叫《电子封装工程》，是和电子相关的，也是我最后一本系统性的学习电子封装的专业书籍了！
此书作者田民波教授本人与其有过几天的面对面的交流，关于田教授的介绍请参看此处http://bbs.coatingdata.com/showtopic-1345.aspx。与田教授交流中印象比较深刻的几点是关于材料科学，八九十年代学材料和搞材料研究的人才基本都聚集在钢铁等行业，很多人去了钢铁厂等大型企业，而对于电子基础材料当时国家高层的决策也是从国外直接引进就好了，这也形成了今天为什么中国在一些基础行业的材料可以达到国外的先进水平，而对于像硅晶片，封装材料，焊接材料包括我们经常所说的电子胶水，目前国内还是处于比较低端的水平。以硅晶片为例，国内近期进入此行业的企业很多（主要是中国Si元素资源比较丰富），然而真正能运用到电子产品的不多，绝大多数都是用于太阳能光伏等产业。说得简单一些，目前中国电脑CPU一直未能取得突破性进展，只怕也是材料制造技术的共同限制的。所以田教授也认为电子材料行业是一个很有前景的行业，但国内企业要在这行做好，也是任重道远的，呵呵！ 全文 »
《环氧树脂入门》—热固性树脂专辑，孙勤良、田兴和、董耿蛟编译，全国环氧树脂行业协作组，《热固性树脂》编辑部出版，1990年天津。
此书是公司的其中一位顾问蔡老的私人书籍，后来影印了部分供公司初来的技术人员学习，此书前言中提到该书是根据日刊“高分子加工”上连载的文章整理编译而成，由四川晨光化工研究所田兴和老师、无锡树脂厂董耿蛟老师以及天津市合成材料研究所孙勤良老师协作编译，并最终由天津市合成材料研究所所长张津华老师审改定稿的。其实从上面几位老师的工作单位来看，几乎都是环氧树脂在中国的鼻祖，呵呵！不过目前环氧树脂行业兴旺发达，上述几家单位依旧活跃在其中，不过现在的晨光院应该是以硅材料和氟材料为重点了！前两年在温州和武汉的环氧树脂协会上也有看到上述单位的身影。
此书应该是一本非常基础的环氧树脂书籍，包括后来的绝大多数其他类环氧树脂及应用的书籍其框架和核心内容基本也是来自此书！由于此书发行日期较早，里面很多分子式、分子结构示意图和说明几乎都是手工画上去的，可见当时计算机也在起步阶段，印刷排版都处于比较原始的阶段，也足以说明此书的“历史悠久”，而且书中的一些专业术语在后期也等到了统一。另外在当时书中提到的一些新技术和新思路实际在近二十年间已经得到了实现和量产及商业化， 全文 »
今天在看EMasia中国电子制造杂志时，看到上面有汉高公司的一个新产品的广告，Hysol ECCOBOND CE3126 各向异性导电胶。“汉高新型各向异性导电胶CE3126可满足RFID及低成本电子产品对高性能、高可靠性以及成本效益的需求。产品优势：快速低温固化、对蚀刻铜天线具有卓越的粘合性能、抗腐蚀接触电阻低、可靠性卓越工作时间长、适合喷射点胶”。
记得去年汉高收购emersoncuming后曾经发布一款用于RFID的异向导电胶14281-99B，大家可参看我的旧贴：14281-99B-Snap Heat Cure Anisotropic Conductive Adhesive Paste，也不知此二者有何差异，对比了一下TDS文件，发现参数居然是一摸一样，呵呵！ 看来是产品成熟了以后正式型号发布了，14281-99B的TDS上本身也注明了“Preliminary Technical Data”，不过技术资料上均是emersoncuming的logo和说明，现在正式发布时候就以Hysol名义发布了，但从TDS来看依然保留了emersoncuming的logo，不过颜色居然由原来特有的蓝色变成了与乐泰类似的红色了，呵呵！ 看来汉高收购emersoncuming后的整合工作也在陆续展开，记得在此帖“LOCTITE/HYSOL 最新underfill产品UF3800”中和网友探讨到汉高收购emersoncuming的品牌整合策略，从此产品看来汉高的动作比想象的要快的多咯，呵呵！ 全文 »
《【扒一扒】日本高纯球形硅微粉材料生产商》： 作为一种无机非金属矿物功能性粉体材料，硅微粉广泛应用于电子材料、电工绝缘材料、胶黏剂、特种陶瓷、精密铸造、油漆涂料、油墨、硅橡胶等领域。 目前，世界上只有中国、日本、韩国、美国等少数国家具备硅微粉生产能力... 全文 ?