原创 第十章 电子封装的分析、评价及设计

1、膜检测及评价技术：

a.膜检测及评价的必要性：MCM封装离不开多层板，而多层板表面的金属化层极为关键，这种金属化层无论是用于表面导体图形，还是作为电极，除了要与特定的实装形态及封装部件相匹配之外，还要实现大量的连接与键合，而且应满足工程、设备长期可靠性等诸多方面的严格要求；

b.膜的互扩散：

■膜的互扩散及扩散系数；

■膜层互扩散反应的激活能；

c.膜的内应力：

■膜层中内应力的产生机制：与基板材料比当膜材料CTE较大时产生受拉应力，较小时产生受压应力；

■膜层中的内应力：在蒸镀膜及电镀膜中存在内应力，如果其总应力大于基体绝缘层的抗弯强度，则绝缘层中可能产生裂纹，甚至使电路图形剥离；

2、信号传输特性的分析技术：

a.布线电气特性分析基础：目前人们正在开发各种类型的超高速半导体集成电路元件，其中包括约瑟夫森器件，采用GaAs的HEMT(high electron mobility transistor：高电子迁移率三极管)和MESFET(metal semiconductor field effect transistor：金属-半导体场效应三极管)、采用Si的ECL（emitter couple logic：发射极耦合逻辑）器件等，与此相关，需要研究高频信号的传输特性，以GaAs超高速器件处理的信号为例，人们正对高速脉冲的传输特性、布线间的交叉噪声特性、减少交叉噪声的措施等进行广泛的研究，此外CMOS(complementary metal oxide semiconductor：互补金属氧化物半导体)器件的高速化也取得显著进展；

b.各种实装形态及电气信号传输特性的比较：

■布线对电气信号延迟特性的评价模型；

■电气信号传输波形及布线延迟特性；

c.交叉噪声（串扰）分析：

■交叉噪声特性评价的模型；

■交叉噪声特性；

d.B2it多层板与IVH多层板电气特性的比较：

■特性阻抗的可控制性；

■电气信号传输特性；

■高频传输损失特性；

3、热分析及散热设计技术：

a.热分析及散热设计基础：

■集成电路发热密度的发展动向以及热分析的必要性；

■热分析及散热设计的基础（热回路网络与电气网络的关系）；

b.搭载奔腾芯片的MCM定常热分析实例；

c.MCM非定常热分析实例：

■MCM的散热形态：热流输运有下述4条途径：

多层板背面及多层板表面—自然对流散热及辐射散热；

外壳内部—通过内部N2的传导散射及热辐射散热；

外壳外部—自然对流散热及辐射散热；

多层板内部—热传导散热；

■MCM的非定常热分析模型：

■MCM的非定常热分析：

多层板内的热传导、自然对流、热辐射、间隙气体的热阻、热容量、MCM的热扩散形态、MCM的热回路网络方程式、热分析结果与热试验结果的比较与讨论；

d.B2it多层板散热特性的分析实例；

4、结构分析技术：

a.结构分析基础及BGA/CSP/FC封装中的结构分析实例；

■简易应力分析模型（应力结构分析的基础）及钎焊实装时的应力；

■焊球连接部位的热疲劳寿命预测；

■不同封装形式和芯片尺寸下，端子连接部位的应力分析结果；

b.带蓝宝石窗的MCM结构分析实例：

■MCM断面结构及分析模型；

■产生应力的原因及输入程序的方法：综合应力=热应力+强制应力+加压应力；

■分析结果与实验结果的比较。