微波多芯片组件微组装关键技术及其应用研究

摘要

微波多芯片组件(MMCM)技术是在混合微波集成电路(HMIC)基础上发展起来的新一代微波封装和互连技术，它是将多个MMIC/ASIC芯片和其它元器件高密度组装在三维微波多层电路互连基板上，形成高密度、高可靠和多功能的电路组件。这有利于实现组件或系统的高性能化、高速化，以及实现电子组装的高密度化、小型化和轻量化。本文重点进行了微波多芯片组件微组装关键技术及其应用研究： 1)开展了低缺陷芯片焊接技术与缺陷检测技术研究：通过专利技术(芯片真空共晶焊接中的夹具设计制作方法)的研发和应用，改善了功率芯片的焊接质量。对功率芯片焊接缺陷进行了X--光检测技术和超声分层扫描技术的研究； 2)进行了微波芯片粘片技术研究：研究了有机的粘接材料的特性要求，研究了粘接工艺：主要在点胶分配、固化工艺和出气率的试验研究上，并通过了长期可靠性的温度冲击考核试验； 3)完成了金丝键合微波一致性控制技术研究：在手动键合设备上专利技术的研发应用，可保证跨距、拱高的键合一致性，对半自动机器我们初步建立了数据库。对金丝键合进行了SPC的统计过程控制，稳定了我们的微波多芯片组件的键合质量； 4)对芯片倒装焊接进行了研究：进行了金凸点的可靠制作：进行了40个凸点的芯片倒装焊接，剪切强度达到和超过国军标(GJB548A-96)要求；进行了芯片倒装后底部填充工艺研究，进行了剪切强度试验和温度考核寿命试验。 上述研究成果在我所多个产品中得到广泛的实际应用，对保证产品质量、提高生产效率和节约成本起到关键性的作用。

目录

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声明

1绪论

1.1微波多芯片组件微组装关键技术概况

1.2微波多芯片组件微组装关键技术在X波段T／R组件微波电路中的应用

1.3论文的主要工作及论文结构

2微波多芯片组件微组装关键技术及其应用研究的总体方案

2.1大功率芯片共晶焊接研究方案

2.2微波芯片粘片研究方案

2.3金丝键合研究方案

2.4芯片倒装技术研究方案

2.5小结

3低缺陷芯片焊接技术与缺陷检测技术

3.1芯片共晶焊接的机理

3.2手动芯片焊接设备上的研究

3.3真空焊接设备上的低空洞率焊接的实现

3.4芯片焊接空洞率的检测技术研究

3.5小结

4微波芯片粘片技术研究

4.1芯片粘片的机理

4.2粘片材料研究

4.3粘片工艺研究

4.4小结

5金丝键合微波一致性控制技术研究

5.1金丝键合的机理

5.2金丝键合微机数值仿真和验证

5.2.1理论分析与仿真

5.2.2试验样品的制作和测试

5.3手动键合机键合一致性控制技术研究

5.3.1手动键合机键合的拱度和跨距控制

5.4半自动键合机键合一致性控制技术研究

5.4.1半自动键合机键合的拱度和跨距控制

5.4.2半自动键合机键合初步数据库的建立

5.5键合质量的SPC统计过程控制

5.6小结

6芯片倒装技术研究

6.1芯片倒装焊接的机理

6.2芯片上金凸点的制作技术研究

6.3芯片倒装工艺研究

6.4芯片倒装后底部填充工艺研究

6.5小结

7产品的应用研究

7.1 X波段多芯片组件工艺设计和实现

7.2多路数字增益放大器的工艺设计和实现

7.3小结

结 论

附录：作者在攻读硕士期间发表的论文、申报的专利和获得的奖励

致谢

参考文献