电子封装材料教学课件.ppt

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1、0引言电子封装材料电子封装的定义分为狭义封装和广义封装:狭义的封装（packaging，PKG）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，引出连接端子，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体主体结构的工艺。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。封装技术发展直插式DIP三次重大变革表面贴装式SMT芯片尺寸封装CSP●SOP小型平面引线式封装●SOJ小型平面J形引线式封装●QF

2、P四周平面引线式封装●BGA球状栅阵电极封装▲导电丝焊接组装▲FCP倒扣芯片组装△MCM多芯片组装△三维组装芯片芯片芯片封装外壳各种封装类型示意图历史的发展过程：最早是金属封装，然后是陶瓷封装，最后是塑料封装。性能分：金属和陶瓷封装是气密封装，塑料封装是非气密或准气密封装；●金属或陶瓷封装可用于“严酷的环境条件”，如军用、宇航等，而塑封只能用于“不太严酷”的环境；●金属、陶瓷封装是“空封”，封装不与芯片表面接触，塑封是“实封”；●金属封装目前主要用于大功率的混合集成电路（HIC），部分军品及需空封器件。封装及材料塑料封装金属封装陶瓷封装玻璃封装集成电路基片材料裸

3、芯片金属封装陶瓷封装1~2%塑料封装>92%（6~7）%不同的封装使用的封装工艺是不同的：金属封装陶瓷封装塑料封装：引线框架式封装PCB基板PBGA：WB（引线键合）FC（倒装芯片）载带：TAB（载带自动焊）圆片级封装WLPDIP、SOP、QFP、PLCC等主要都是塑料封装。20世纪70年代前后，按封装材料、封装器件和封装结构分类半导体元件的封装方法及封装材料金属盖板键合金属丝金属底座（金属基板）引线端子陶瓷盖板玻璃封接陶瓷底座（陶瓷基板）玻璃包封树脂元件底座（树脂基板）(a)（可控坍塌芯片连接技术）盖板材料，导热脂，芯片材料，陶瓷基板，焊球各类BGA的横截面结

4、构示意图(b)包封树脂，芯片，金属引线，芯片粘接材料，树脂基板材料，焊球各类BGA的横截面结构示意图IC芯片引线架导线丝内引线封装树脂焊料微球凸点BGA基板各类BGA的横截面结构示意图(c)（载带球栅阵列）各类BGA的横截面结构示意图(d)各类BGA的横截面结构示意图MBGA是指微型球栅阵列封装，英文全称为MicroBallGridArrayPackage(e)SBGA的横截面结构示意图（局部）各类BGA的横截面结构示意图结构形式：在封装的顶部是一倒扣的铜质腔体，以增强向周围环境的散热。一薄而软的基片焊在铜片的底面，作为沿周边几行焊球附着之焊盘（即中央无焊球分布

5、，参照JEDEC）。内导线将基板与芯片相连接，芯片从底部塑封。模塑压力机基板制备点　胶粘　片固　化引线键合模　塑引线键合机管芯粘片机　　银浆固化炉引线键合BGA封装花时太长！目前3‵～5‵达90%固化下填料固化涂布下填料倒装芯片安装及回流吸起及反转上载打标记及分离图16倒装芯片BGA封装工艺三种类型封装之一：■塑料封装塑料封装主要有三种类型：(1)保角包封或浸封装配好的电路基片浸入塑料中，干燥，固化(2)灌封将基片插入薄壁塑料壳(或使用可剥下的铸模)，倒入塑料流体，最后固化(3)模铸将装配好的电路基片牢牢固定在金属模内，在压力下注入熔融的热塑料，接着固化■金属封

6、装先把微电路基片安装在可伐管座上，然后用金属丝把基片焊点与可伐管座的引出线连接起来，可伐金属的热胀系数接近玻璃，热胀冷缩时，玻璃封接不会发生破坏。最后利用冷焊、电阻焊或铜焊把镍壳焊在管座四周形成全密封结构，金属封装的成本高于塑料封装，但它有良好的密封性，还能起电磁屏蔽的作用。全密闭金属封装■陶瓷封装陶瓷封装由氧化铝瓷座、瓷壁和瓷盖所组成，外引线穿过两个瓷体间的玻璃封接层。与金属封装相反，绝缘陶瓷可进行电绝缘，非常坚固，且成本较低。■玻璃封装玻璃封装类似于陶瓷封装，玻璃比陶瓷更脆，一般不用于大型电路，多用于小型电路的扁平封装，其封装的微电路往往是单片集成电路。混合

7、电路中，玻璃的使用也很普遍，通常在膜、电阻、电容或半导体芯片表面涂覆一层玻璃。这层全密封玻璃保护有时单独使用，有时与外部塑料封装配合使用。封装中的材料封装中涉及到的材料芯片粘结材料；引线材料；引线框架材料；封装基板与外壳材料；模塑料；焊接材料；封装中的材料封装中的材料电子封装材料的性能电特性绝缘性质、击穿、表面电阻，……热特性玻璃化转化温度、热导率、热膨胀系数，……机械特性扬氏模量、泊松比、刚度、强度，……化学特性吸潮、抗腐蚀，……其它密度、可焊性、毒性，……①引线键合材料引线键合常用于芯片与载体（或基板）或引线框架之间的互连.常用的引线材料Au、Al、Cu（包

8、括用于TAB）、AlSi