電子封裝

電子封裝系統(tǒng)地介紹了電子產(chǎn)品的主要制造技術(shù)。內(nèi)容包括電子制造技術(shù)概述、集成電路基礎(chǔ)、集成電路制造技術(shù)、元器件封裝工藝流程、元器件封裝形式及材料、光電器件制造與封裝、太陽能光伏技術(shù)、印制電路板技術(shù)以及電子組裝技術(shù)。書中簡要介紹了電子制造的基本理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹了半導(dǎo)體制造工藝、電子封裝與組裝技術(shù)、光電技術(shù)及器件的制造與封裝，系統(tǒng)介紹了相關(guān)制造工藝、相關(guān)材料及應(yīng)用等。

很多電子封裝材料用的都是陶瓷，玻璃以及金屬。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種新型密封質(zhì)料，環(huán)氧樹脂材料，用環(huán)氧樹脂純膠體封裝，相對其他材料來說，密封性能更好，并且對于一些特殊儀器，可直接埋入泥土中利用，并且不會腐化。這樣來說，就與外界絕對隔離了。很多電子產(chǎn)品出產(chǎn)商均在為打開本身產(chǎn)品的外埠市場而懊惱，想打開外埠市場應(yīng)該把各地的經(jīng)銷商開辟出來，那么就必要一套有用的分銷軌制,其實(shí)電子封裝產(chǎn)品簡單的來說就是電子產(chǎn)品的保護(hù)罩，讓電子產(chǎn)品免受外界環(huán)境的影響。比如化學(xué)腐蝕，比如大氣環(huán)境，氧化等。為了讓電子產(chǎn)品更好的經(jīng)久耐用，提高壽命。所以電子封裝工藝技術(shù)就非常的重要了。溫度，氣體用量等都要注意火候，大一點(diǎn)不行，小一點(diǎn)不行，多一點(diǎn)不行，少一點(diǎn)同樣不行。電子技術(shù)已成為人類的名貴資源。同樣，在軍事范疇好像伊拉克戰(zhàn)爭所充足亮相的那樣，電子產(chǎn)品已成為計(jì)謀資源，是決議計(jì)劃之源，直接影響決議火力和機(jī)動(dòng)力的先進(jìn)和好壞。

電子封裝就是安裝集成電路內(nèi)置芯片外用的管殼，起著安放固定密封，保護(hù)集成電路內(nèi)置芯片，增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)的能力，并且集成電路芯片上的鉚點(diǎn)也就是接點(diǎn)，是焊接到封裝管殼的引腳上的。

微電子封裝通常有五種功能，即電源分配、信號分配、散熱通道、機(jī)械支撐和環(huán)境保護(hù)。

1.電源分配

微電子封裝首先要能接通電源，使芯片與電路流通電流。其次，微電子封裝的不同部位所

需的電源有所不同，要能將不同部位的電源分配恰當(dāng)，以減少電源的不必要損耗，這在多層布

線基板上尤為重要。同時(shí)，還要考慮接地線的分配問題。

2.信號分配

為使電信號延遲盡可能減小，在布線時(shí)應(yīng)盡可能使信號線與芯片的互連路徑及通過封裝的I/O引出的路徑達(dá)到最短。對于高頻信號，還應(yīng)考慮信號間的串?dāng)_，以進(jìn)行合理的信號分配布線和接地線分配。

3.散熱通道

各種微電子封裝都要考慮器件、部件長期工作時(shí)如何將聚集的熱量散出的問題。不同的封裝結(jié)構(gòu)和材料具有不同的散熱效果，對于功耗大的微電子封裝，還應(yīng)考慮附加熱沉或使用強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷方式，以保證系統(tǒng)在使用溫度要求的范圍內(nèi)能正常工作。

4.機(jī)械支撐

微電子封裝可為芯片和其他部件提供牢固可靠的機(jī)械支撐，并能適應(yīng)各種工作環(huán)境和條件的變化。

5.環(huán)境保護(hù)

半導(dǎo)體器件和電路的許多參數(shù)，如擊穿電壓、反向電流、電流放大系數(shù)、噪聲等，以及器件的穩(wěn)定性、可靠性都直接與半導(dǎo)體表面的狀態(tài)密切相關(guān)。半導(dǎo)體器件和電路制造過程中的許

多工藝措施也是針對半導(dǎo)體表面問題的。半導(dǎo)體芯片制造出來后，在沒有將其封裝之前，始終

都處于周圍環(huán)境的威脅之中。在使用中，有的環(huán)境條件極為惡劣，必須將芯片嚴(yán)加密封和包封。所以，微電子封裝對芯片的環(huán)境保護(hù)作用顯得尤為重要。

反映IC的發(fā)展水平，通常都是以IC的集成度及相應(yīng)的特征尺寸為依據(jù)的。集成度決定著IC的規(guī)模，而特征尺寸則標(biāo)志著工藝水平的高低。自20世紀(jì)70年代以來，IC的特征尺寸幾乎每4年縮小一半。RAM、DRAM和MPU的集成度每年分別遞增50%和35%，每3年就推出新一代DRAM。但集成度增長的速度快，特征尺寸縮小得慢，這樣，又使IC在集成度提高的同時(shí)，單個(gè)芯片的面積也不斷增大，大約每年增大13%。同時(shí)，隨著IC集成度的提高和功能的不斷增加，IC的I/O數(shù)也隨之提高，相應(yīng)的微電子封裝的I/0引腳數(shù)也隨之增加。例如，一個(gè)集成50萬個(gè)門陣列的IC芯片，就需要一個(gè)700個(gè).I/O引腳的微電子封裝。這樣高的I/0引腳數(shù)，要把IC芯片封裝并引出來，若沿用大引腳節(jié)距且雙邊引出的微電子封裝(如2.54 mmDIP)，顯然殼體大而重，安裝面積不允許。從事微電子封裝的專家必然要改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)，如將雙邊引出改為四邊引出，這就是后來的I,CCC、PL,CC和OFP，其I/O引腳節(jié)距也縮小到0.4 mm，甚至0.3mm,，隨著IC的集成度和I/O數(shù)進(jìn)一步增加，再繼續(xù)縮小節(jié)距，這種QFP在工藝上已難以實(shí)施，或者組裝焊接的成品率很低(如0.3mm的QFP組裝焊接失效率竟高達(dá)6%e)。于是，封裝的引腳由四邊引出發(fā)展成為面陣引出，這樣，與OFP同樣的尺寸，節(jié)距即使為1mm，也能滿足封裝具有更多I/O數(shù)的IC的要求，這就是正在高速發(fā)展著的先進(jìn)的BGA封裝。

裸芯片技術(shù)有兩種主要形式:一種是COB技術(shù)，另一種是倒裝片技術(shù)(Flip chip)。

用COB技術(shù)封裝的裸芯片是芯片主體和I/O端子在晶體上方，在焊接時(shí)將此裸芯片用導(dǎo)電/導(dǎo)熱膠粘接在PCB上，凝固后，用 Bonder 機(jī)將金屬絲(Al或Au)在超聲、熱壓的作用下，分別連接在芯片的I/O端子焊區(qū)和PCB相對應(yīng)的焊盤上，測試合格后，再封上樹脂膠。 與其它封裝技術(shù)相比，COB技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):價(jià)格低廉;節(jié)約空間;工藝成熟。COB技術(shù)也存在不足，即需要另配焊接機(jī)及封裝機(jī)，有時(shí)速度跟不上;PCB貼片對環(huán)境要求更為嚴(yán)格;無法維修等。

Flip chip，又稱為倒裝片，與COB相比，芯片結(jié)構(gòu)和I/O端(錫球)方向朝下，由于I/O引出端分布于整個(gè)芯片表面，故在封裝密度和處理速度上Flip chip已達(dá)到頂峰，特別是它可以采用類似SMT技術(shù)的手段來加工，故是芯片封裝技術(shù)及高密度安裝的最終方向。90年代，該技術(shù)已在多種行業(yè)的電子產(chǎn)品中加以推廣，特別是用于便攜式的通信設(shè)備中。裸芯片技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)的微電子封裝技術(shù)。隨著電子產(chǎn)品體積的進(jìn)一步縮小，裸芯片的應(yīng)用將會越來越廣泛。

?電子封裝就是安裝集成電路內(nèi)置芯片外用的管殼，起著安放固定密封，保護(hù)集成電路內(nèi)置芯片，增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)的能力，并且集成電路芯片上的鉚點(diǎn)也就是接點(diǎn)，是焊接到封裝管殼的引腳上的。

本書由工作在電子封裝第一線的各方面專家編寫，內(nèi)容涉及電子封裝及相關(guān)領(lǐng)域的材料與工藝，包括半導(dǎo)體、塑料、橡膠、復(fù)合材料、陶瓷和玻璃以及金屬等各種材料，也包括電子封裝和組裝的軟釬焊、電鍍與沉積金屬涂層、印制電路板制造、混合微電路與多芯片模塊的材料和工藝、電子組件中的粘接劑、下填料和涂層以及熱管理材料及系統(tǒng)等各種工藝技術(shù)，較充分反映了當(dāng)前電子封裝各方面的先進(jìn)材料與工藝，不僅理論分析充分，而且有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是關(guān)于電子封裝材料和工藝的較為全面而實(shí)用的工具書。本書對從事電子封裝及相關(guān)行業(yè)的科研、生產(chǎn)、應(yīng)用工作者都會有較高的使用價(jià)值，對高等院校相關(guān)專業(yè)的師生也具有一定的參考價(jià)值。