前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇電子封裝的技術范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

電子封裝的技術范文第1篇

【關鍵詞】微電子技術；封裝；發(fā)展趨勢

一、微電子封裝的發(fā)展歷程

IC封裝的引線和安裝類型有很多種，按封裝安裝到電路板上的方式可分為通孔插入式（TH）和表面安裝式（SM），或按引線在封裝上的具體排列分為成列、四邊引出或面陣排列。微電子封裝的發(fā)展歷程可分為三個階段：第一階段：上世紀70 年代以插裝型封裝為主，70 年代末期發(fā)展起來的雙列直插封裝技術（DIP）。第二階段：上世紀80 年代早期引入了表面安裝（SM）封裝。比較成熟的類型有模塑封裝的小外形（SO）和PLCC 型封裝、模壓陶瓷中的Cerquad、層壓陶瓷中的無引線式載體（LLCC）和有引線片式載體（LDCC）。PLCC，Cerquad，LLCC和LDCC都是四周排列類封裝， 其引線排列在封裝的所有四邊。第三階段：上世紀90 年代， 隨著集成技術的進步、設備的改進和深亞微米技術的使用，LSI，vLSI，uLSI相繼出現(xiàn)， 對集成電路封裝要求更加嚴格，i/o引腳數(shù)急劇增加， 功耗也隨之增大， 因此， 集成電路封裝從四邊引線型向平面陣列型發(fā)展，出現(xiàn)了球柵陣列封裝（BGA），并很快成為主流產品。

二、新型微電子封裝技術

（一）焊球陣列封裝（BGA）

陣列封裝（BGA）是世界上九十年代初發(fā)展起來的一種新型封裝。BGA封裝的i/o端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面，BGA技術的優(yōu)點是：i/o引腳數(shù)雖然增加了，但引腳間距并沒有減小反而增加了，從而提高了組裝成品率；雖然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能；厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少；寄生參數(shù)減小，信號傳輸延遲小，使用頻率大大提高；組裝可用共面焊接，可靠性高。

這種BGA的突出的優(yōu)點：1.電性能更好：BGA用焊球代替引線，引出路徑短，減少了引腳延遲、電阻、電容和電感；2.封裝密度更高；由于焊球是整個平面排列，因此對于同樣面積，引腳數(shù)更高。例如邊長為31mm的BGA，當焊球節(jié)距為1mm時有900只引腳，相比之下，邊長為32mm，引腳節(jié)距為0.5mm的qfp只有208只引腳；3.BGA的節(jié)距為1.5mm、1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm和0.5mm，與現(xiàn)有的表面安裝工藝和設備完全相容，安裝更可靠；4.由于焊料熔化時的表面張力具有 “自對準”效應，避免了傳統(tǒng)封裝引線變形的損失，大大提高了組裝成品率；5.BGA引腳牢固，轉運方便；6.焊球引出形式同樣適用于多芯片組件和系統(tǒng)封裝。因此，BGA得到爆炸性的發(fā)展。BGA因基板材料不同而有塑料焊球陣列封裝（pBGA），陶瓷焊球陣列封裝（cBGA），載帶焊球陣列封裝（tBGA），帶散熱器焊球陣列封裝（eBGA），金屬焊球陣列封裝（mBGA），還有倒裝芯片焊球陣列封裝（fcBGA）。PQFP可應用于表面安裝，這是它的主要優(yōu)點。

（二）芯片尺寸封裝（CSP）

CSP（chip scale package）封裝，是芯片級封裝的意思。CSP封裝最新一代的內存芯片封裝技術，其技術性能又有了新的提升。CSP封CSP封裝裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1：1.14，已經相當接近1：1的理想情況，絕對尺寸也僅有32平方毫米，約為普通的BGA的1/3，僅僅相當于tSOp內存芯片面積的1/6。與BGA封裝相比，同等空間下CSP封裝可以將存儲容量提高三倍。

芯片尺寸封裝（CSP）和BGA是同一時代的產物，是整機小型化、便攜化的結果。LSI芯片封裝面積小于或等于LSI芯片面積120%的封裝稱為CSP。由于許多CSP采用BGA的形式，所以最近兩年封裝界權威人士認為，焊球節(jié)距大于等于lmm的為BGA，小于lmm的為CSP。由于CSP具有更突出的優(yōu)點：1.近似芯片尺寸的超小型封裝；2.保護裸芯片；3.電、熱性優(yōu)良；4.封裝密度高；5.便于測試和老化；6.便于焊接、安裝和修整更換。

一般地CSP，都是將圓片切割成單個IC芯片后再實施后道封裝的，而wlCSP則不同，它的全部或大部分工藝步驟是在已完成前工序的硅圓片上完成的，最a后將圓片直接切割成分離的獨立器件。CSP封裝內存芯片的中心引腳形式有效地縮短了信號的傳導距離，其衰減隨之減少，芯片的抗干擾、抗噪性能也能得到大幅提升。CSP技術是在電子產品的更新?lián)Q代時提出來的，它的目的是在使用大芯片（芯片功能更多，性能更好，芯片更復雜）替代以前的小芯片時，其封裝體占用印刷板的面積保持不變或更小。

wlCSP所涉及的關鍵技術除了前工序所必須的金屬淀積技術、光刻技術、蝕刻技術等以外，還包括重新布線（RDL）技術和凸點制作技術。通常芯片上的引出端焊盤是排到在管芯周邊的方形鋁層，為了使WLP適應了SMt二級封裝較寬的焊盤節(jié)距，需將這些焊盤重新分布，使這些焊盤由芯片周邊排列改為芯片有源面上陣列排布，這就需要重新布線（RDL）技術。

三、微電子封裝技術的發(fā)展趨勢

微電子封裝技術是90年代以來在半導體集成電路技術、混合集成電路技術和表面組裝技術（SMt）的基礎上發(fā)展起來的新一代電子組裝技術。多芯片組件（MCM）就是當前微組裝技術的代表產品。它將多個集成電路芯片和其他片式元器件組裝在一塊高密度多層互連基板上，然后封裝在外殼內，是電路組件功能實現(xiàn)系統(tǒng)級的基礎。CSP的出現(xiàn)解決了KGD問題，CSP不但具有裸芯片的優(yōu)點，還可象普通芯片一樣進行測試老化篩選，使MCM 的成品率才有保證，大大促進了MCM的發(fā)展和推廣應用。目前MCM已經成功地用于大型通用計算機和超級巨型機中，今后將用于工作站、個人計算機、醫(yī)用電子設備和汽車電子設備等領域。

電子封裝的技術范文第2篇

【關鍵詞】集成電路；芯片；封裝技術

1.引言

封裝技術是一種將集成電路用塑料、陶瓷或玻璃等材料包裝的技術。以CPU為例，我們實際看到的體積和外觀并不是真正的內存的大小和面貌，而是內存芯片經過封裝后的產品。因為芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對芯片電路進行腐蝕造成電氣性能下降。此外，封裝后的芯片更便于安裝和運輸。封裝技術的好壞還直接影響到芯片性能的好壞和與之連接的PCB(印制電路板)的設計和制造，所以說它是至關重要的。

由于現(xiàn)在處理器芯片的內頻越來越高，功能越來越強，引腳數(shù)越來越多，封裝的外形也不斷在改變。電子產品向便攜式、小型化、網絡化和多媒體化方向發(fā)展的市場需求對封裝技術提出了更加嚴格的需求，集成電路封裝技術正在不斷的發(fā)展。

2.IC封裝的現(xiàn)狀

2.1 現(xiàn)階段較廣泛應用的集成電路封裝

2.1.1 DIP雙列直插式封裝

DIP封裝是最普及的插裝型封裝，適用于中小規(guī)模集成電路(IC)，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝具有以下特點：

①適合在PCB上穿孔安裝，操作方便；②比TO型封裝易于對PCB布線；③芯片面積與封裝面積之間的比值比較大，故體積也比較大。

Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式，緩存(Cache)和早期的內存芯片也是這種封裝形式。

2.1.2 PLCC塑料有引腳片式載體封裝

PLCC封裝屬于表面貼裝型封裝。PLCC是一種塑料有引腳的片式載體封裝，引腳從封裝的四個側面引出，呈丁字形，采用片式載體是有時在系統(tǒng)中需要更換集成電路，因而先將芯片封裝在一種載體(carrier)內，然后將載體插入插座內，載體和插座通過硬接觸而導通的。這樣在需要時，只要在插座上取下載體就可方便地更換另一載體。PLCC封裝主要用于高速，高頻集成電路封裝。

2.1.3 QFP/PFP方形扁平式/扁組件式封裝

QFP封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)?；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式，其引腳數(shù)常在100個以上。此形式封裝的芯片必須采用SMT（表面安裝設備技術）將芯片與主板焊接起來。采用SMT安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。引腳端子從封裝的兩個側面引出，呈L字形，引腳可達300腳以上。

PFP方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。

QFP/PFP封裝具有以下特點：

①適于SMT表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線，操作方便，可靠性高；②芯片面積與封裝面積之間的比值較?。虎鄯庋b外形尺寸小，寄生參數(shù)小，適合高頻應用；④引腳從直插式改為了歐翼型，引腳間距可更密，引腳寬度可更細。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。

2.2 現(xiàn)階段較先進的集成電路封裝

2.2.1 BGA球柵陣列式封裝

BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。BGA是表面貼裝型封裝的一種，在PCB的背面布置二維陣列的球形端子，而不采用針腳引腳。引腳可超過200，是多引腳大規(guī)模集成電路(LSI)常用的一種封裝。BGA封裝具有以下特點：

①I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳間距遠大于QFP，故提高了組裝成品率；②功耗雖增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，故可改善它的電熱性能；③厚度比QFP減少約1/2，重量減輕約3/4；④信號傳輸延遲小，使用頻率大大提高；⑤組裝可用共面焊接，可靠性高；⑥占用基板面積過大。

2.2.2 CSP芯片尺寸封裝

隨著全球電子產品個性化、小型化和便攜化的需求，出現(xiàn)了CSP芯片尺寸封裝。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒大不超過1.4倍。CSP封裝具有以下特點：

①近似芯片尺寸的超小型封裝；②保護裸芯片；③滿足了LSI芯片引出腳不斷增加的需要；④電、熱性能優(yōu)良；⑤解決了IC裸芯片不能進行交流參數(shù)測試和老化篩選的問題；⑥便于焊接、安裝和修整更換。

目前日本有多家公司生產CSP，而且正越來越多地應用于移動電話、數(shù)碼錄像機、筆記本電腦等產品上。從CSP近幾年的發(fā)展趨勢來看，CSP將取代QFP成為高I/O端子IC封裝的主流。

2.2.3 MCM多芯片模塊系統(tǒng)封裝

為了解決單一芯片集成度低和功能不夠完善的問題，把多個高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多層互聯(lián)基板上用SMT技術組成多種多樣的電子模塊系統(tǒng)，從而出現(xiàn)MCM多芯片模塊系統(tǒng)。MCM的特點有：

①封裝延遲時間縮小，易于實現(xiàn)組件高速化；②縮小整機或組件封裝尺寸和重量，通常體積減小約1/4，重量減輕約1/3；③可靠性大大提高。

目前MCM已經成功地用于大型通用計算機和超級巨型機中，今后將用于工作站、個人計算機、醫(yī)用電子設備和汽車電子設備等領域。

3.國內外封裝技術比較

我國的封裝技術比較落后，目前仍然停留在PDIP、PSOP、PQFP、PLCC、PGA等較為低檔產品的封裝上。國外的封裝早就已經規(guī)模化生產，在國內封裝企業(yè)主要集中在長三角的合資或國外獨資企業(yè)，沒有一家企業(yè)位能獨立進行批量生產，其根本原因是政府的政策不夠完善，我們的觀念、技術和管理與國外還存在很大差距。其具體原因有：

①封裝技術研發(fā)環(huán)境欠佳，可操作性不夠強；

②封裝設備相對落后，材料性能的落后，而且質量不穩(wěn)定；

③封裝設備維護保養(yǎng)能力不足，缺少有經驗的維修工程師，而且可靠性實驗設備不齊全，測試手段不足；

④國內封裝企業(yè)普遍規(guī)模較小，從事低端產品生產的居多，可持續(xù)發(fā)展能力不強，缺乏向高端產品封裝技術發(fā)展的技術和資金；

⑤掌握封裝技術專業(yè)人才相對短缺、缺少正規(guī)的培訓人才的途徑和手段；

⑥缺少團隊精神，缺乏現(xiàn)代企業(yè)管理的機制和理念；

⑦政府的政策導向不夠明確，現(xiàn)有機制不夠靈活，產業(yè)結構沒得到很好調整。

4.IC封裝的發(fā)展趨勢

在過去幾十年里，為適應集成電路向小型化、高速化、高頻化、大功率發(fā)展的需要，集成電路封裝技術得到了不斷的提高和改進，朝著小尺寸、多I/O、高密度、高可靠性、高散熱能力、自動化組裝的方向發(fā)展。

就芯片水平來看，二十一世紀的封裝技術發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢：

①單芯片向多芯片發(fā)展。為了適應多功能化需要，多芯片封裝成為發(fā)展潮流，采用兩芯片重疊，三芯片重疊或多芯片疊裝構成存儲器模塊等方式，以滿足系統(tǒng)功能的需要。

②平面封裝(MCM)向立體封裝(3D)發(fā)展。伴隨著芯片體積的增加導致封裝出來的產品面積也會明顯增加，在現(xiàn)有技術條件和有限的空間內，如何進一步提高晶體管的密度，必然在二維平面封裝（MCM）的基礎上向Z方向發(fā)展，即實現(xiàn)3D封裝。3D封裝可實現(xiàn)超大容量存儲，不但使電子產品密度更高，也使其功能更多，傳輸速度更快，性能更好，可靠性更好，還有可能降低價格。

③為適應市場快速增長的以手機、筆記本電腦、平板顯示等為代表的便攜式電子產品的需求，IC封裝正在向著微型化、薄型化、不對稱化、低成本化方向發(fā)展。

④為了適應綠色環(huán)保的需要，IC封裝正向無鉛化、無溴阻燃化、無毒低毒化方向快速發(fā)展。

電子產品高性能、多功能、小型化、便攜式的趨勢，不但對集成電路的性能要求在不斷提升，而且對電子封裝密度有了更高的要求。隨著時間的推移，封裝會有越來越多的改進，性價比將得到進一步的提高，由于其靈活性和優(yōu)異的性能，封裝有著廣泛的前景。我們應該加強封裝技術的研究，把我國的封裝技術水平進一步提高，為我國電子工業(yè)作出更大的貢獻。

參考文獻

[1]李枚.微電子封裝技術的發(fā)展與展望[J].半導體雜志,2000,25(2):32-36．

[2]肖力.我國微電子封裝研發(fā)能力現(xiàn)狀[J].電子與封裝,2007,7(4):1-5.

電子封裝的技術范文第3篇

    [關鍵詞]芯片 封裝技術 技術特點 

    我們經常聽說某某芯片采用什么什么的封裝方式,在我們的電腦中,存在著各種各樣不同處理芯片,那么,它們又是采用何種封裝形式呢?并且這些封裝形式又有什么樣的技術特點以及優(yōu)越性呢?在本文中,作者將為你介紹幾個芯片封裝形式的特點和優(yōu)點。 

    一、DIP雙列直插式封裝 

    DIP是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片,絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式,其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳,需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。當然,也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應特別小心,以免損壞引腳。 

    DIP封裝具有以下特點:(1)適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接,操作方便。(2)芯片面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式,緩存和早期的內存芯片也是這種封裝形式。 

    二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝 

    QFP封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細,一般大規(guī)模或超大型集成電路都采用這種封裝形式,其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將芯片各腳對準相應的焊點,即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。PFP方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長方形。 

    QFP/PFP封裝具有以下特點:(1)適用于SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線。(2)適合高頻使用。(3)操作方便,可靠性高。(4)芯片面積與封裝面積之間的比值較小。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。 

    三、PGA插針網格陣列封裝 

    PGA芯片封裝形式在芯片的內外有多個方陣形的插針,每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少,可以圍成2~5圈。安裝時,將芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486芯片開始,出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座,專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。 

    ZIF是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起,CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然后將扳手壓回原處,利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力,將CPU的引腳與插座牢牢地接觸,絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU芯片只需將插座的扳手輕輕抬起,則壓力解除,CPU芯片即可輕松取出。PGA封裝具有以下特點:(1)插拔操作更方便,可靠性高。(2)可適應更高的頻率。Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用這種封裝形式。 

    四、BGA球柵陣列封裝 

    隨著集成電路技術的發(fā)展,對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關系到產品的功能性,當IC的頻率超過100MHz時,傳統(tǒng)封裝方式可能會產生所謂的“CrossTalk”現(xiàn)象,而且當IC的管腳數(shù)大于208 Pin時,傳統(tǒng)的封裝方式有其困難度。因此,除使用QFP封裝方式外,現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片(如圖形芯片與芯片組等)皆轉而使用BGA封裝技術。BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。 

    BGA封裝技術又可詳分為五大類:(1)PBGA基板:一般為2~4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV處理器均采用這種封裝形式。(2)CBGA基板:即陶瓷基板,芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片的安裝方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過這種封裝形式。(3)FCBGA基板:硬質多層基板。(4)TBGA基板:基板為帶狀軟質的1~2層PCB電路板。(5)CDPBGA基板:指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)。 

    BGA封裝具有以下特點:(1)I/O引腳數(shù)雖然增多,但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式,提高了成品率。(2)雖然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善電熱性能。(3)信號傳輸延遲小,適應頻率大大提高。(4)組裝可用共面焊接,可靠性大大提高。 

    BGA封裝方式經過十多年的發(fā)展已經進入實用化階段。1987年,日本西鐵城公司開始著手研制塑封球柵面陣列封裝的芯片。而后,摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發(fā)BGA的行列。1993年,摩托羅拉率先將BGA應用于移動電話。同年,康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前,Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等),以及芯片組中開始使用BGA,這對BGA應用領域擴展發(fā)揮了推波助瀾的作用。目前,BGA已成為極其熱門的IC封裝技術,其全球市場規(guī)模在2000年為12億塊,預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。 

    五、CSP芯片尺寸封裝 

    隨著全球電子產品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮,封裝技術已進步到CSP。它減小了芯片封裝外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒大不超過1.4倍。 

    CSP封裝又可分為四類:(1)傳統(tǒng)導線架形式,代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達等等。(2)硬質內插板型,代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。(3)軟質內插板型,其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。(4)晶圓尺寸封裝:有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片,它號稱是封裝技術的未來主流,已投入研發(fā)的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。 

    CSP封裝具有以下特點:(1)滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。(2)芯片面積與封裝面積之間的比值很小。(3)極大地縮短延遲時間。CSP封裝適用于腳數(shù)少的IC,如內存條和便攜電子產品。未來則將大量應用在信息家電、數(shù)字電視、電子書、無線網絡WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機芯片、藍芽等新興產品中。 

    六、MCM多芯片模塊 

電子封裝的技術范文第4篇

【關鍵詞】微電子封裝 等離子體清洗 應用

在微電子技術領域，大量的清洗技術得到了廣泛應用。而從材料消耗和環(huán)境影響角度來看，等離子體清洗技術具有明顯的應用優(yōu)勢，所以在微電子封裝等方面得到了廣泛應用。因此，有必要對等離子體清洗機理及分類問題展開研究，并且進一步分析微電子封裝中等離子體清洗的應用問題，從而更好的促進微電子行業(yè)的發(fā)展。

一、微電子封裝中等離子體清洗機理及分類

（一）等離子體清洗機理

所謂的等離子體，其實就是物質由電子、自由基、中性粒子、正離子和光子組成的狀態(tài)，需要有相等的正負電荷。而這些離子的存在，將導致物質在與固體接觸時較容易與固體表面發(fā)生物理或化學反應。同時，由于反應生成的都是H2O和CO2等能夠從真空泵排出的無污染氣體，所以能夠對固體表面進行清洗。從特點上來看，等離子體清洗技術可以對不同材質的對象進行清洗，如半導體、高分子材料、氧化物和金屬等等，并且能夠實現(xiàn)從局部到整體的清洗。此外，由于可以使用數(shù)控技術進行等離子體清洗過程中的控制，所以采取該種清洗方法具有較高的時間控制精度和自動化程度[1]。而正確進行該種方法的使用，并不會對清洗對象的表面造成損傷，所以能夠確保清洗對象的表面質量。

（二）等離子體清洗分類

按照清洗過程中發(fā)生的反應的類型，可以將等離子體清洗劃分成物理反應和化學反應。其中，物理反應就是利用活性粒子進行待清洗表面的轟擊，能夠利用真空泵將脫離的污染物吸走。而化學反應就是利用活性粒子與污染物發(fā)生反應，可以生成能夠被真空泵吸走的易揮發(fā)性物質。如果以物理反應為主，由于清洗對象表面將不存在氧化物，所以可以確保被清洗對象的化學純凈性，并且使其具有腐蝕作用各異性的特點。但是，使用該種等離子體清洗法，也容易產生較大的熱效應，繼而導致清洗表面的腐蝕速度較低，并且導致物質的選擇性較差。如果使用以化學反應為主的等離子清洗法，將能夠在較短時間內完成清洗，并且有效進行污染物的清洗。但是，同時也會導致氧化物的產生。

二、微電子封裝中等離子體清洗的應用分析

（一）在芯片粘結方面的應用

在微電子封裝工藝中，芯片粘結過程中常常會出現(xiàn)空隙。之所以出現(xiàn)這種問題，就是因為芯片表面存有大量的有機污染物和氧化物，所以導致了芯片無法得到完全粘結。因為，未經處理的芯片表面往往具有較大的惰性和疏水性，所以芯片的粘結性較差。而出現(xiàn)這種問題，將直接導致封裝的散熱能力降低，并且最終影響芯片封裝的可靠性。在芯片粘結之前，使用等離子體清洗技術清洗芯片表面，可以使芯片表面得到活化，所以能夠使材料的表面流動性得到改善。在這種情況下，芯片粘結將具有浸潤性，并且有良好的接觸表面，因此能夠在避免空洞形成的同時，使芯片的熱傳導能力得到改善[2]。就目前來看，可以使用氫氣、氧氣和氬氣等混合氣體進行等離子清洗，從而達成去除芯片表面金屬氧化物和有機氧化物的目的，繼而使芯片粘結質量得到極大改善。

（二）在引線鍵合方面的應用

在微電子機械封裝中，芯片、基板和基座之間有較多的引線鍵合。提高引線鍵合的質量，就可以使芯片焊盤與外引線得到有效連接。但在實際工作中，基材表面容易出現(xiàn)氧化層和一些氟化物、氫氧化物等污染物。使用低壓等離子體清洗技術，則能夠使基材表面的污染物得到有效去除，并且只會花費少量的清洗成本。在清洗之后再進行鍵合，就可以使鍵合引線的拉力均勻性和鍵合強度得到有效提高，繼而使引線鍵合的效果得到有效改善。而使用氣體等離子體技術進行芯片接點的清洗，也可以使引線鍵合的成品率和強度得到有效改善。但是，使用等離子體清洗技術對不同公司生產的不同類型產品進行清洗，鍵合引線拉力強度的增加幅度并不相同，但是器件的可靠性基本都能夠得到提高。

（三）在引線框架清洗上的應用

在微電子封裝中，引線框架是主要結構材料。利用該材料，可以進行內部芯片的接觸點和外部導線的連接。為了實現(xiàn)良好的連接效果，則需要選用具有良好導電性、耐熱性、導熱性和耐腐蝕性的材料，生活中一般會選用銅合金材料。但是，該種引線框架容易被空氣氧化，生產的氧化物又會使框架表面持續(xù)氧化，繼而導致封裝體開裂和分層[3]。所以在使用引線框架之前，需要使用氫氣和氬氣的混合體進行引線框架的等離子體清洗，從而使框架上的有機污染物和氧化物得到去除，繼而達成提高框架焊接、粘結性能的目的。

（四）在管座管帽清洗上的應用

如果存放過長的時間，管座管帽的表面就會出現(xiàn)塵跡，甚至遭到污染。所以，還需要對存放一段時間的管座管帽進行等離子體清洗，以便將其表面污染去除。清洗完成后，就可以進行封帽處理，以便提高封帽的合格率。通常的情況下，如果需要進行陶瓷封裝，還需要在鍵合區(qū)和蓋板密閉區(qū)使用金屬漿料印制線。而在進行這些材料電鍍之前，還需要對材料進行等離子體清洗，以便通過去掉材料表面沾污提高鍍層質量。

總而言之，在微電子封裝領域，使用等離子體清洗技術可以使封裝材料表面存在的臟污得到清除，所以能夠使電子元器件的鍵合不良、界面不穩(wěn)等質量缺陷得到改善。所以，在進行微電子封裝時，應該較好的掌握和應用等離子體清洗技術，從而使封裝的質量和可靠性得到有效提高。

參考文獻：

[1]楊杰，范新麗.在線等離子清洗在IC封裝行業(yè)中的應用[J].山西電子技術，2013，03.

電子封裝的技術范文第5篇

關鍵詞：環(huán)氧樹脂 封裝材料 研究現(xiàn)狀

一、環(huán)氧樹脂電子封裝材料的研究現(xiàn)狀

環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團的有機高分子化合物。由于其分子結構中含有活潑的環(huán)氧基團，能與胺、酸酐、咪唑、酚醛樹脂等發(fā)生交聯(lián)反應，形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。這種聚合物結構中含有大量的羥基、醚鍵、氨基等極性基團，從而賦予材料許多優(yōu)異的性能，比如優(yōu)良的粘著性、機械性、絕緣性、耐腐蝕性和低收縮性，且成本比較低、配方靈活多變、易成型生產效率高等，使其廣泛地應用于電子器件、集成電路和LED的封裝

1962年，通用電氣公司的尼克·何倫亞克（Hol-onyak）開發(fā)出第一種實際應用的可見光發(fā)光二極管就是使用環(huán)氧樹脂封裝的。環(huán)氧樹脂種類很多，根據(jù)結構的不同主要分為縮水甘油醚型、縮水甘油酯型、縮水甘油胺型、脂肪族、脂環(huán)族、酚醛環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化的丁二烯等。由于結構決定性能，因此不同結構的環(huán)氧樹脂，其對所封裝的制品的各項性能指標會產生直接的影響。例如Huang J C等以六氫鄰苯二甲酸酐為固化劑，以TBAB為催化劑，分別對用于LED封裝的雙酚A型環(huán)氧樹脂D E R.-331、UV穩(wěn)定劑改性后的雙酚A型環(huán)氧樹脂Eporite-5630和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂ERL-4221進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，D E R-331這類雙酚A型環(huán)氧樹脂主鏈上有許多醚鍵、苯環(huán)、次甲基和異丙基，側鏈上則有規(guī)律地間隔出現(xiàn)許多仲羥基。其中，環(huán)氧基和羥基賦予樹脂反應性，使樹脂固化物具有很強的內聚力和黏接力；而極性的醚健和羥基基團則有助于提高材料的浸潤性和粘附力；苯環(huán)和異丙基賦予聚合物良好的耐熱性和剛性，但因主鏈含苯環(huán)，容易發(fā)生光降解而老化并發(fā)黃導致光衰，直接影響LED器件的使用壽命。Eporite-5630因在雙酚A型環(huán)氧樹脂的結構中引入了耐UV的化學結構，使得材料不僅保持了DE R-331優(yōu)點，還擁有更好的耐UV性能，更適合于LED的封裝。ERL-4221是脂環(huán)族環(huán)氧，由于環(huán)氧基直接連接在脂環(huán)上，能形成緊密的剛性分子結構，固化后交聯(lián)密度增大，使得固化后的材料具有較高的熱變形溫度，可達300℃以上；分子結構中不含苯環(huán)，表現(xiàn)出良好的耐UV性能和低吸濕性，比較適合用于戶外LED，但其固化過程中產生的內應力導致其它性能較差。雙酚A型環(huán)氧樹脂因原料易得、成本低、產量大、用途廣，被稱為通用型環(huán)氧樹脂，占環(huán)氧樹脂總用量的90%。該類樹脂具有良好的黏接性、耐腐蝕性、介電性能和成型性。但是，由于苯基和羥基的存在亦使得材料的耐熱性和韌性不高，耐濕熱性和耐候性比較差，容易發(fā)生黃變導致光衰，直接影響LED器件的使用壽命。另外，由于純環(huán)氧樹脂具有高的交聯(lián)結構，因而存在質脆、易疲勞、耐熱性不夠好、抗沖擊韌性差等缺點。因此，需要對其做進一步的改性才能保證封裝器件的可靠性及滿足多樣化的LED封裝要求。Charles等使用二或三烷氧基硅烷與環(huán)氧樹脂共混并反應，發(fā)現(xiàn)少量的硅烷即可降低材料的吸濕性，提高環(huán)氧的絕緣性和耐久性。Shiobara等則采用含氫的硅樹脂與烯丙基縮水甘油醚等化合物進行硅氫加成反應，制備有機硅改性的環(huán)氧化合物，然后將其與環(huán)氧樹脂進行共固化，得到高玻璃化轉變溫度、低熱膨脹系數(shù)及抗龜裂性好的封裝材料。Yoshinori等通過在聚二甲基硅氧烷鏈段中引入一定的苯基來改善與環(huán)氧樹脂的相容性，在側鏈上引入氨基與環(huán)氧反應，將有機硅鏈段接枝到環(huán)氧結構中來減少固化產物的內應力和耐高低溫沖擊性能。劉偉區(qū)等在有機硅改性環(huán)氧樹脂的發(fā)明專利中采用氯端基封端的有機硅與雙酚A型環(huán)氧樹脂中的羥基反應，生成有機硅改性雙酚A型環(huán)氧樹脂后，再將改性樹脂與各種電子封裝用環(huán)氧相混合并共同固化，達到了既提高環(huán)氧樹脂的韌性和耐熱性又能明顯降低吸水率的目的。此外，該工藝相對簡單，成本相對低廉，有利于大量推廣應用及工業(yè)化。Barton等的研究發(fā)現(xiàn)150℃左右環(huán)氧樹脂的透明度降低，LED光輸出減弱，在135～145℃范圍內還會引起樹脂嚴重退化，對LED壽命有重要的影響。在大電流情況下，封裝材料甚至會碳化，在器件表面形成導電通道，使器件失效。

為了提高材料的耐熱性，減少因黃變而引起的光衰，Suzuki等選擇脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的固化性能進行研究，結果發(fā)現(xiàn)這類材料經過幾周的老化實驗之后，其在400nm的光透過率仍為90%，具有良好的耐老化性，抗紫外輻射性很好。這是由于環(huán)氧基直接連接在脂環(huán)上，能形成緊密的剛性分子結構，固化后交聯(lián)密度增大，使得固化后的材料具有較高的熱變形溫度。同時，分子結構中不含苯環(huán)，具有優(yōu)良的耐候性、耐化學、耐沖擊性能、抗紫外輻射性。另外，因其是由脂環(huán)族烯烴經過有機過氧酸的環(huán)氧化制備得到的，其離子含量低，電性能好，不會因有氯的存在而產生對微電路的腐蝕等問題，適合于用作LED的封裝材料。李元慶等通過填充納米氧化鋅來提高對紫外光的屏蔽效果，減少紫外光對封裝膠的破壞。結果發(fā)現(xiàn)，選擇合適的粒徑對封裝材料的光學性能尤為重要，當ZnO含量低于0.07%（wt）、粒徑小于27nm時復合封裝材料在可見光區(qū)具有高的透明性，同時又有良好的耐紫外光輻射性，滿足UV-LED封裝的需要。Hi-sataka等人將粒徑5～40nm的二氧化硅和粒徑5～100nm的球形玻璃粉加入到有機硅改性環(huán)氧樹脂中，硫化成型后材料的透光率可達95.7%，折射率為1.53～1.56，線膨脹系數(shù)為40×10-6K-1左右，經200次冷熱沖擊后損壞率僅4%～12.5%。周利寅等在環(huán)氧固化體系中引入環(huán)氧倍半硅氧烷，利用氧倍半硅氧烷的籠型結構及高鍵能的硅氧鍵來提高環(huán)氧封裝料的耐熱性和抗黃變性。黃偉等采用4-乙烯基-環(huán)氧環(huán)己烷與含氫環(huán)體進行加成反應，然后使用β-二酮金屬絡合物作為催化劑來固化有機硅改性的環(huán)氧樹脂，發(fā)現(xiàn)產物具有優(yōu)良的光學性能、抗紫外、耐高溫老化性能，適合于UV-LED的封裝。由于使用的催化劑是有機金屬化合物，其在中溫與有機硅改性環(huán)氧樹脂中有良好的溶解性，本身耐高溫，可以有效避免因為使用胺或酐固化劑而產生的高溫黃變問題。此外，還有通過對雙酚A化合物進行加氫制備不含雙鍵的氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂來提高封裝材料的耐候性。

為了提高材料的硬度、耐冷熱沖擊能力，降低其模量，日本信越化學公司將含硅羥基的乙烯基硅樹脂、含氫硅油及少量有機硅彈性體加入環(huán)氧樹脂中，使用鉑系催化劑催化硅氫加成反應，烷氧基或?；蚬枇u基鋁化物作環(huán)氧固化劑，經注塑成型后獲得折射率高達1？51、硬度70A、不吸塵、低模量、低收縮率的LED封裝材料。另外，該封裝材料經-40℃/120℃冷熱沖擊1000次不開裂。雖然通過以上方法改性能夠一定程度上改善環(huán)氧樹脂封裝料的耐熱、抗黃變性能，但隨著商業(yè)化LED功率不斷提高，大功率的芯片需要更高的電流和導致更高結溫，對LED的封裝材料亦提出更高的要求?，F(xiàn)在的環(huán)氧及改性產品因自身熱阻比較大，不利于散熱而影響LED芯片的使用壽命，已不能滿足使用需求。為了有效地降低封裝熱阻，提高出光效率，必須尋找一種新的替代材料。

二、環(huán)氧樹脂電子封裝材料的發(fā)展趨勢

1.液晶環(huán)氧樹脂

液晶環(huán)氧樹脂是一種高度分子有序、深度分子交聯(lián)的聚合物網絡，它融合了液晶有序與網絡交聯(lián)的優(yōu)點，與普通環(huán)氧樹脂相比，其耐熱性、耐水性和耐沖擊性都大為改善，可以用來制備高性能復合材料；同時，液晶環(huán)氧樹脂在取向方向上線膨脹系數(shù)很小，而且其介電強度高、介電損耗小，是一種在電子封裝領域具有美好應用前景的新型功能材料。

2.新型脂環(huán)氧樹脂

脂環(huán)式環(huán)氧樹脂的合成中，不用環(huán)氧氯丙烷為原料，因此產品的有機氯含量為0。因此有可能開發(fā)出超高純度的環(huán)氧樹脂新材料，這對于電子封裝的高純凈要求十分有利。目前這方面的研究報道很少，幾乎沒有工業(yè)化的產品出現(xiàn)，是今后電子封裝材料值得注意的一個開發(fā)方向。

3.綠色環(huán)保封裝材料

塑封材料大多采用含各種添加成分的熱固環(huán)氧樹脂，固化后大部分可抵抗化學侵蝕，產品報廢時難以溶解，有的還會釋放出有害物質。隨著信息產業(yè)的飛速發(fā)展，器件封裝量日益增加，產品報廢時產生的廢物將迅速增加，這必然造成環(huán)境污染的問題。因此，開發(fā)綠色環(huán)保型封裝材料是未來的必然趨勢。解決這一問題的一個可能途徑是使用熱塑封裝材料，但這會帶來許多新的可靠性問題。

4.環(huán)氧樹脂基納米復合封裝材料

環(huán)氧樹脂中加入納米材料是一種行之有效的改性方法。納米材料的表面非配對原子多，與環(huán)氧樹脂發(fā)生物理或化學結合的可能性大，增強了粒子與基體的界面結合，因而可承擔一定的載荷，具有增強、增韌的可能，過精細控制無機超微粒子在環(huán)氧樹脂中的分散與復合，能以很少的無機粒子體積含量，在一個相當大的范圍內有效地改善復合材料的綜合性能，增強、增韌、抗老化，且不影響材料的加工特性。因此，如能采用有效的方法，解決納米材料在環(huán)氧基體中的分散問題，將有可能制備出強度好、韌性高、耐熱的高性能封裝材料。

當前，伴隨著高密度高性能的要求出現(xiàn)了許多新的發(fā)展形式，電子封裝的概念也已從傳統(tǒng)的器件轉為系統(tǒng)，即在封裝的信號傳遞、支撐載體、熱傳導、芯片保護等傳統(tǒng)功能的基礎上進一步擴展，利用薄膜、厚膜工藝以及嵌入工藝將系統(tǒng)的信號傳輸電路及大部分有源、無源元件進行集成，并與芯片的高密度封裝和元器件外貼工藝相結合，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的封裝集成，達到最高密度的封裝。封裝面向系統(tǒng)在國際上已成為該領域的制高點，各大公司都在投入巨資進行發(fā)展。高分子材料的發(fā)展將為封裝技術的革命提供更多可選擇的新型材料，特別是塑料共混改性技術的發(fā)展，一系列高性能、新功能、低成本新材料大量涌現(xiàn)。將反應性擠出增容技術、分子原位復合技術、反應擠出合成技術等新技術應用于封裝材料的研究，必將大大推動封裝技術的進步和發(fā)展。高分子材料的改性新技術與面向系統(tǒng)的封裝相結合，有可能導致封裝技術的新革命。

參考文獻

[1] 陶長元、董福平、杜軍、劉弘煒. LED封裝用環(huán)氧樹脂的研究進展.[C].第十一次全國環(huán)氧樹脂應用技術學術交流會論文集，江蘇常熟，2005

[2] 周利寅、賀英、張文飛、諶小斑. LED封裝用環(huán)氧樹脂/環(huán)氧倍半硅氧烷雜化材料的研制[J].工程塑料應用， 2009， 37（3）：5-8.

[3] Huang W， Yuan Y X， Yu Y Z. Synthesis， curing and proper-ties of silicone-epoxies[J]. Journal of Adhesion and Interface.2006， 7（4）：39-44.