第三章-微电子封装形式的分类课件.ppt

1、 3.1概论概论 3.2按封装材料、封装器件、封装结构分类按封装材料、封装器件、封装结构分类 3.2.1金属封装金属封装(M)3.2.2塑料封装塑料封装(P)3.2.3陶瓷封装陶瓷封装(C)3.3按封装的外形、尺寸、结构分类按封装的外形、尺寸、结构分类 裸芯片裸芯片与与布线板布线板实现实现互连互连之后，需要通过之后，需要通过封装技术封装技术将其密封在将其密封在塑料、玻璃、金属或陶瓷外壳塑料、玻璃、金属或陶瓷外壳中，以确保中，以确保芯片能在各种恶劣条件下正常工作。芯片能在各种恶劣条件下正常工作。如果不经过封装，由于受空气中如果不经过封装，由于受空气中湿气和氧气湿气和氧气的影响的影响，芯片或电路元

2、件表面及布线板表面的导体图形和电芯片或电路元件表面及布线板表面的导体图形和电极等，会随时受到氧化和腐蚀极等，会随时受到氧化和腐蚀。因此，封装技术是十。因此，封装技术是十分重要的技术环节。分重要的技术环节。当第一只半导体晶体管出现时，同时也就开始了当第一只半导体晶体管出现时，同时也就开始了封装技术发展。封装技术发展。3.1概论概论器件和封装发展进展器件和封装发展进展电子管安装电子管安装,19001950年年v1900年，发明真空三极管，世界开始迈进电子时代年，发明真空三极管，世界开始迈进电子时代v1918年，各种无线电设备开始普遍采用电子管年，各种无线电设备开始普遍采用电子管v1920年，采用酚

3、醛层压板作为连线基板年，采用酚醛层压板作为连线基板v1936年，提出年，提出“印制电路印制电路”的概念的概念v1942年，发明最早实用化的双面年，发明最早实用化的双面 PCBv1947年，美国国家标准局以年，美国国家标准局以PWB应用于电子管电路为应用于电子管电路为前提，就材料、布线方法、搭载部件等提出包括前提，就材料、布线方法、搭载部件等提出包括26项的项的提案，涉及到涂布法、喷涂法、化学沉积法、模压法、提案，涉及到涂布法、喷涂法、化学沉积法、模压法、粉末烧结法等粉末烧结法等6种工艺，其中不少已包含当今种工艺，其中不少已包含当今PWB技术技术的雏形的雏形晶体管封装时期（晶体管封装时期（195

4、01960年）年）v1948年，发明晶体管年，发明晶体管v1957年，出现适于晶体管连接的年，出现适于晶体管连接的TO（圆柱外壳封圆柱外壳封装装）型封装方式）型封装方式v1958年，发明平面晶体管制造技术年，发明平面晶体管制造技术v1958年，年，第一个集成电路（第一个集成电路（IC）v1958年，首次实现年，首次实现晶体管树脂塑封晶体管树脂塑封v1960年，杜邦公司开发出年，杜邦公司开发出Ag-Pd系厚膜浆料系厚膜浆料v20世纪世纪60年代，年代，厚膜浆料厚膜浆料达到实用化达到实用化v20世纪世纪70年代以后，厚膜混合年代以后，厚膜混合IC获得长足发展。获得长足发展。元器件插装时期（元器件插

5、装时期（19601975年）年）v1961年，年，氧化铝流延片氧化铝流延片10叠层叠层共烧技术，金属化通孔共烧技术，金属化通孔工艺法的多层板制造工艺技术工艺法的多层板制造工艺技术v1962年，薄膜晶体管年，薄膜晶体管v1963年，扁平封装问世年，扁平封装问世 v1969年，陶瓷扁平封装年，陶瓷扁平封装v60年代，环氧玻璃布基覆铜箔层压板，环氧树脂多层基年代，环氧玻璃布基覆铜箔层压板，环氧树脂多层基板。热塑性薄膜底基材料板。热塑性薄膜底基材料v60年代初，平面矩阵球形焊料端子、芯片用模注树脂封年代初，平面矩阵球形焊料端子、芯片用模注树脂封装装v60年代后半期，年代后半期，氧化铝多层基板氧化铝多层

6、基板v70年代中期，年代中期，1000以下的玻璃陶瓷基板以下的玻璃陶瓷基板元器件插装时期（元器件插装时期（19601975年）年）v70年代，连续自动化卷轮（盘）式操作的新工艺年代，连续自动化卷轮（盘）式操作的新工艺聚酰亚胺薄膜带作载体的聚酰亚胺薄膜带作载体的 带载式带载式 IC封装工艺封装工艺塑料封装的塑料封装的双列直插式封装双列直插式封装（DIP）扁平形态塑料封装引线型扁平形态塑料封装引线型DIPPWB（特别是多层板）用材料和生产技术的研发，（特别是多层板）用材料和生产技术的研发，特别是积层粘结方法，半固化法（粘结片）的改良，特别是积层粘结方法，半固化法（粘结片）的改良，覆膜电镀等方面覆膜

7、电镀等方面SMT技术应用于技术应用于TV高频头、高频头、VTR等等混合混合 IC热印头热印头表面贴装（表面贴装（SMT）时期（）时期（1975年一）年一）v70年代中期，适应年代中期，适应SMT要求，要求，PWB开发实质进展开发实质进展柔性刚性基板柔性刚性基板厚膜化学镀技术、通孔电镀技术厚膜化学镀技术、通孔电镀技术18微米铜箔技术微米铜箔技术盲孔及层间互连孔金属化技术盲孔及层间互连孔金属化技术v1975年，年，塑料封装的塑料封装的 QFPv1978年，年，“J”型引线式的表面贴装的型引线式的表面贴装的 PLCC（塑料无引线（塑料无引线芯片载体）芯片载体）v 1980年，富士通，莫来石型基板。比

8、氮化铝基板有更低的年，富士通，莫来石型基板。比氮化铝基板有更低的介电常数特性介电常数特性v1982年，实用化的年，实用化的SiC型陶瓷基板，玻璃陶瓷基板型陶瓷基板，玻璃陶瓷基板表面贴装（表面贴装（SMT）时期（）时期（1975年一）年一）v1980年开始，年开始，针栅阵列封装针栅阵列封装PGA问世问世v1991年，年，塑料塑料BGA，BGA进入真正的实用化阶段。进入真正的实用化阶段。国外专家，一般将以国外专家，一般将以QFP、TSOP为代表的周边引线型封为代表的周边引线型封装的出现看作为装的出现看作为SMT的的“第一次革命第一次革命”，而把，而把20世纪世纪90年代中期真正大力普及起来的以年代

9、中期真正大力普及起来的以BGA、FBGA、BGA(CSP)为代表的平面栅阵布置引线型封装看作为为代表的平面栅阵布置引线型封装看作为SMT的的“第二次革命第二次革命”v1984年，日本年，日本NEC公司，引线框架式连接的公司，引线框架式连接的HICv1985年，富士通，年，富士通，42层超多层层超多层PCB。62层玻璃陶瓷低温共层玻璃陶瓷低温共烧多层基板烧多层基板（LTCC）v1986年，接触型年，接触型IC卡问世卡问世高密度封装时期（高密度封装时期（20世纪世纪90年代初年代初）v1990年年，日本，日本 IBM，SLC积层多层板积层多层板。用感光性。用感光性树脂作绝缘层，通过光致法制作微细通

10、孔的崭新技树脂作绝缘层，通过光致法制作微细通孔的崭新技术。开创了术。开创了PCB业一个新的时代业一个新的时代v20世纪世纪80年代末年代末90年代初，年代初，多芯片组件技术多芯片组件技术兴起兴起v1992年起，通用电气公司年起，通用电气公司3D MCM，开拓了实现系，开拓了实现系统集成的新途径，发展统集成的新途径，发展三维立体封装三维立体封装的先例。的先例。v1996年，索尼公司，数码相机中搭载了年，索尼公司，数码相机中搭载了20个个CSP封封装器件装器件高密度封装时期（高密度封装时期（20世纪世纪90年代初年代初）v1997年，日本率先将年，日本率先将CSP产品投放于市场。产品投放于市场。C

11、SP是实现高是实现高密度、微小型化的封装，是密度、微小型化的封装，是21世纪初高密度封装技术发展的世纪初高密度封装技术发展的主流。主流。v1997年，不含溴、不含锑的年，不含溴、不含锑的绿色型绿色型PCB基材基材开始工业化，开始工业化，并投放市场。并投放市场。v半导体半导体IC的的金属互连金属互连在整个在整个IC芯片中所占的面积越来越大，芯片中所占的面积越来越大，金属互连问题成为了此后金属互连问题成为了此后IC发展的关键发展的关键v1998年，年，Motorola，IBM，六层铜互连工艺六层铜互连工艺新发明新发明v19992000年，日本、美国、中国台湾，年，日本、美国、中国台湾，环氧环氧CL

12、AY纳米纳米级复合材料级复合材料在覆铜板中应用成果的专利申请，纳米技术在封在覆铜板中应用成果的专利申请，纳米技术在封装基板上的应用装基板上的应用 目前，芯片封装技术已经历了目前，芯片封装技术已经历了几代变迁几代变迁，芯片面芯片面积与封装面积之比越来越接近积与封装面积之比越来越接近1，引脚数增多引脚数增多，引引脚间距减小脚间距减小，重量减小重量减小，适用频率更高适用频率更高，耐温性能耐温性能更好更好，可靠性提高可靠性提高，使用更加方便使用更加方便。因此，我们去因此，我们去买芯片买芯片，经常会问到某芯片，经常会问到某芯片采用什采用什么封装方式么封装方式，或者说，它们采用，或者说，它们采用何种封装形

13、式何种封装形式？同？同时也会进一步问，时也会进一步问，该种封装形式有什么样的技术特该种封装形式有什么样的技术特点以及优越性点以及优越性？本章将介绍几种主要本章将介绍几种主要芯片封装形式、分类方法及芯片封装形式、分类方法及特点特点。3.2 微电子封装形式的分类微电子封装形式的分类 微电子封装形式按微电子封装形式按封装材料封装材料分，主要可以分为分，主要可以分为四种形式：四种形式：金属封装金属封装、塑料封装、陶瓷封装和金塑料封装、陶瓷封装和金属陶瓷封装；属陶瓷封装；根据根据气密性气密性可以分为可以分为气密封装气密封装和和非非气密封装气密封装。典型的封装形式典型的封装形式 3.2.1金属封装金属封装

14、(M)1.金属封装的概念金属封装的概念 金属封装是采用金属封装是采用金属金属作为作为壳体或底座壳体或底座，芯片直接芯片直接或通过基板或通过基板安装在安装在外壳或底座上外壳或底座上的一种电子封装形的一种电子封装形式。式。为了避免器件的性能受到影响，金属封装的为了避免器件的性能受到影响，金属封装的信号信号和电源引线和电源引线大多采用大多采用玻璃玻璃-金属密封工艺金属密封工艺或或金属陶瓷金属陶瓷密封工艺密封工艺。由于金属封装具有良好的由于金属封装具有良好的散热能力和电磁屏蔽能散热能力和电磁屏蔽能力力，因而常被用作，因而常被用作高可靠要求和定制的专用气密封高可靠要求和定制的专用气密封装装。目前，主要应

15、用于模件、电路和器件中，包括：目前，主要应用于模件、电路和器件中，包括：（1）光电器件封装光电器件封装：带光窗型、带透镜型、带光纤型：带光窗型、带透镜型、带光纤型 （2）微波模块和混合电路封装微波模块和混合电路封装：双列直插型、扁平型：双列直插型、扁平型 （3）特殊器件封装特殊器件封装：矩阵类、多层多腔型、无磁材料型：矩阵类、多层多腔型、无磁材料型 （4）分立器件封装分立器件封装：（5）专用集成电路封装：专用集成电路封装：2.金属封装的工艺流程金属封装的工艺流程典型的金属封装工艺流程典型的金属封装工艺流程工艺注意问题：工艺注意问题：(1)在装配前，需进行烘焙，目的将金属中的气泡或在装配前，需进

16、行烘焙，目的将金属中的气泡或者湿气驱赶出来，减小与腐蚀相关的实效；者湿气驱赶出来，减小与腐蚀相关的实效；(2)在装配过程中，温度不能始终维持高温，而是要在装配过程中，温度不能始终维持高温，而是要按照一定的降温曲线配合各个阶段的工艺，减小后工按照一定的降温曲线配合各个阶段的工艺，减小后工艺步骤对先前工艺的影响；艺步骤对先前工艺的影响；(3)封装盖板和壳体的封接面上不可以出现任何空隙封装盖板和壳体的封接面上不可以出现任何空隙或没有精确对准，会引起器件的密封问题；或没有精确对准，会引起器件的密封问题；(4)为减少水汽等有害气体成分，封盖工艺一般在氮为减少水汽等有害气体成分，封盖工艺一般在氮气等干燥保

17、护气氛下进行。气等干燥保护气氛下进行。封盖工艺：封盖工艺：封盖工艺封盖工艺是金属封装中是金属封装中比较特殊的一道工艺比较特殊的一道工艺，目前，目前常见的封盖工艺有：常见的封盖工艺有：平行缝焊平行缝焊、激光封焊激光封焊和和低温焊料低温焊料焊接焊接等。等。(1)平行缝焊平行缝焊 平行缝焊封接法是指用平行缝焊封接法是指用两个端部倾角两个端部倾角45角的圆柱角的圆柱形电极，形电极，以以一定压力同时压在金属盖板和金属焊接环一定压力同时压在金属盖板和金属焊接环上上进行进行电气熔焊的气密性封接电气熔焊的气密性封接方法。该方法不宜采用方法。该方法不宜采用形状复杂的外形形状复杂的外形。平行缝焊法平行缝焊法平行缝

18、焊的焊接环形状平行缝焊的焊接环形状 平行缝焊是一种可靠性较高的封盖方式，平行缝焊是一种可靠性较高的封盖方式，盖板和焊盖板和焊接环等平行封焊材料接环等平行封焊材料对封装中对封装中气密性气密性以及以及气密性成品气密性成品率率有重要影响。有重要影响。因此，高质量的平行缝焊盖板必须因此，高质量的平行缝焊盖板必须 具备具备以下特性以下特性：(a)盖板盖板的热膨胀系数要与底座的热膨胀系数要与底座焊接环相匹配焊接环相匹配、与、与瓷体相瓷体相近近；(b)焊接熔点温度要尽可能低；焊接熔点温度要尽可能低；(c)耐腐蚀性能优良；耐腐蚀性能优良；(d)尺寸误差小；尺寸误差小；(e)平整、光洁、毛刺小、玷污小。平整、光

19、洁、毛刺小、玷污小。(2)激光封焊激光封焊 在多层布线的在多层布线的设定位置上设定位置上，银焊料银焊料作为作为封焊金属封焊金属基体的焊接环基体的焊接环，将金属外壳扣在焊接环上，使二者处，将金属外壳扣在焊接环上，使二者处于于紧密接触状态紧密接触状态；在；在激光束能量的作用下激光束能量的作用下，焊接环和，焊接环和金属外壳同时熔化，冷却后完成的气密性封接方法。金属外壳同时熔化，冷却后完成的气密性封接方法。该方法属于气密性封接技术，与上述的平行缝焊该方法属于气密性封接技术，与上述的平行缝焊封接技术相比，可以用于封接技术相比，可以用于大型的大型的MCM以及以及外形复杂的外形复杂的MCM，并且能保证高可靠

20、性。，并且能保证高可靠性。激光封焊技术激光封焊技术 (3)低温焊料焊接低温焊料焊接 低温焊料焊接是指低温焊料焊接是指通过钎焊将金属外壳固定在多层通过钎焊将金属外壳固定在多层布线板上布线板上，将，将IC芯片与外气隔绝芯片与外气隔绝。为了利用钎焊实现气密性封接的目的，要求钎焊与为了利用钎焊实现气密性封接的目的，要求钎焊与被钎焊材料之间具有良好的被钎焊材料之间具有良好的浸润性浸润性。通常采用。通常采用Sn63/Pb37（锡铂）共晶焊料。（锡铂）共晶焊料。3.金属封装特点金属封装特点 金属封装金属封装精度高，尺寸严格精度高，尺寸严格；金属零件以冲、金属零件以冲、挤为主，便于大量生产挤为主，便于大量生产

21、；价格低廉，性能优良价格低廉，性能优良；芯片放置容易，应用灵活芯片放置容易，应用灵活，可靠性高，可以得到可靠性高，可以得到大体积的空腔大体积的空腔。金属封装形式多样、加工灵活，可以和某些部金属封装形式多样、加工灵活，可以和某些部件件(如混合集成的如混合集成的A/D或或D/A转换器转换器)融为一体，既融为一体，既适合适合低低I/O数的单芯片和多芯片数的单芯片和多芯片的封装的封装(如振荡器、如振荡器、放大器、混频器、鉴频鉴相器、放大器、混频器、鉴频鉴相器、DC/DC变换器、变换器、滤波器、继电器等产品滤波器、继电器等产品)，也适合，也适合MEMS、射频、射频、微波、光电、声表面波和大功率器件微波、

22、光电、声表面波和大功率器件的封装。的封装。4.金属封装材料要求金属封装材料要求 为实现对为实现对芯片支撑芯片支撑、电气连接电气连接、热耗散热耗散、机械机械和环境的保护和环境的保护，金属封装材料应满足，金属封装材料应满足以下要求以下要求：(1)与芯片或陶瓷基板的热膨胀系数匹配，减小或避免热应与芯片或陶瓷基板的热膨胀系数匹配，减小或避免热应力的产生；力的产生；(2)非常好的导热性，提供热耗散；非常好的导热性，提供热耗散；(3)非常好的导电性，减少传输延迟；非常好的导电性，减少传输延迟；(4)良好的良好的EMI/RFI（电磁干扰（电磁干扰/射频干扰）屏蔽能力；射频干扰）屏蔽能力；(5)较低的密度，足

23、够的强度和硬度，良好的加工或成型性较低的密度，足够的强度和硬度，良好的加工或成型性能；能；(6)可镀覆性、可焊性和耐腐蚀性，易实现与芯片、盖板、可镀覆性、可焊性和耐腐蚀性，易实现与芯片、盖板、印刷板的可靠结合、密封和环境的保护；印刷板的可靠结合、密封和环境的保护；(7)较低的成本。较低的成本。5.传统金属封装材料传统金属封装材料 金属材料的选择金属材料的选择与与金属封装的质量和可靠性有金属封装的质量和可靠性有直接的关系直接的关系，常用的，常用的传统金属封装材料有传统金属封装材料有：Al、Cu、Mo、W、钢以及、钢以及CuW、Ni-Fe、CuMo和和CuW合金等。它们都有很好的合金等。它们都有很

24、好的导热能力导热能力，并且具，并且具有有比硅材料高的热膨胀系数比硅材料高的热膨胀系数。6.新型金属封装材料新型金属封装材料 近年来新开发出很多种近年来新开发出很多种金属基复合材料金属基复合材料，它们，它们都是以都是以Mg、Al、Cu、Ti等金属或金属间化合物为等金属或金属间化合物为基体基体，以，以颗粒、晶须、短纤维或连续纤维为增强颗粒、晶须、短纤维或连续纤维为增强体体的一种复合材料。的一种复合材料。与传统的金属封装材料相比，主要有以下与传统的金属封装材料相比，主要有以下优点优点：(1)可以通过改变可以通过改变增强体种类、体积分数、排列方式或改变增强体种类、体积分数、排列方式或改变基体合金基体合

25、金，来改变材料的，来改变材料的热物理性能热物理性能，满足封装热耗散的，满足封装热耗散的要求，甚至简化封装的设计；要求，甚至简化封装的设计；(2)材料制造灵活，成本不断降低，特别是材料制造灵活，成本不断降低，特别是可直接成型可直接成型，避，避免了昂贵的加工费用和加工造成的材料损耗；免了昂贵的加工费用和加工造成的材料损耗；(3)特别研制的特别研制的低密度、高性能金属基复合材料低密度、高性能金属基复合材料非常适用于非常适用于航空航天。航空航天。随着电子封装向随着电子封装向高性能、低成本、低密度和集成高性能、低成本、低密度和集成化方向化方向发展，对发展，对金属封装材料金属封装材料的要求越来越高，金属的

26、要求越来越高，金属基复合材料将发挥着越来越重要的作用，因此，基复合材料将发挥着越来越重要的作用，因此，金属金属基复合材料的研究和使用基复合材料的研究和使用将是今后的将是今后的重点和热点之一重点和热点之一。3.2.2 塑料封装塑料封装(P)1.塑料封装的概念和特点塑料封装的概念和特点 塑料封装塑料封装是指采用是指采用环氧树脂、塑料、硅树脂等环氧树脂、塑料、硅树脂等有机树脂材料有机树脂材料覆盖在覆盖在半导体器件或电路芯片上半导体器件或电路芯片上，经过经过加热固化完成封装，使其与外界隔绝加热固化完成封装，使其与外界隔绝。一般。一般认为它是非气密性封装。认为它是非气密性封装。目前，塑料封装产品约占目前

27、，塑料封装产品约占IC封装市场的封装市场的95%，并且可靠性不断提高，在并且可靠性不断提高，在3GHz以下的工程中大量以下的工程中大量使用。使用。塑料封装的主要塑料封装的主要特点特点：工艺简单、成本低廉、工艺简单、成本低廉、便于自动化大生产。便于自动化大生产。2.塑料封装材料塑料封装材料 标准的塑料封装标准的塑料封装材料主要有：材料主要有：70%的填充料的填充料（主要是二氧化硅）、（主要是二氧化硅）、18%环氧树脂环氧树脂、固化剂固化剂、耦耦合剂、脱模剂、阻燃剂和着色剂合剂、脱模剂、阻燃剂和着色剂等。等。上述各种配料成分应用与哪些因素有关：上述各种配料成分应用与哪些因素有关：(1)取决于应用中

28、的取决于应用中的热膨胀系数、介电常数、密封热膨胀系数、介电常数、密封性、吸湿性、强韧性性、吸湿性、强韧性等参数的要求等参数的要求 (2)提高强度、降低价格提高强度、降低价格等因素。等因素。3.塑料封装的工艺流程塑料封装的工艺流程 塑料封装若无特别的说明，都是指塑料封装若无特别的说明，都是指转移成型封转移成型封装装。具体的工艺流程具体的工艺流程包括：包括：硅片减薄、切片、芯片贴装、引线键合、转移成硅片减薄、切片、芯片贴装、引线键合、转移成型、后固化、去飞边毛刺、上焊锡、切筋打弯、型、后固化、去飞边毛刺、上焊锡、切筋打弯、打码等多道工序。打码等多道工序。有时也将工序分成有时也将工序分成前后道两部分

29、前后道两部分，塑料包封前，塑料包封前的工艺步骤称为的工艺步骤称为装配或前道工序装配或前道工序；塑料包封后的；塑料包封后的工艺步骤称为工艺步骤称为后道工序后道工序。典型的塑料封装工艺流程典型的塑料封装工艺流程4.覆盖树脂的方法覆盖树脂的方法 (1)涂布法涂布法 用毛笔或毛刷等蘸取环氧树脂或硅脂，直接在用毛笔或毛刷等蘸取环氧树脂或硅脂，直接在在半导体芯片及片式元件上涂布，经加热固化完在半导体芯片及片式元件上涂布，经加热固化完成封装。成封装。(2)滴灌法滴灌法 用注射器及布液器将粘度比较低的环氧树脂、用注射器及布液器将粘度比较低的环氧树脂、硅树脂等液态树脂滴灌在微互联于布线板上的半硅树脂等液态树脂滴

30、灌在微互联于布线板上的半导体芯片上，经加热固化完成封装。导体芯片上，经加热固化完成封装。(3)浸泡法浸泡法 将完成微互联的半导体芯片或片式元件浸入装将完成微互联的半导体芯片或片式元件浸入装满环氧树脂或酚树脂液体的浴槽中，浸泡一定时满环氧树脂或酚树脂液体的浴槽中，浸泡一定时间后向上提拉，经加热固化完成封装。间后向上提拉，经加热固化完成封装。(4)注型法（模注法）注型法（模注法）将完成微互联的半导体芯片或片式元件置入比将完成微互联的半导体芯片或片式元件置入比其尺寸略大的模具或树脂盒中，构成模块，在其其尺寸略大的模具或树脂盒中，构成模块，在其中的间隙中注入环氧树脂或酚树脂等液态树脂，中的间隙中注入环

31、氧树脂或酚树脂等液态树脂，经加热固化完成封装。经加热固化完成封装。(5)流动浸泡法流动浸泡法 将完成微互联的布线板在预加热的状态下，浸入装将完成微互联的布线板在预加热的状态下，浸入装满环氧树脂与氧化硅粉末的混合粉体，并处于流动状满环氧树脂与氧化硅粉末的混合粉体，并处于流动状态的流动浴槽中，浸泡一定时间，待粉体附着达到一态的流动浴槽中，浸泡一定时间，待粉体附着达到一定厚度后，经加热固化完成封装。定厚度后，经加热固化完成封装。各种树脂封装方法的特征对比各种树脂封装方法的特征对比5.塑封成形的缺陷塑封成形的缺陷 所有的塑封产品无论是采用所有的塑封产品无论是采用先进的传递模注封先进的传递模注封装装还是

32、采用还是采用传统的单注塑封封装传统的单注塑封封装，塑封成形，塑封成形缺陷缺陷总是普遍存在总是普遍存在的，而且是无法完全消除，成形缺的，而且是无法完全消除，成形缺陷主要有以下几种：陷主要有以下几种：(1)未填充；未填充；(2)气孔气孔/气泡气泡 ；(3)麻点麻点(表面多孔表面多孔)；(4)冲丝；冲丝；(5)小岛移动；小岛移动；(6)开裂；开裂；(7)溢料；溢料；(8)其他。其他。6.塑料封装的类型塑料封装的类型 从工程应用的角度，可以将塑料封装分为从工程应用的角度，可以将塑料封装分为引脚插入引脚插入型型、表面贴装型表面贴装型和和载带自动焊载带自动焊（TAB）型等几类）型等几类 目前，集成电路常用

33、的塑料封装有如下几种类型：目前，集成电路常用的塑料封装有如下几种类型：(1)PDIP:塑料双列直插封装塑料双列直插封装(plastic double in-line package)(2)PLCC:塑封无引线芯片载体塑封无引线芯片载体(plastic leadless chip carrier)(3)PSOP:塑料小尺寸封装塑料小尺寸封装(plastic small-oultlined package)(4)PQFP:四边引脚扁平塑料封装四边引脚扁平塑料封装(plastic quad flat packaging)(5)PPGA:塑封针栅阵列塑封针栅阵列(plastic pin grid ar

34、ray)(6)PBGA:塑料球栅阵列塑料球栅阵列(plastic ball grid array)(7)TBGA:载带球栅阵列载带球栅阵列(tape ball grid array)护。PDIPPLCCPSOPPQFP 3.2.3 陶瓷封装陶瓷封装 1.陶瓷封装概述陶瓷封装概述 陶瓷封装陶瓷封装是指采用是指采用陶瓷陶瓷作为作为壳体或底座壳体或底座，芯片直，芯片直接或通过基板安装在外壳或底座上的一种电子封装接或通过基板安装在外壳或底座上的一种电子封装形式。形式。与金属封装一样，陶瓷封装也是一种与金属封装一样，陶瓷封装也是一种气密性的密气密性的密封封装技术封封装技术，但，但价格低于金属封装价格低于

35、金属封装。封装体通常采。封装体通常采用的材料是用的材料是Al2O3、热膨胀系数为：、热膨胀系数为：6.7*10-6/0C.我国在我国在80年代末期经过科技攻关开发出第一代高年代末期经过科技攻关开发出第一代高密度封装产品，经过近十年的发展，目前，陶瓷封密度封装产品，经过近十年的发展，目前，陶瓷封装的主要企业有装的主要企业有6家，年生产能力家，年生产能力大约大约1100万只万只，生产产品主要是各类生产产品主要是各类集成电路封装和多层基板集成电路封装和多层基板等。等。2.陶瓷封装的特点：陶瓷封装的特点：(1)气密性好，封装体的可靠性高；气密性好，封装体的可靠性高；(2)具有优秀的电性能，可实现多信号

36、、地和电源层具有优秀的电性能，可实现多信号、地和电源层结构，并具有对复杂的器件进行一体化封装的能力；结构，并具有对复杂的器件进行一体化封装的能力；(3)导热性性能好，可降低封装体热耗散体积限制和导热性性能好，可降低封装体热耗散体积限制和成本；成本；(4)烧结装配时尺寸精度差、介电系数高，价格昂贵。烧结装配时尺寸精度差、介电系数高，价格昂贵。3.陶瓷封装的工艺流程：陶瓷封装的工艺流程：陶瓷封装的工艺分为两个阶段：陶瓷封装的工艺分为两个阶段：封装底座和形成封装底座和形成封装体封装体。(1)封装底座工艺过程：封装底座工艺过程：瓷片底板成型瓷片底板成型-金属化、电镀形成电极金属化、电镀形成电极-瓷片叠

37、瓷片叠层层-烧结。烧结。(2)形成封装体的工艺过程：形成封装体的工艺过程：粘片粘片-键合键合-加强固定加强固定-封盖。封盖。4.陶瓷封装的类型陶瓷封装的类型 陶瓷封装的种类繁多，包括陶瓷封装的种类繁多，包括金属陶瓷封装金属陶瓷封装和和一般陶瓷封装一般陶瓷封装两大类，前者主要应用于两大类，前者主要应用于各类同轴型和载带型分立器件封装各类同轴型和载带型分立器件封装、微波毫米波集成电路封装微波毫米波集成电路封装；后者大量应用于；后者大量应用于各类集成电路封各类集成电路封装装中，其代表品种有：中，其代表品种有：(1)CDIP:陶瓷双列直插封装陶瓷双列直插封装(ceramic double in-lin

38、e package)(2)LCC:塑封无引线芯片载体塑封无引线芯片载体(leadless chip carrier)(3)CQFP:四边引脚扁平陶瓷封装四边引脚扁平陶瓷封装(ceramic quad flat packaging)(4)CPGA:陶瓷针栅阵列陶瓷针栅阵列(ceramic pin grid array)(5)FC-CBGA:倒装焊型陶瓷球栅阵列倒装焊型陶瓷球栅阵列(flip-chip ceramic ball grid array)(6)FC-CCGA:倒装焊型陶瓷柱栅阵列倒装焊型陶瓷柱栅阵列(flip-chip ceramic colum grid array)(7)C-CSP

39、:陶瓷芯片封装陶瓷芯片封装(ceramic chip scale package)3.3 3.3 按封装的外形、尺寸、结构分类按封装的外形、尺寸、结构分类 所谓按外形，主要是根据所谓按外形，主要是根据封装接线端子的排布方式封装接线端子的排布方式对其对其进行分类，可分进行分类，可分引脚插入型、表面贴装型、载带自动焊型引脚插入型、表面贴装型、载带自动焊型。类类型型名称名称外形外形特特 征征材质材质引脚节距及并布置等引脚节距及并布置等缩写缩写中中 文文TABTAB型型TCPTCP带带 载载 封封 装装P P送带、定位、键合自动送带、定位、键合自动进行，进行，效率高效率高细节距（细节距（8080100

40、m100m）,便于便于 小型、薄型化小型、薄型化散热性能较差散热性能较差表表3-1 MOS LSI封装的种类和特征封装的种类和特征(P表示塑料，表示塑料，C表示陶瓷）表示陶瓷）MOS LSIMOS LSI封装的种类和特征（表中，封装的种类和特征（表中，P P表示塑料，表示塑料，C C表示陶瓷）表示陶瓷）类型类型名名 称称外形外形特特 征征缩写缩写中中 文文材质材质引脚节距及并布置等引脚节距及并布置等 引引脚脚插插入入型型SIPSIP单列直插式单列直插式封封 装装P P2.54mm(100mil)2.54mm(100mil)单方向引脚单方向引脚DIPDIP双列直插式双列直插式封封 装装P PC

41、C2.54mm(100mil)2.54mm(100mil)ZIPZIPZ Z型引脚型引脚直插式封装直插式封装P P单方向引脚单方向引脚2.54mm(100mil)2.54mm(100mil)S-S-DIPDIP收缩双列收缩双列直插式封装直插式封装P P1.778mm(70mil)1.778mm(70mil)SK-SK-DIPDIP窄型双列窄型双列直插式封装直插式封装C C P P2.54mm2.54mm宽度方向引脚节距为宽度方向引脚节距为 DIPDIP的的1/21/2PGAPGA针栅阵列针栅阵列插入式封装插入式封装C CP P2.54mm(100mil)2.54mm(100mil)类型类型名名

42、 称称外形外形特特 征征缩写缩写中中 文文材质材质引脚节距及布置等引脚节距及布置等表表面面贴贴装装型型SOPSOP小外形塑料小外形塑料封封 装装P P1.27mm(50mil)1.27mm(50mil)22方向引脚方向引脚)MSPMSP微型四方微型四方封封 装装P P1.27mm(50mil)1.27mm(50mil)1.016mm(40mil)1.016mm(40mil)1.27mm(50mil)1.27mm(50mil)QFPQFP四边引线四边引线 扁平扁平封装（塑封）封装（塑封）P P1.0mm1.0mm0.8mm0.8mm0.65mm(0.65mm(极限为极限为0.33mm)0.33m

43、m)44方向引脚方向引脚FPGFPG玻璃（陶瓷）玻璃（陶瓷）扁平封装扁平封装C C1.27mm(50mil)1.27mm(50mil)0.762mm(30mil)0.762mm(30mil)方向引脚方向引脚44方向引脚方向引脚类型类型名名 称称外形外形特特 征征缩写缩写中中 文文材质材质引脚节距及布置等引脚节距及布置等表表面面贴贴装装型型LCCCLCCC无引线陶瓷无引线陶瓷封装芯片载体封装芯片载体C C1.27mm(50mil)1.27mm(50mil)1.016mm(40mil)1.016mm(40mil)0.762mm(30mil)0.762mm(30mil)PLCCPLCC塑封无引线塑封

44、无引线芯芯 片片 载载 体体P P1.27mm(50mil)1.27mm(50mil)JJ形状弯曲形状弯曲44方向引脚方向引脚SOJSOJ小外形小外形J J引线引线塑料封装塑料封装P P1.27mm(50mil)1.27mm(50mil)JJ形状弯曲形状弯曲22方向引脚方向引脚BGABGA球球 栅栅 阵阵 列列封封 装装P PC C锡球中心距锡球中心距1.01.0，0.8mm0.8mm小型化小型化适用于多引脚，高频芯片适用于多引脚，高频芯片CSPCSP芯芯 片片 尺尺 寸寸大大 小小 封封 装装P PC C超小型超小型封装面积与芯片面积之比封装面积与芯片面积之比 小于小于1.21.2锡球中心距

45、锡球中心距1.01.0，0.80.8，0.650.65，0.5mm0.5mm封装类型英文全称中文含义封装类型英文全称中文含义SIP:single in-line package,单列直插式封装单列直插式封装DIP:dual in-line package,双列直插式封装双列直插式封装ZIP:zigzag in-line package,Z Z型引脚直插式封装型引脚直插式封装S-DIP:shrink dual in-line package,收缩双列直插式封装收缩双列直插式封装SK-DIP:skinny dual in-line package,窄带双列直插式封装窄带双列直插式封装PGA:pin

46、 grid array,针栅针列插入式封装针栅针列插入式封装SOP:small out-line package,小外形封装小外形封装MSP:mini square package,微型四方封装微型四方封装QFP:quad flat package,四边引脚扁平封装四边引脚扁平封装FPG:flat package of glass,玻璃玻璃(陶瓷）扁平封装陶瓷）扁平封装LCCC:leadless chip ceramic carrier,无引脚陶瓷封装芯片载体无引脚陶瓷封装芯片载体PLCC:plastic leadless chip carrier,塑封无引脚封装芯片载体塑封无引脚封装芯片载体SOJ:small out-line J lead package,J型引脚型引脚小外形封装小外形封装BGA:ball grid array,球栅阵列封装球栅阵列封装CSP:chip size package,chip scale package,芯片尺寸大小封装、芯片级封装芯片尺寸大小封装、芯片级封装TCP:tape carrier package,带载封装带载封装