金属封装外壳发展及趋势
可伐合金处理工艺对微晶玻璃-金属封装外壳可靠性的影响
关键词 ：微 晶玻璃－ 金属外壳 ；可伐合金；可靠性
中圈分 类号 ： Ｔ Ｎ３ ０ ５ ． ９ ４ 文 献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ： ２ ０ ９ ５ － ８ ４ １ ＂１ ０ ． １ ４ １ ０ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ — ８ ４ １ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ４ ． ０ ０ ３
ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ，ｓ ｕｃ ｈ ａ ｓ ｄ ｅ ｃ ａ ｒ ｂｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｐ ｒ ｅ ｏ ｄ ｘ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｃ ｋ ａ ｇ ｅ ｓ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏｆ ｈ ｅ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ
Ｃｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ ｓ －Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ Ｐａ ｃ ｋａ ｇ ｅ
Ｌｉ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｘｕ ，Ｙｕ ｎｉ ｎｇ Ｃｈ ｅ ｎ
Ｏ Ｖａ ｉ ｎ ｇ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ Ｄｅ ｖｉ ｃ ｅ ｓ Ｉ ｎｓ ｔ ｉ ｆ “ ｔ ｅ ，Ｎａ ｉ ｎ ｇ ，２１ Ｏ ０１ ６ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
玻 璃 以来 ，开 创 了它在 真空技 术领域 中应 用 的可 能 性【 】 ］ 。微 晶玻璃 能兼 有玻璃和 陶瓷两者所需 的性能 ，
微电子封装
晶圆：由普通硅砂熔炼提纯拉制成硅柱后切成的单晶硅薄片微电子封装技术特点：1：向高密度及高I/O引脚数发展，引脚由四边引出趋向面阵引出发展2：向表面组装示封装(SMP)发展,以适应表面贴装（SMT）技术及生产要求3：向高频率及大功率封装发展4：从陶瓷封装向塑料封装发展5：从单芯片封装（SCP）向多芯片封装（MCP）发展6：从只注重发展IC芯片到先发展封装技术再发展IC芯片技术技术微电子封装的定义：是指用某种材料座位外壳安防、固定和密封半导体继承电路芯片，并用导体做引脚将芯片上的接点引出外壳狭义的电子封装技术定义：是指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，引出接线端子，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺技术。
（最基本的）广义的电子封装技术定义：是指将半导体和电子元器件所具有的电子的、物理的功能，转变为能适用于设备或系统的形式，并使之为人类社会服务的科学与技术。
（功能性的）微电子封装的功能：1：提供机械支撑及环境保护；2：提供电流通路；3：提供信号的输入和输出通路；4：提供热通路。
微电子封装的要点：1：电源分配；2：信号分配;3：机械支撑；4：散热通道；5：环境保护。
零级封装：是指半导体基片上的集成电路元件、器件、线路；更确切地应该叫未加封装的裸芯片。
一级封装：是指采用合适的材料（金属、陶瓷或塑料）将一个或多个集成电路芯片及它们的组合进行封装，同时在芯片的焊区与封装的外引脚间用引线键合（wire bonding,WB）、载带自动焊（tape automated bonding,TAB）、倒装片键合（flip chip bonding，FCB）三种互联技术连接，使其成为具有实际功能的电子元器件或组件。
二级封装技术：实际上是一种多芯片和多元件的组装，即各种以及封装后的集成电路芯片、微电子产品、以及何种类型元器件一同安装在印刷电路板或其他基板上。
电力电子器件的发展与趋势
电力电子器件的发展与趋势随着现代电力系统和电子技术的快速发展，电力电子器件在能源转换和电力控制方面的作用日益重要。
本文将探讨电力电子器件的发展历程和当前的趋势。
一、电力电子器件的发展历程电力电子器件起源于20世纪50年代，最早用于电力电子转换器和变频器等领域。
在过去的几十年中，电力电子器件经历了从硅基材料到碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体材料的转变。
这些新材料具有更高的电子迁移率和温度稳定性，能够承受更高的温度和电压，提高了电力电子器件的效率和可靠性。
同时，电力电子器件的封装技术也在不断发展。
最初的器件封装采用普通结构，如二极管、三极管等采用金属外壳，使得器件散热效果相对较差。
而随着电子器件功率密度的提高，高效的封装结构应运而生，如无机封装、有机封装和双轨封装等。
这些封装结构不仅提高了散热性能，还减小了尺寸和重量，满足了电力电子器件高密度集成和散热要求。
二、电力电子器件的当前趋势1. 高频高效率随着电子技术的进步，电力电子器件正朝着高频高效率的方向发展。
新材料的应用和器件结构的改进使得电力电子器件的开关频率不断提高，传输损耗减少，效率更高。
例如，功率MOSFET和晶闸管等器件，其开关频率已经达到数兆赫兹，能够实现更高的电力变换效率。
2. 大功率大电流随着电力电子应用领域的扩大，对于大功率大电流电力电子器件的需求不断增加。
同时，新材料的应用和器件结构的改进也使得电力电子器件能够承受更高的电流和功率，满足更多领域的需求。
例如，碳化硅MOSFET和氮化镓HEMT等器件，其电流密度和耐压能力大大提高，适用于电力电子交流传输、电机驱动等高功率应用领域。
3. 高可靠性电力电子器件通常在高温、高电压和高电流等恶劣工况下工作，因此高可靠性是其发展的重要方向。
新材料的应用、封装技术的改进和智能控制系统的应用，可以减少器件的故障率、延长器件的寿命、提高系统的稳定性。
例如，采用双轨封装和无机封装等高可靠性封装结构，能够有效降低器件的温度和电压应力，提高器件的工作可靠性。
微电子封装技术及发展趋势综述
和ｓ ｉ —Ａ Ｌ丝 。焊点强度高可满足 ７ ０ 微 米以上尺 寸和艰巨的焊接需要。这种焊接方式 的优点是灵 活、 方便 ， 主要缺点 是 引线过 长 、 压 焊过 重 ， 易 引起 短 路或失效。
图 １ 微 电子封装 的级别
图２ ＷＢ技 术
１ 微 电子封 装关键 技术
１ ． １ ． ２ Ｔ Ａ Ｂ技 术
技术 ， ２ ０ １ １ ， ３ ２ （ ４ ） ： １ ９ ７—２ ０ １ ．
［ ５ ］郎鹏 ， 高志方， 牛 艳 红 ．３ Ｄ封 装 与 硅 通孔 （ Ｔ Ｓ Ｖ） 工 艺 ［ Ｊ ］ ． 电子工艺技术 ， ２ ０ ０ ９ ， ３ ０ （ ６ ） ： ７ ５—８ １ ． ［ ６ ］杨光育 ， 杨建 宁 ， 韩依 楠 ． 电 子产 品 ３ Ｄ ＿ － 立体 组 装技 术 ［ Ｊ ］ ． 电子工艺技术 ， ２ ０ ０ ８ ， ２ ９ （ １ ） ： ３ ３—３ ４ ． ［ ７ ］张为 民， 郑红 宇 ， 严伟 ． 电子封装 与微组装 密闭的特点 与 发展趋势 ［ Ｊ ］ ． 国防制造技术 ， ２ ０ １ ０ ， ２ （ １ ） ： ６ ０—６ ２ ．
［ ２ ］高尚通 ． 跨世纪 的微 电子封 装［ Ｊ ］ ． 半 导体情报 ， ２ ０ ０ ０ ，３ ７
（ ６ ） ： １ —７ ．
ＭＥ ＭＳ 器件与传统的各类传感器相 比， 具有体 积小 、 重量 轻、 功耗低 、 可靠性高等特点 ， 在航 空 、 航 天、 生 物 医学等 领域 都有 十分 广 阔的应 用前景 。
总之 ， 微 电子封装技术是微 电子制造技术 的延 伸， 其 发展 的快慢 以及 所 达 到 的 技术 水 平 和 生 产 规 模， 直接影响整机产品或电子 系统 的发展。微 电子 封装技术的发展动力来源于电子 产品的更新换代 ， 代产 品造 就一 代 技 术 ， 未 来 的技 术 发展 还 会 沿 袭
集成电路封装技术
集成电路封装技术在电子学金字塔中的位置既是金字塔的尖顶又是金字塔的基座。
说它同时处在这两种位置都有很充分的根据。
从电子元器件（如晶体管）的密度这个角度上来说，IC代表了电子学的尖端。
但是IC又是一个起始点，是一种基本结构单元，是组成我们生活中大多数电子系统的基础。
同样，IC 不仅仅是单块芯片或者基本电子结构，IC的种类千差万别（模拟电路、数字电路、射频电路、传感器等），因而对于封装的需求和要求也各不相同。
本文对IC封装技术做了全面的回顾，以粗线条的方式介绍了制造这些不可缺少的封装结构时用到的各种材料和工艺。
集成电路封装还必须充分地适应电子整机的需要和发展。
由于各类电子设备、仪器仪表的功能不同，其总体结构和组装要求也往往不尽相同。
因此，集成电路封装必须多种多样，才足以满足各种整机的需要。
集成电路封装是伴随集成电路的发展而前进的。
随着宇航、航空、机械、轻工、化工等各个行业的不断发展，整机也向着多功能、小型化方向变化。
这样，就要求集成电路的集成度越来越高，功能越来越复杂。
相应地要求集成电路封装密度越来越大，引线数越来越多，而体积越来越小，重量越来越轻，更新换代越来越快，封装结构的合理性和科学性将直接影响集成电路的质量。
因此，对于集成电路的制造者和使用者，除了掌握各类集成电路的性能参数和识别引线排列外，还要对集成电路各种封装的外形尺寸、公差配合、结构特点和封装材料等知识有一个系统的认识和了解。
以便使集成电路制造者不因选用封装不当而降低集成电路性能;也使集成电路使用者在采用集成电路进行征集设计和组装时，合理进行平面布局、空间占用，做到选型恰当、应用合理。
为什么要对芯片进行封装？任何事物都有其存在的道理，芯片封装的意义又体现在哪里呢？从业内普遍认识来看，芯片封装主要具备以下四个方面的作用：固定引脚系统、物理性保护、环境性保护和增强散热。
下面我们就这四方面做一个简单描述。
1.固定引脚系统要让芯片正常工作，就必须与外部设备进行数据交换，而封装最重要的意义便体现在这里。
微电子封装技术综述论文
微电子封装技术综述论文摘要：我国正处在微电子工业蓬勃发展的时代，对微电子系统封装材料及封装技术的研究也方兴未艾。
本文主要介绍了微电子封装技术的发展过程和趋势，同时介绍了不同种类的封装技术，也做了对微电子封装技术发展前景的展望和构想。
关键字：微电子封装封装技术发展趋势展望一封装技术的发展过程近四十年中，封装技术日新月异，先后经历了3次重大技术发展。
IC封装的引线和安装类型有很多种，按封装安装到电路板上的方式可分为通孔插入式TH 和表面安装式SM，或按引线在封装上的具体排列分为成列四边引出或面阵排列。
微电子封装的发展历程可分为3个阶段：第1阶段，上世纪70年代以插装型封装为主。
70年代末期发展起来的双列直插封装技术DIP，可应用于模塑料，模压陶瓷和层压陶瓷封装技术中，可以用于IO数从8~64的器件。
这类封装所使用的印刷线路板PWB成本很高，与DIP相比，面阵列封装，如针栅阵列PGA，可以增加TH类封装的引线数，同时显著减小PWB的面积。
PGA系列可以应用于层压的塑料和陶瓷两类技术，其引线可超过1000。
值得注意的是DIP和PGA等TH封装由于引线节距的限制无法实现高密度封装。
第2阶段，上世纪80年代早期引入了表面安装焊接技术，SM封装，比较成熟的类型有模塑封装的小外形，SO和PLCC型封装，模压陶瓷中的CERQUAD层压陶瓷中的无引线式载体LLCC和有引线片式载体LDCC，PLCC，CERQUAD，LLCC和LDCC都是四周排列类封装。
其引线排列在封装的所有四边，由于保持所有引线共面性难度的限制PLCC的最大等效引脚数为124。
为满足更多引出端数和更高密度的需求，出现了一种新的封装系列，即封装四边都带翼型引线的四边引线扁平封装QFP 与DIP，相比QFP的封装尺寸大大减小且QFP具有操作方便，可靠性高，适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线，封装外形尺寸小，寄生参数减小适合高频应用。
Intel公司的CPU，如Intel80386就采用的PQFP。
传统集成电路封装技术
L,C,R
IC
IC Package
Board Assembly System Assembly
• Fundamentals of microsystems packaging, Dr. Rao Tummulao
Institute of Microelectronics
6
1
集成块对IC芯片 = 身体对大脑
11
Institute of Microelectronics
12
2
IC封装的发展路线
国内封装的发展
Institute of Microelectronics
13
Institute of Microelectronics
14
一级封装的互连技术
(a) 倒装焊（flip chip）
(b) 引线键合（wire bonding）
传统集成电路封装技术
蔡坚 清华大学微电子学研究所 jamescai@
Institute of Microelectronics
1
概要
封装基础知识 传统集成电路封装流程
金属封装 陶瓷封装 塑料封装
芯片粘结（Die Attach） 基本的一级互连技术
Institute of Microelectronics
环氧 树脂
粘接剂
金属粉 粒
（银） 减少欧姆接 触
改善导热性
Institute of Microelectronics
33
共晶焊技术
低熔点合金焊，主要为金-硅 共晶焊接
机械强度高、热阻小、饱和压 降小、稳定性好、可靠性高
高温性能好，不脆化
Institute of Microelectronics
功率器件封装工艺详解公司最新ppt
封装工艺前的准备
对芯片进行外观检测，确认是否存在缺陷或损伤。
芯片放置与固定
芯片检测
将芯片按照规定放置在外壳内，确保芯片与引脚正确连接。
芯片放置
通过胶水或其他固定方式将芯片固定在外壳内，确保其稳定性。
固定芯片
电镀处理
为提高连接可靠性，对连接部分进行电镀处理，防止腐蚀和氧化。
引脚连接
将引脚与芯片连接，确保连接的稳定性和可靠性。
检测数据分析
根据检测结果反馈，对封装工艺进行改进和优化。
结果反馈与改进
国际标准
采用国际上通用的标准进行评估，如JIS标准等。
国家标准
参照国家制定的相关标准进行评估，如GB系列标准等。
企业标准
根据企业制定的相关标准进行评估，以确保封装工艺的质量符合企业要求。
封装工艺质量评估的标准
05
封装工艺常见问题与对策
公司积极申请专利，保护自主知识产权，为后续产品研发提供有力支持。
专利申请
公司积极参与相关技术标准制定，推动行业技术进步，促进产业升级。
参与标准制定
可靠性高
公司最新封装工艺可有效降低器件的电能损耗，提高转换效率，符合节能减排的政策要求。
效率高
集成度高
公司最新封装工艺的特点与优势
公司最新封装工艺采用高度集成的方案，减少了器件在电路板上的占用空间，提高了设备的紧凑性。
封装工艺的分类
根据封装工艺的特点和应用领域，可将其分为直插式封装和表面贴装两种。直插式封装是将功率器件的引脚插入印刷电路板上的插槽，然后进行焊接和固定；表面贴装则是将功率器件放置在印刷电路板表面，然后进行焊接和固定。
封装工艺的定义与分类
芯片连接
芯片连接是封装工艺的核心部分，其作用是将芯片与外部电路进行连接，以实现芯片的功能。芯片连接通常采用引线键合或倒装芯片连接两种方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属封装外壳发展及趋势
一、金属外壳的发展前景应用及要求
随着各电子行业的发展需求，金属封装外壳广泛应用于航天、航空、航海、野战、雷
达、通讯、兵器等军民用领域。目前，微电子领域产品运用的越来越广范，需求的量越来
越大，但产品质量要求越来越严，朝着超小型化、多功能、稳定性、重量轻、高性能、成
本低的方向发展领域；器件功率增大，封装壳体的散热特性已成为选择合适的封装技术的
一个非常重要因素。
二、 金属外壳封装的结构及特点
外壳作为集成电路的关键组件之一，主要起着电路支撑、电信号传输、散热、密封及
化学防护等作用，在对电路的可靠性影响以及占电路成本的比例方面，外壳均占有重要地
位。对材料性质分类 ，外壳的种类有：低温玻璃封装、陶瓷封装和金属封装。陶瓷封装和
金属封装由于其材料性质所决定，被认为是全密封的封装形式。
1.机械支撑：刚性外壳承载电路使其免受机械损伤，提供物理保护。2.电信号：传送外壳
上的引出线起到内、外电连接作用，参与内部电路与外围电路的电信号传递。
3.散热：对功率类电路，外壳的一个重要功能是将电路产生的热量传递至外界，避免电路
的热失效。
4.屏蔽：电磁屏蔽金属壳体在一定程度上能够隔离电磁信号，避免电磁干扰。
5. 密封保护：通过壳体与盖板所构成的气密封装使内部电路与外界环境隔绝，保护电路免
受外界恶劣气候的影响，尤其是水气对电路的腐蚀。
三、金属封装外壳分为六种系列
①UP系列（腔体直插式金属外壳）
②FP系列（扁平式金属外壳）
③UPP系列（功率金属外壳）
④FPP系列（扁平式功率金属外壳）
⑤ PP系列（平底式功率金属外壳）
⑥FO/TO系列（光电器件金属外壳）
四、金属封装外壳的设计其应用领域
1. 外壳性能和可靠性应进一步提高，满足航天、航空等各级混合集成电路的要求。
2.采用高端金属基复合材料，满足大功率电路的散热、密封性、低热应力、屏蔽性、防腐
性、轻重量等要求。
3.采用陶瓷作引出线的绝缘介质，使金属外壳的应用领域从低频电路扩大到高频电路。
4. 扩展外壳门类，研发外壳多品种新型化多样化目标，在通过军标线认证的技术平台上建
立金属封装外壳各系列技术认证。
结束语：
无论是上只星际宇宙探索，还是下至海底觅宝；无论是在国防尖端技术，还是民用工
业生产；不论是繁华的城市，还是宁静的乡村；都离不开金属封装外壳的存在，它普及人
们的生产生活中，未来金属封装外壳的发展依然广阔前景。