金属封装外壳发展及趋势
微组装工艺
微组装工艺1 1.1 概述集成电路产业设计、制造、封装逐渐成为衡量一个国家综合国力的重要指标之一。
先进封装技术的发展使得日本在电子系统、特别是日用家电消费品的小型化方面一度走在了世界之前。
据估计我国集成电路的年消费将达到932亿美圆约占世界市场的20其中的30将用于电子封装则年产值将达几千亿人民币。
现在每年全国大约需要180亿片集成电路但我们自己制造特别是封装的不到20。
一、微电子封装微电子封装——A Bridge from IC to System 狭义芯片级 IC Packaging 广义芯片级系统级——电子封装工程电子封装工程将基板、芯片封装体和分立器件等要素按电子整机要求进行连接和装配实现一定电气.物理性能转变为具有整机或系统形式的整机装置或设备。
二、芯片级封装涉及的技术领域芯片封装技术涉及物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等学科。
所涉及材料包括金属、陶瓷、玻璃和高分子材料等。
芯片封装技术整合了电子产品的电气特性、热特性、可靠性、材料与工艺应用和成本价格等因素是以获得综合性能最优化为目的的工程技术。
1.2 微电子封装技术 1.2.1 概念一、微电子封装技术的定义利用薄膜技术及微细连接技术将半导体元器件及其它构成要素在框架和基板上布置、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结构的工艺。
二、封装的作用紧固的引脚系统将脆弱的芯片表面器件连线与外部世界连接起来物理性保护、支撑保护芯片需要外壳底座防止芯片破碎或受外界损伤环境性保护外壳密封防止芯片污染免受化学品、潮气等的影响散热封装体的各种材料本身可带走一部分热量 1.2.2 微电子封装技术的分级微电子封装可以分为几个层次零级封装、一级封装、二级封装和三级封装。
一、零级封装芯片互连级-CLP 按芯片连接方法不同又分为 1、芯片粘接IC芯片固定安装在基板上。
一般有以下几种方法 1 Au-Si合金共熔法 370?Au与Si有共熔点可在多个IC芯片装好后在氮气保护下烧结也可用超声熔焊法逐个熔焊。
功率器件封装工艺流程
2023-11-07
contents
目录
• 功率器件封装概述 • 前段封装工艺 • 后段封装工艺 • 特殊封装工艺 • 封装工艺材料与设备 • 封装工艺研究与发展趋势
01
功率器件封装概述
封装的作用与重要性
1 2 3
提高功率器件的可靠性
通过封装，可以保护功率器件免受环境因素（ 如温度、湿度、尘埃等）的影响，提高其可靠 性。
成品测试
外观检查
对封装完成的功率器件进行外观检查，包括 器件的高度、平整度、引脚是否歪斜等。
电气性能测试
对封装完成的功率器件进行电学性能测试，包括导 通电阻、耐压、电流等参数的测试。
环境适应性测试
对封装完成的功率器件进行环境适应性测试 ，包括高温高湿、振动、盐雾等恶劣环境的 测试。
04
特殊封装工艺
实现标准化和批量生产
通过封装，可以将不同规格和类型的功率器件 进行标准化，从而实现批量生产，提高生产效 率。
提高功率器件的性能
通过先进的封装技术，可以改善功率器件的性 能，例如降低内阻、提高散热性能等。
封装工艺的基本流程
引线键合
将芯片上的电极与引线连接起来， 通常采用超声波键合或热压键合等 方法。
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THANKS
封装设备
切割设备பைடு நூலகம்
用于将功率器件从原始芯片中分离出来， 并进行初步的切割和形状加工。
清洗设备
用于清洗封装过程中的各种材料和器件， 保证其清洁度和质量。
焊接设备
用于将金属引脚或其他连接件焊接到功率 器件上，保证其可靠性和稳定性。
检测设备
用于检测封装后的功率器件性能和质量， 包括电气性能测试、外观检测等。
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 ，
微系统封装基础
• 微系统封装概述 • 微系统封装技术 • 微系统封装材料 • 微系统封装工艺流程 • 微系统封装的应用 • 微系统封装的发展趋势与挑战
01
微系统封装概述
定义与特点
定义
微系统封装是将微电子器件、微 型机械、传感器、执行器等微型 元件集成在一个封装体内，实现 特定功能的微型化系统。
塑封成型工艺需要精确控制成型 参数，如温度、压力和时间等，
以确保外壳完整、密封性好。
切筋成型工艺
切筋成型是将塑封好的微系统从母板 中切割出来的过程，通常使用切筋成 型机进行。
切筋成型工艺需要使用切筋刀具将微 系统从母板中切割出来，同时需要控 制切割深度和速度，以确保微系统的 完整性。
05
微系统封装的应用
芯片贴装技术
总结词
芯片贴装技术是微系统封装中的基础技术，主要涉及将芯片贴装在基板上，通过 引脚或焊球实现电气连接。
详细描述
芯片贴装技术包括传统引脚插入和表面贴装技术。在传统引脚插入技术中，芯片 通过引脚与基板连接，而在表面贴装技术中，芯片通过焊球或导电胶与基板连接 。这些连接方式需满足电气和机械性能要求，以确保芯片的正常工作。
汽车电子领域应用
发动机控制系统
微系统封装技术用于制造高精度、高可靠性的发动机控制系统， 提高汽车的动力性和燃油经济性。
安全气囊系统
通过微系统封装技术，将传感器、处理单元等器件集成在安全气囊 系统中，提高汽车的安全性能。
车载信息娱乐系统
利用微系统封装技术实现小型化的车载信息娱乐设备，提供更加丰 富和便捷的车载娱乐体验。
总结词
高分子材料具有优良的加工性能、低成本和 生物相容性，在微系统封装中具有广泛应用 。
详细描述
集成电路封装的主要流程
集成电路封装的主要流程一、集成电路封装的概述集成电路封装是指将芯片通过一系列工艺步骤，将其封装在塑料、陶瓷或金属外壳中，以保护芯片并方便使用。
封装后的芯片可以直接安装在电路板上，从而实现电子产品的制造。
二、集成电路封装的主要流程1. 芯片切割首先需要将晶圆切割成单个芯片。
这一步骤需要使用专业设备进行操作，以确保切割精度。
2. 焊盘制作接下来需要在芯片上添加焊盘。
焊盘是连接芯片和电路板的重要部分。
通常使用化学蚀刻或光刻技术制作。
3. 封装材料准备根据产品需求选择合适的封装材料，如塑料、陶瓷或金属等。
同时需要准备好其他辅助材料，如导线、引脚等。
4. 芯片安放和连接将焊盘与导线连接，并将芯片安放在封装材料中。
这一步骤通常需要借助自动化设备进行操作。
5. 封装材料固化对于塑料封装，需要进行固化处理。
通常采用高温烘烤或紫外线照射等方式，以确保封装材料的稳定性和可靠性。
6. 引脚整形对于某些封装方式，如QFN、BGA等，需要对引脚进行整形。
这一步骤需要使用专业设备进行操作。
7. 测试和质检完成封装后，需要进行测试和质检。
测试包括功能测试、可靠性测试等，以确保芯片的性能符合要求。
质检则包括外观检查、尺寸测量等，以确保产品符合标准。
8. 包装和出货最后将芯片包装，并出货给客户。
包装方式通常有盘式、管式、卡式等多种选择。
三、集成电路封装的常见类型1. DIP（双列直插式）DIP是一种常见的集成电路封装方式，具有双列引脚，可以直接插入电路板上的孔中。
2. QFP（方形扁平式）QFP是一种较为流行的表面贴装型封装方式，具有方形外观和扁平引脚。
该种封装方式通常用于中小功率芯片。
3. BGA（球形网格阵列式）BGA是一种高密度表面贴装型封装方式，具有球形引脚和网格状排列。
该种封装方式可以实现更高的芯片密度和更好的散热效果。
4. CSP（芯片级封装）CSP是一种新型的封装方式，将芯片直接封装在塑料或陶瓷基板上，无需添加导线和引脚。
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。
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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。
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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）
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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）
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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。