传统金属封装材料及其局限性..
(完整)半导体集成电路芯片封装技术复习资料_
半导体集成电路封装技术复习大纲第一章集成电路芯片封装技术1.（P1）封装概念：狭义：集成电路芯片封装是利用（膜技术)及（微细加工技术），将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，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.广义：将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程。
2。
集成电路封装的目的：在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能.3.芯片封装所实现的功能：①传递电能，②传递电路信号，③提供散热途径,④结构保护与支持.4．在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数：性能，尺寸，重量,可靠性和成本目标。
5.封装工程的技术的技术层次？第一层次，又称为芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺，使之成为易于取放输送,并可与下一层次的组装进行连接的模块元件.第二层次，将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电子卡的工艺。
第三层次，将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部件或子系统的工艺。
第四层次,将数个子系统组装成为一个完整电子厂品的工艺过程。
6.封装的分类？按照封装中组合集成电路芯片的数目，芯片封装可分为：单芯片封装与多芯片封装两大类，按照密封的材料区分,可分为高分子材料和陶瓷为主的种类,按照器件与电路板互连方式，封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。
依据引脚分布形态区分，封装元器件有单边引脚，双边引脚，四边引脚,底部引脚四种。
常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装，双边引脚元器件有双列式封装小型化封装，四边引脚有四边扁平封装，底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。
7。
芯片封装所使用的材料有金属陶瓷玻璃高分子8.集成电路的发展主要表现在以下几个方面？1芯片尺寸变得越来越大2工作频率越来越高3发热量日趋增大4引脚越来越多对封装的要求：1小型化2适应高发热3集成度提高，同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性9。
几种主要的封装材料的特性
几种主要的封装材料的特性封装材料是应用于电子元器件封装中的材料，它们具有多种不同的特性。
下面将介绍几种主要的封装材料及其特性。
1.硅胶封装材料：硅胶是最常用的封装材料之一，具有以下特性：-良好的耐热性：硅胶具有较高的耐高温性能，可以在高温环境下保持良好的性能。
-优良的绝缘性能：硅胶具有良好的绝缘性能，可以有效地阻止电流泄漏，提高电子元器件的安全性。
-高效的防护能力：硅胶具有优异的防潮、防尘和耐化学品腐蚀的能力，可以有效保护封装的电子元器件免受外界环境的损害。
2.光敏胶封装材料：光敏胶是一种特殊的封装材料，其特性包括：-高分辨率：光敏胶具有高分辨率的特性，可以实现精细图案的刻蚀和印刷。
-快速固化：光敏胶可以通过紫外线照射来固化，并且固化速度很快，可以提高生产效率。
-良好的粘附性：光敏胶具有良好的粘附性能，可以牢固地粘合封装的电子元器件，提高其机械强度和稳定性。
3.导电胶封装材料：导电胶是一种具有导电性能的封装材料，其特性包括：-优良的导电性能：导电胶具有良好的导电性能，可以有效地传导电流，保证电子元器件的正常工作。
-良好的粘附性：导电胶具有良好的粘附性能，可以牢固地粘合封装的电子元器件，提高其机械强度和稳定性。
-低电阻率：导电胶的电阻率非常低，可以有效地降低电子元器件的电阻，提高其性能。
4.纳米粒子封装材料：纳米粒子封装材料是近年来发展起来的一种新型封装材料-高强度：纳米粒子封装材料具有较高的机械强度，可以有效地保护封装的电子元器件免受外部冲击和挤压的影响。
-优异的导热性：纳米粒子封装材料具有很高的导热性能，可以有效地散热，提高封装的电子元器件的散热效果。
-良好的稳定性：纳米粒子封装材料具有良好的化学稳定性和耐高温性能，可以在极端环境下保持良好的性能。
总之，不同的封装材料具有不同的特性，可以根据具体的应用需求选择合适的材料来封装电子元器件。
电子封装材料及其应用
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电密子封器材件料和集成电路的密封材料主要是陶瓷 和塑料。最早用于封装的材料是陶瓷和金属， 随着电路密度和功能的不断提高，对封装技术 提出了更多更高的要求，从过去的金属和陶瓷 封装为主转向塑料封装。至今，环氧树脂系密 封材料占整个电路基板密封材料的90％左右．
树脂密封材料的组成为环氧树脂(基料树脂 及固化剂)、填料(二氧化硅)、固化促进剂、偶 联剂(用于提高与填料间的润湿性和粘结性)、 阻燃剂、饶性赋予剂、着色剂、离子捕捉剂(腐 蚀性离子的最后固一页化)和上一脱页 模剂下一等页 。目目前录，国退外出890
2)绝缘性好、 可靠性高
3)强度高, 热稳定性好
4)低热膨胀系数, 高热导率
5)气密性好,化学性能稳定
6)耐湿性好, 不易产生微裂现象
劣势： 成本较高，适用于高级微电子器件的封装
（航空航天及军事领域）
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Al2O3陶瓷基片由于原料丰富、强度、硬度高、绝缘性、
化学稳定性、 与金属附着性良好，是目前应用最成熟的陶瓷
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封装基板主要包括三种类型:
1) 硬质 BT 树脂基板：硬质 BT 树脂基板主 要由 BT 树脂（双马来酰亚胺三嗪树脂）和玻 纤布经反应性模压工艺而制成。
2)韧性 PI(聚酰亚胺) 薄膜基板：在线路微 细化、轻量化、薄型化、高散热性需求的驱动 下，主要用于便携式电子产品的高密度、多 I/O 数的 IC 封装。
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b.常用塑料基封装材料
环氧模塑料（EMC)具有优良的粘结性、优异的 电绝缘性、强度高、耐热性和耐化学腐蚀性好、吸水 率低，成型工艺性好等特点。环氧塑封料目前存在热 导率不够高，介电常数、介电损耗过高等问题急需解 决。可通过添加无机填料来改善热导和介电性质。
封装的分类
封装的分类描述Sorry, your browser does not support embedded videos.封装的分类一、根据材料分类1、金属封装金属封装始于三极管封装，后慢慢地应用于直插式扁平式封装，基本上乃是金属-玻璃组装工艺。
由于该种封装尺寸严格、精度高、金属零件便于大量生产，故其价格低、性能优良、封装工艺容易灵活，被广泛应用于晶体管和混合集成电路如振荡器、放大器、鉴频器、交直流转换器、滤颇器、继电器等等产品上，现在及将来许多微型封装及多芯片模块（MCM）也采用此金属封装。
金属封装的种类有光电器件封装包括带光窗型、带透镜型和带光纤型；分妒器件封装包括A型、B型和C型；混合电路封装包括双列直插型和扁平型；特殊器件封装包括矩正型、多层多窗型和无磁材料型。
2、陶瓷封装早期的半导体封装多以陶瓷封装为主，伴随着半导体器件的高度集成化和高速化的发展，电子设备的小型化和价格的降低，陶瓷封装部分地被塑料封装代替，但陶瓷封装的许多用途仍具有不可替代的功能，特别是集成电路组件工作频率的提高，信号传送速度的加快和芯片功耗的增加，需要选择低电阻率的布线导体材料，低介电常数，高导电率的绝缘材料等。
陶瓷封装的种类有DIP和SIP；对大规模集成电路封装包括PGA，PLCC，QFP和BGA。
3、金属一陶瓷封装它是以传统多层陶瓷工艺为基础，以金属和陶瓷材料为框架而发展起来的。
最大特征是高频特性好而噪音低而被用于微波功率器件，如微波毫米波二极管、微波低噪声三极管、微波毫米波功率三极管。
正因如此，它对封装体积大的电参数如有线电感、引线电阻、输出电容、特性阻抗等要求苛刻，故其成品率比较低；同时它必须很好地解决多层陶瓷和金属材料的不同膨胀系数问题，这样才能保证其可靠性。
金属一陶瓷封装的种类有分立器件封装包括同轴型和带线型；单片微波集成电路（MMIC）封装包括载体型、多层陶瓷型和金属框架一陶瓷绝缘型。
4、塑料封装塑料封装由于其成本低廉、工艺简单，并适于大批量生产，因而具有极强的生命力，自诞生起发展得越来越快，在封装中所占的份额越来越大。
金属封装材料的现状及发展
金属封装是采用金属作为壳体或底座，芯片直接或通过基板安装在外壳或底座上，引线穿过金属壳体或底座大多采用玻璃—金属封接技术的一种电子封装形式。
它广泛用于混合电路的封装，主要是军用和定制的专用气密封装，在许多领域，尤其是在军事及航空航天领域得到了广泛的应用。
金属封装形式多样、加工灵活，可以和某些部件(如混合集成的A／D或D／A转换器)融合为一体，适合于低I／O数的单芯片和多芯片的用途，也适合于射频、微波、光电、声表面波和大功率器件，可以满足小批量、高可靠性的要求。
此外，为解决封装的散热问题，各类封装也大多使用金属作为热沉和散热片。
本文主要介绍在金属封装中使用和正在开发的金属材料，这些材料不仅包括金属封装的壳体或底座、引线使用的金属材料，也包括可用于各种封装的基板、热沉和散热片的金属材料。
1 传统金属封装材料及其局限性芯片材料如Si、GaAs以及陶瓷基板材料如A12O3、BeO、AIN等的热膨胀系数(CTE)介于3×10-6-7×10-6K-1之间。
金属封装材料为实现对芯片支撑、电连接、热耗散、机械和环境的保护，应具备以下的要求：①与芯片或陶瓷基板匹配的低热膨胀系数,减少或避免热应力的产生；②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；④良好的EMI／RFI屏蔽能力；⑤较低的密度，足够的强度和硬度，良好的加工或成形性能；⑥可镀覆性、可焊性和耐蚀性，以实现与芯片、盖板、印制板的可靠结合、密封和环境的保护；⑦较低的成本。
传统金属封装材料包括Al、Cu、Mo、W、钢、可伐合金以及Cu／W和Cu／Mo等，它们的主要性能如表1所示。
1．1 铜、铝纯铜也称之为无氧高导铜(OFHC)，电阻率1．72μΩ·cm，仅次于银。
它的热导率为401W(m-1K-1)，从传热的角度看，作为封装壳体是非常理想的，可以使用在需要高热导和／或高电导的封装里，然而，它的CTE高达16．5×10-6K-1，可以在刚性粘接的陶瓷基板上造成很大的热应力。
相变材料封装技术分类
相变材料封装技术分类一、常见的相变材料封装技术1. 传统封装技术传统封装技术是指使用传统的封装材料（如塑料、金属等）对相变材料进行封装。
这种封装技术简单、成本低，但对相变材料的性能保护有限，无法实现高效的相变温度控制。
2. 微封装技术微封装技术是指利用微纳加工技术将相变材料封装在微小尺寸的器件中。
这种封装技术可以实现对相变材料的高度集成和微观尺度的相变控制，但制造工艺复杂，成本较高。
3. 柔性封装技术柔性封装技术是指使用柔性基底材料（如聚合物薄膜）对相变材料进行封装。
这种封装技术可以实现对相变材料的柔性应用，具有良好的可变形性能和适应性，但对相变温度控制和稳定性要求较高。
二、新兴的相变材料封装技术1. 纳米封装技术纳米封装技术是指利用纳米材料对相变材料进行封装。
这种封装技术可以实现对相变材料的纳米级封装，提高封装效果和性能稳定性，但制备工艺复杂，成本较高。
2. 多功能封装技术多功能封装技术是指在相变材料封装过程中加入其他功能材料，使封装材料具备更多的功能。
例如，加入导热材料可以提高封装材料的导热性能；加入光学材料可以实现光学调控等。
这种封装技术可以实现对相变材料的多功能应用，拓展了其应用领域。
3. 3D打印封装技术3D打印封装技术是指利用3D打印技术对相变材料进行封装。
这种封装技术可以根据具体应用需求进行定制化设计和制造，实现对相变材料的高度个性化封装。
同时，3D打印技术还可以实现对相变材料的复杂结构封装，提高封装效果和性能控制精度。
三、相变材料封装技术的发展趋势1. 封装效果和性能的提升随着科技的不断进步，相变材料封装技术将不断提升封装效果和性能稳定性，实现更精确的相变温度控制和更高的封装密度。
2. 多功能化和智能化相变材料封装技术将向多功能化和智能化方向发展。
封装材料将具备更多的功能，并能根据环境和用户需求实现智能调控，拓展相变材料的应用领域。
3. 环境友好和可持续发展相变材料封装技术将注重环境友好和可持续发展。
功率模块封装材料
功率模块封装材料功率模块是一种用于控制和转换电能的重要组件，广泛应用于电子设备和工业自动化领域。
功率模块的封装材料对其性能和可靠性有着重要影响。
本文将介绍几种常见的功率模块封装材料，包括陶瓷、塑料和金属。
1. 陶瓷封装材料陶瓷封装材料是一种常见的功率模块封装材料，具有优良的电绝缘性能和高温耐受性。
陶瓷材料通常具有较低的热膨胀系数，能够在高温下保持封装的稳定性。
此外，陶瓷材料还具有良好的抗腐蚀性能和机械强度，能够有效保护功率模块内部的电子元件。
2. 塑料封装材料塑料封装材料是功率模块常用的封装材料之一，主要由高分子化合物制成。
塑料材料通常具有较低的成本和较好的可加工性，可以通过注塑或挤出等工艺制作成各种形状的封装。
然而，塑料材料的导热性能相对较差，不适合高功率应用，容易造成温度过高而影响功率模块的性能和寿命。
3. 金属封装材料金属封装材料是功率模块的常见封装选择之一，主要由铝、铜等导热性能较好的金属制成。
金属封装材料具有良好的导热性能和机械强度，能够有效地传递和散发功率模块产生的热量。
此外，金属材料还具有良好的抗腐蚀性和电磁屏蔽性能，能够有效保护功率模块内部的电子元件。
4. 复合封装材料为了综合利用各种材料的优点，一些功率模块采用了复合封装材料。
复合封装材料通常由不同种类的材料组合而成，可以在满足导热性能的同时具有较好的电绝缘性能和机械强度。
例如，采用陶瓷基板与金属封装相结合，可以同时实现优良的导热性能和可靠的电绝缘性能。
功率模块封装材料的选择应根据具体应用需求来进行。
陶瓷材料适用于高温环境和对电绝缘性能要求较高的场合；塑料材料适用于低功率和低成本的应用；金属材料适用于高功率和较高可靠性要求的应用。
对于一些特殊需求，可以选择复合封装材料以获得更好的综合性能。
在功率模块设计和制造过程中，正确选择和使用封装材料是确保功率模块性能和可靠性的重要因素之一。
几种主要的封装材料的特性
几种主要的封装材料的特性封装材料是用于封装和保护电子元器件的材料。
不同的封装材料具有不同的特性，以下是几种主要的封装材料及其特性：1. 硅（Silicon）：硅是一种常用的封装材料，具有良好的导热性和电阻性能。
它能够有效传导热量，以保持电子元器件的温度稳定，同时也提供良好的电绝缘性能，以防止电气短路。
2. 聚合物（Polymer）：聚合物是一种轻量级和可塑性很强的封装材料。
它具有较低的成本、良好的机械强度和尺寸稳定性，可满足不同封装需求。
聚合物材料还可以被加工为不同形状和尺寸，以适应各种封装设计。
3. 陶瓷（Ceramic）：陶瓷材料是一种在高温和高电压环境下具有优异性能的封装材料。
它具有良好的耐腐蚀性和高绝缘性能，能够有效保护电子元器件免受外界环境的侵害。
陶瓷材料还具有较高的机械强度和热导率，可以有效排除产生的热量。
4. 导热胶（Thermal grease）：导热胶是一种具有较高热导率的封装材料。
它通常用于电子元器件和封装基板之间的热接触界面，以提高热量的传导效率。
导热胶具有良好的黏附性和填充性，能够填充微小的间隙并同时排出热量。
5. 玻璃（Glass）：玻璃是一种具有较高的耐热性和绝缘性能的封装材料。
它可以承受高温环境下的应力和压力，并保持电子元件的稳定性。
由于玻璃的透明性和耐腐蚀性，它还经常用于光学封装和显示器件中。
6. 金属（Metal）：金属材料常用于高功率和高电流应用的封装材料。
它具有良好的导电性和导热性，并能够有效抵抗电磁干扰。
金属材料还具有较高的机械强度，可以保护内部电子元器件免受外部冲击和振动的影响。
以上所列的封装材料仅是几种常见的材料，实际上还有其他许多封装材料，如纳米材料、聚酰亚胺等。
每种封装材料都有其独特的特性和应用领域，根据具体的封装需求和工作环境选择适合的材料非常重要。
中国封装材料行业发展现状
中国封装材料行业发展现状全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：中国封装材料行业是电子工业的重要组成部分，随着我国电子产业的迅速发展，封装材料行业也得到了快速的发展。
封装材料是电子元器件与线路板之间的连接介质，其性能对电子产品的可靠性和性能起着至关重要的作用。
在当前全球市场环境下，中国封装材料行业正面临着诸多机遇和挑战。
一、行业发展现状1. 行业规模不断扩大：随着我国电子产业的快速发展，封装材料行业也得到了快速扩大。
随着5G、人工智能等新兴技术的广泛应用，封装材料行业需求量不断增加，市场规模不断扩大。
2. 技术创新不断推进：我国封装材料行业在技术创新方面取得了长足进展，不断推出高性能、环保、高可靠性的新型封装材料。
封装材料行业正积极研发新材料、新工艺，提升产品质量和竞争力。
3. 行业结构不断优化：封装材料行业的企业数量逐渐减少，但规模更加庞大，行业集中度持续提升。
国内一些大型封装材料企业积极引进国外先进技术和设备，提高自身竞争力。
4. 国际市场地位不断提升：中国的封装材料行业在国际市场上的地位不断提升，我国封装材料产品远销海外，深受国际客户的认可和青睐。
中国封装材料行业在全球市场上的份额不断扩大。
二、发展趋势和前景3. 智能化生产不断推进：封装材料行业将加大智能化生产的力度，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，实现高效、智能化生产。
智能化生产将成为封装材料行业的发展趋势。
4. 加强国际合作和交流：封装材料行业将加强国际合作和技术交流，积极参与国际标准的制定，提升自身在国际市场上的竞争力。
加强国际合作也将有助于我国封装材料行业更好地融入全球产业链。
中国封装材料行业正处于快速发展的阶段，面临着巨大的机遇和挑战。
随着我国电子产业的不断壮大和新兴技术的广泛应用，封装材料行业将迎来更广阔的发展前景。
中国封装材料企业应抓住机遇，加大技术创新力度，不断提升产品质量和竞争力，努力实现行业的可持续发展。
【2000字】第二篇示例：近年来，随着中国制造业的迅速发展，封装材料行业也迎来了快速的发展。
元器件的封装材料
元器件的封装材料
元器件的封装材料有多种，包括金属、陶瓷、塑料等。
这些材料各有其特性和应用范围。
1. 金属：如铜、铝、钢、钨、镍和可伐合金等，这类材料主要用于宇航及军品元器件管壳。
2. 陶瓷：如氧化铝、碳化硅、氧化铍、玻璃陶瓷和钻石等。
陶瓷材料具有较好的气密性、电传输、热传导和机械特性，可靠性高。
不仅可作为封装材料，也多用于基板，但脆性高易受损。
3. 塑料：分为热固性聚合物和热塑性聚合物，如酚醛树脂、环氧树脂和硅胶等。
采用一定的成型技术（转移、喷射、预成型）进行封装，当前90%以
上元器件均已为塑料封装。
4. 还有一些新兴的第三代封装材料，如铝基碳化硅（AlSiC）、铝硅（AlSi）、铝金刚石（Al-Dia）和铜金刚石（Cu-Dia）等。
这些材料是金属基热管理复合材料，既有金属的性能，又有非金属（陶瓷、硅颗粒、金刚石）材料的性能。
主要特性包括高导热、高刚度、高耐磨、低膨胀、低密度和低成本等。
以上内容仅供参考，建议查阅电子封装材料相关书籍或咨询电子封装行业专家以获取更全面和准确的信息。
多功能导电材料在电子封装中的应用前景
多功能导电材料在电子封装中的应用前景导电材料是电子封装领域中至关重要的一部分。
它们能够提供电流传输、热传导和机械支撑等多种功能，使得电子设备的性能得到提升。
随着科技的不断进步，多功能导电材料正成为电子封装中的热门研究领域。
本文将探讨多功能导电材料在电子封装中的应用前景。
一、导电材料的概述导电材料是指具有较高导电率的材料，常见的导电材料包括铜、银、金等金属，以及碳纳米管、导电聚合物等有机材料。
这些材料能够提供优异的电导率，并且在电子封装中发挥关键作用。
二、传统导电材料的局限性传统导电材料在一些特殊环境或功能需求下存在一定的局限性，比如铜的耐高温性能一般较差，导电聚合物则可能受到湿气等因素的影响。
这些导电材料的局限性限制了电子封装技术的进一步发展。
三、多功能导电材料的优势多功能导电材料是能够在传导电流的基础上实现其他功能的导电材料。
常见的多功能导电材料包括导电高分子复合材料、导电纳米材料等。
这些材料在电子封装中具有以下优势：1. 优异导电性能：多功能导电材料具有较高的导电率，能够满足电子设备高速传输电流的需求。
2. 耐高温性能：相比传统导电材料，多功能导电材料往往具有更好的耐高温性能，能够在高温环境下发挥稳定的导电功能。
3. 优良机械性能：多功能导电材料具有优异的机械强度和韧性，能够提供电子封装中的机械支撑功能。
4. 热传导性能：多功能导电材料不仅具备导电功能，还能够提供较好的热导性能，帮助电子设备散热，提高整体性能。
四、多功能导电材料的应用前景多功能导电材料在电子封装中的应用前景广阔。
首先，多功能导电材料可以应用于柔性电子封装领域。
由于其具备较好的机械性能和导电性能，可以制备柔性、弯曲的电子封装材料，为柔性电子设备的发展提供有力支撑。
其次，多功能导电材料在高温环境下的应用潜力巨大。
传统导电材料在高温环境下容易熔化或失去导电性能，而多功能导电材料可以在高温环境下保持较好的导电性能和稳定性。
此外，多功能导电材料还可以应用于电子封装中的散热领域。
封装技术存在问题
封装技术存在问题
封装技术是确保芯片和相关电子组件可靠性和安全性的关键过程，但目前封装技术仍存在一些问题。
以下是一些主要的问题：
1. 热管理：随着技术的发展，芯片内部的晶体管数量不断增加，运行速度也在不断提升，这导致芯片的发热量急剧增加。
如何有效地将热量从芯片上散发出去，防止过热对芯片性能和寿命的影响，是封装技术面临的重要问题之一。
2. 封装密度：随着物联网、智能设备等领域的快速发展，需要更多的芯片和电子元件来支持这些设备的功能。
这要求封装技术不断提升封装密度，即在单位面积内集成更多的电子元件。
3. 异构集成：不同的芯片和电子元件可能采用不同的材料和工艺制成，如何将这些不同的元件集成在一起，并确保它们之间的可靠连接，是封装技术面临的另一个挑战。
4. 可靠性：封装技术对于保证芯片和电子元件的可靠性至关重要。
如果封装不良，可能会导致芯片性能下降、失效或寿命缩短等问题。
因此，封装技术需要不断提高可靠性，以确保电子产品的长期稳定运行。
5. 成本：封装技术的成本也是一个大问题。
随着技术的发展，封装技术的复杂性和成本也在不断增加。
为了使更多的电子产品能够使用先进的封装技术，需要降低其成本以促进更广泛的应用。
为了解决这些问题，科研人员正在研究新的封装技术和材料，以提高封装的密度、可靠性和效率，降低成本并更好地适应不断变化的市场需求。
器件封装知识
器件封装知识在当今科技飞速发展的时代，各种电子器件封装技术层出不穷，为我们的日常生活和工作带来了便利。
为了更好地了解这些器件封装技术，本文将介绍一些主要的有源无源器件的封装方式及其特点。
器件封装是指将器件固定在塑料或陶瓷等基质中，以保护器件并提高其散热性能。
常见的器件封装方式有：1.塑料封装塑料封装是最常见的器件封装方式。
它具有抗压强度高、耐化学腐蚀、透明度高和绝缘性好等优点。
此外，塑料封装的制造成本相对较低，因此在各种电子领域得到了广泛应用。
常见的塑料封装材料有：聚苯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚酰亚胺（PI）等。
2.陶瓷封装陶瓷封装具有耐高温、耐腐蚀、高透明度等特点。
它主要用于高频率及高精度的电子器件，如晶振、微波器件等。
陶瓷封装的制作工艺相对复杂，成本较高，因此常用于高端市场。
常见的陶瓷封装材料有：氧化锆（ZnO）、氧化铝（Al2O3）、碳化硅（SiC）等。
3.金属封装金属封装具有导电性好、热传导快等特点。
它主要用于高功率及高频率的电子器件，如功放、收发器等。
金属封装的散热性能较好，但材料本身导通性较差，导致成本较高。
常见的金属封装材料有：铝（Al）、镍（Ni）、铜（Cu）等。
4.其他封装除了上述几种主要器件封装方式，还有一些其他封装方式，如：-透明导电塑料（TEC）封装：主要用于柔性显示器、柔性键盘等柔性电子器件。
-光波导封装：用于光电子器件，如光纤通信、光传感器等。
-纳米材料封装：利用纳米材料制作的器件封装，具有极高的性能优势，但目前仍处于研究和发展阶段。
总之，器件封装技术的发展为各种电子器件提供了保护和支持，促进了科技的进步。
未来，随着科技的发展，更多新型的器件封装技术将不断涌现。
在选购器件封装时，可以根据具体应用需求选择合适的封装方式，满足各种性能要求。
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
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集成块对IC芯片 = 身体对大脑
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Institute of Microelectronics
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IC封装的发展路线
国内封装的发展
Institute of Microelectronics
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Institute of Microelectronics
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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
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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
国内电子封装的致命性缺点
国内电子封装的致命性缺点国内的技术不如国外从电子封装行业中就可以很好的看出。
有些致命的差距所在，第一电子封装技术人才严重短缺，缺少制备工具以及培训，和提高员工对设备对电子烧结工艺培训的经费，经济能力不足。
第二国际上比较先进的电子封装装备，封装材料滞后，配套装备质量不稳定。
第三电子封装技术以及电子烧结工艺技术研发能力不足，工艺流程设计不全面，操作性以及执行力较差。
第四电子封装设备没有其保养能力，造成电子产品的可靠性没有，产品故障分析能力不足。
第五国内电子封装企业普遍规模小，高端产品生产很少，所以导致可持续发展的路线走不通。
第六，普遍企业缺少团队精神，精细管理以及持续改善的净胜，缺少管理理念。
电子元器件封装知识：IC封装大全宝典1、BGA(ballgridarray)球形触点陈列，表面贴装型封装之一。
在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。
也称为凸点陈列载体(PAC)。
引脚可超过200，是多引脚LSI用的一种封装。
封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。
例如，引脚中心距为1.5mm的360引脚BGA 仅为31mm见方；而引脚中心距为0.5mm的304引脚QFP为40mm见方。
而且BGA不用担心QFP那样的引脚变形问题。
该封装是美国Motorola公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在美国有可能在个人计算机中普及。
最初，BGA的引脚(凸点)中心距为1.5mm，引脚数为225。
现在也有一些LSI厂家正在开发500引脚的BGA。
BGA的问题是回流焊后的外观检查。
现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。
有的认为，由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。
美国Motorola公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC，而把灌封方法密封的封装称为GPAC(见OMPAC和GPAC)。
2、BQFP(quadflatpackagewithbumper)带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。
传统封装技术和先进封装技术的差异
传统封装技术和先进封装技术的差异封装技术是电子器件制造过程中的一个关键环节，其目的是将芯片和其他电子元件封装在外壳中，以提供保护和连接功能。
随着电子器件的不断发展和进步，封装技术也得到了不断的改进和创新。
传统封装技术与先进封装技术在封装方法、封装材料、封装密度、封装可靠性等方面存在着明显的差异。
首先，传统封装技术主要采用插针式封装或扁平封装方法。
插针式封装是将芯片焊接在插针上，并通过插针与印制电路板连接。
这种封装方法简单粗暴，但存在连接不稳定、空间占用大等问题。
扁平封装则是将芯片放置在封装座椅上，并焊接连接。
这种封装方法能够提供较小的封装体积，但在封装密度和可靠性方面仍存在局限。
与传统封装技术相比，先进封装技术采用了更多的新材料和新工艺。
例如，先进封装技术采用了若干层封装材料，如热预应力薄膜、封装粘合剂和封装覆盖胶。
这些材料具有更高的抗热性和耐腐蚀性，能够提供更可靠的封装环境。
而传统封装技术则主要采用金属封装材料，如铝或铜，这些材料在高温环境下容易膨胀和变形，降低了封装的可靠性。
此外，先进封装技术还采用了更先进的封装工艺，如低温融合和微型封装技术。
低温融合技术是一种通过控制封装温度，减少封装过程中对芯片的热损伤的方法。
微型封装技术则是一种采用微制造工艺将芯片封装在微米级的封装体中的方法。
这些先进的封装工艺能够提供更高的封装密度和更小的封装体积，使得电子器件的性能和功耗优化。
封装密度也是传统封装技术和先进封装技术的一大差异。
传统封装技术由于采用了较大的封装结构和插针连接方式，封装器件的密度相对较低。
而先进封装技术采用了更小、更紧凑的封装结构，能够在有限的体积内实现更高的封装密度。
同时，先进封装技术还可以通过多层封装和多芯片封装技术进一步提高封装密度，实现更多功能的集成。
封装可靠性也是传统封装技术和先进封装技术的一个重要差异。
由于传统封装技术采用了较为简单的封装方法和材料，容易受到环境温度和湿度的影响，从而导致封装失效。
LED芯片及封装技术研究[论文]
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LED芯片及封装技术研究摘要：本文介绍了大功率led封装结构和散热封装材料技术的发展历程，重点对几种陶瓷封装基板进行了研究，研究了陶瓷基板基板工作时温度、光效和电流的关系，并与铝基覆铜板作为封装基板时进行了比较。
led已经在照明及平板显示背光市场有着广泛的应用，led的产业链比较。
本文仅是关于led芯片及封装技术的简介。
关键词：led；封装；散热材料引言1962年，美国通用电气司研制出第一批发光二极管，但它们发光效率很低，直到1991年，美国hp公司和日本东芝公司成功研制出新型led芯片，大功率白光led的出现，使得led光源逐渐代替传统光源，它具有长寿命、体积小、重量轻、全固态等特性，不同光色的固体光源组成的照明系统可通过矩阵、网络等实现照明亮度和光色的细微控制，现已广泛用在电子电器、自动化仪表、交通运输工具中的指示灯、告示牌、警戒灯等以及空间宇航器的合作标志器、空间宇航过程中的照明系统、军事上高速摄像机和照相机中测量系统等。
1、led封装结构随着led芯片技术的发展，led产品的封装方式也从单芯片封装方式发展到多芯片封装方式。
它的封装结构也从引脚式封装结构到表面贴装式封装结构再到功率型封装结构。
表面贴装封装工艺因减小了产品所占空间面积、降低重量、允许通过的工作电流大，尤其适合自动化贴装生产，成为目前比较先进的一种工艺，从引脚式封装转向smd封装符合整个电子行业发展大趋势。
led的热特性直接影响到led的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿命等，器件通过传导、对流、辐射三种方式进行散热，其中功率型led主要是通过传导方式将光源工作产生的热量从芯片结到外延层、外延层到封装基板、封装基板到外部冷却装置这三个环节散发出去，因此，功率型led的封装基板是这个散热通道的重要组成部分，除了承载芯片，更是将光产生的热传导给冷却装置的载体，它的散热材料的选择和封装结构设计显得尤为重要，散热效率成为最大的追求。
半导体封装原材料特性简介
半导体封装原材料特性简介一、“工业的黄金”——铜（最古老的金属）铜在地壳中含量比较少，在金属中含量排第17位。
铜主要以化合物的形式存在于各种铜矿中，常见的有黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿、孔雀石等。
物理性质：金属铜，元素符号Cu，原子量63.54，比重8.92,熔点1083oC，沸点2567℃，密度8.92g/cm3。
纯铜呈浅玫瑰色或淡红色,表面形成氧化铜膜后,外观呈紫铜色所以又称为紫铜或红铜。
铜属有色金属，导电导热性，延展性良好，焰色反应呈绿色。
铜为紫红色金属，质地坚韧、有延展性；热导率和电导率都很高；铜的机械性能与物理状态有关，也受温度和晶粒大小的影响。
铜是不活泼的金属，在常温下和干燥的空气里，不容易生锈。
在空气中或中加热表面变黑：，利用此反应可除去混在氢气、一氧化碳中的少量，在高温下还可生成。
与的作用在潮湿的空气中铜可生成铜绿，。
与稀盐酸、稀溶液不反应；与浓反应；与硝酸反应；与盐溶液反应；CuO是不溶于水的碱性氧化物，具有较强氧化性，在加热时能被CO、、C等还原；可与酸反应：；呈砖红色，可用于制红色玻璃，本身较稳定，但在酸液中易发生歧化反应生成Cu和。
二、铜带情况引线框架是半导体芯片的载体；并为半导体、芯片提供电流和信号输入、输出的通路，同时散逸半导体芯片产生的热量。
国内铜带在电导率，抗拉强度、延伸率方面基本可满足引线框架生产的要求，但存在下几部分不足：１、硬度不稳定国产铜带硬度常常不能完全符合客户要求，有时太低，有时太高。
硬度低，会影响引线框架的冲制，卸料不畅，极易产生毛刺而使引线框架达不到质量要求，在封装后因材质软而产生弯曲，不利于编带生产。
硬度太高，在引线框架冲刺时极易造成冲制模的磨损，增加修复模具的几率，提高生产成本，降低生产效率。
在封装后，成品使用极易造成管脚折断而成为废品，在引线框架生产中，有条检验要求就是管脚在弯曲９０°三次后不断裂，而硬度太高，就达不到此要求。
硬度的控制，应该不是技术问题，而是过程控制的原因。
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传统金属封装材料——Cu／W和Cu／Mo
为了降低Cu的CTE，可以将铜与CTE数值较小的物质如 Mo、W等复合，得到Cu／W及Cu／Mo金属-金属复合材料。这 些材料具有高的导电、导热性能，同时融合W、Mo的低CTE、 高硬度特性。Cu／W及Cu／Mo的CTE可以根据组元相对含量的 变化进行调整，可以用作封装底座、热沉，还可以用作散热片。
电子制造及半导体封装
传统金属封装材料及其局限性
教学目标：
（1）了解金属封装材料的要求；
（2）了解传统金属封装材料及其局限性；（重难点）
引入课题
金属封装是采用金属作为壳体或底座，芯片直接或通过基板安装在外壳或底座上，
引线穿过金属壳体或底座大多采用玻璃—金属封接技术的一种电子封装形式。它广泛 用于混合电路的封装，主要是军用和定制的专用气密封装，在许多领域，尤其是在军 事及航空航天领域得到了广泛的应用。金属封装形式多样、加工灵活，可以和某些部 件(如混合集成的A／D或D／A转换器)融合为一体，适合于低I／O数的单芯片和多芯片
7、较低的成本。
传统金属封装材料
传统金属封装材料包括 Al、Cu、Mo、W、钢、 可伐合金以及Cu／W和 Cu／Mo等，它们的主要 性能如表1所示。
传统金属封装材料——铜、铝
纯铜也称之为无氧高导铜(OFHC)，电阻率1．72μΩ ·cm， 仅次于银。它的热导率为401W(m-1K-1)，从传热的角度看，作 为封装壳体是非常理想的，可以使用在需要高热导和／或高电导 的封装里。然而，它的CTE高达16．5×10-6K-1，可以在刚性粘 接的陶瓷基板上造成很大的热应力。
本节内容介绍
（1）金属封装材料的要求； （2）传统金属封装材料；
（3）封装的发展趋势；
金属封装材料的要求
芯片材料如Si、GaAs以及陶瓷基板材料如A12O3、BeO、 AIN等的热膨胀系数(CTE)介于3×10-6-7×10-6K-1之间。金属封 装材料为实现对芯片支撑、电连接、热耗散、机械和环境的保护， 应具备以下的要求：
传统金属封装材料——钨、钼
W具有与Si和GaAs相近的热膨胀系数，且导热性很好，可 用于芯片的支撑材料，但由于加工性、可焊性差，常需要在表面 镀覆其他金属，使工艺变得复杂且可靠性差。W、Mo价格较为 昂贵，不适合大量使用。此外密度较大，不适合航空、航天用途。
传统金属封装材料——钢
10号钢热导率为49．8W(m-1K-1)，大约是可伐合金的三 倍，它的CTE为12．6×10-6K-1，与陶瓷和半导体的CTE失配， 可与软玻璃实现压缩封接。不锈钢主要使用在需要耐腐蚀的气密 封装里，不锈钢的热导率较低，如430不锈钢(Fe-18Cr，中国牌 号4J18)热导率仅为26．1W(m-1K-1)。
铝及其合金重量轻、价格低、易加工，具有很高的热导率， 在25℃时为237W(m-1K-1)，是常用的封装材料，通常可以作为 微波集成电路(MIC)的壳体。但铝的CTE更高，为23．2×10-6K1，与Si(4．1×10-6K-1)和GaAs(5.8×10-6K-1)相差很大，器件 工作日寸的热循环常会产生较大的热应力，导致失效。
传统金属封装材料——铜、铝
虽然设计者可以采用类似铜的办法解决这个问题，但铜、 铝与芯片、基板严重的热失配，给封装的热设计带来很大困难， 影响了它们的广泛使用。
传统金属封装材料——铜、铝
铝及其合金重量轻、价格低、易加工，具有很高的热导率， 在25℃时为237W(m-1K-1)，是常用的封装材料，通常可以作为 微波集成电路(MIC)的壳体。但铝的CTE更高，为23．2×10-6K1，与Si(4．1×10-6K-1)和GaAs(5.8×10-6K-1)相差很大，器件 工作日寸的热循环常会产生较大的热应力，导致失效。
传统金属封装材料——钨、钼
Mo的CTE为5．35×10-6K-1，与可伐和Al2O3非常匹配， 它的热导率相当高，为138W(m-K-1)，故常作为气密封装的底 座与可伐的侧墙焊接在一起，用在很多中、高功率密度的金属封 装中。Mo作为底座的一个主要缺点在于平面度较差，另一个缺 点是在于它重结晶后的脆性。
传统金属封装材料——可伐
可伐合金(Fe-29Ni-17Co，中国牌号4J29)的CTE与Si、 GaAs以及Al2O3、BeO、AIN的CTE较为接近，具有良好的焊接 性、加工性，能与硼硅硬玻璃匹配封接，在低功率密度的金属封 装中得到最广泛的使用。但由于其热导率低，电阻率高，密度也 较大，使其广泛应用受到了很大限制。
的用途，也适合于射频、微波、光电、声表面波和大功率器件，可以满足小批量、高
可靠性的要求。此外，为解决封装的散热问题，各类封装也大多使用金属作为热沉和 散热片。本文主要介绍在金属封装中使用和正在开发的金属材料，这些材料不仅包括 金属封装的壳体或底座、引线使用的金属材料，也包括可用于各种封装的基板、热沉 和散热片的金属材料。
传统金属封装材料——铜、铝
为了减少陶瓷基板上的应力，设计者可以用几个较小的基 板来代替单一的大基板，分开布线。退火的纯铜由于机械性能差， 很少使用。加工硬化的纯铜虽然有较高的屈服强度，但在外壳制 造或密封时不高的温度就会使它退火软化，在进行机械冲击或恒 定加速度试验时造成外壳底部永久变形。
传统金属封装材料——铜、铝
金属封装材料的要求
1、与芯片或陶瓷基板匹配的低热膨胀系数,减少或避免热应力的 产生； 2、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；
4、良好的EMI／RFI屏蔽能力；
金属封装材料的要求
5、较低的密度，足够的强度和硬度，良好的加工或成形性能； 6、可镀覆性、可焊性和耐蚀性，以实现与芯片、盖板、印制板 的可靠结合、密封和环境的保护；
传统金属封装材料——Cu／W和Cu／Mo
由于Cu-Mo和Cu-W之间不相溶或浸润性极差，况且二者 的熔点相差很大，如果制备的Cu／W及Cu／Mo致密程度不高， 则气密性得不到保证，影响封装性能。 另一个缺点是由于W的百分含量高而导致Cu／W密度太大， 增加了封装重量。