气密性封装的必要性
集成电路芯片封装第十五讲
可靠性测试项目
不同企业间的的可靠性测试类型不完全相同， 不同企业间的的可靠性测试类型不完全相同，但所包 含的测试项目基本一致。 含的测试项目基本一致。
可靠性测试项目
各测试项目均有一定的针对性和具体操作方法， 各测试项目均有一定的针对性和具体操作方法，测试 有一定的顺序。各试验均采用随机抽样进行测试， 有一定的顺序。各试验均采用随机抽样进行测试，不同的 随机抽样进行测试 企业采用的标准不尽相同：不同水准的标准。 企业采用的标准不尽相同：不同水准的标准。
可靠性测试结果应如实反馈回封装设计工艺 端，从而有助于通过调整材料和工艺来改善产 品的可靠性：正反馈与负反馈
预处理测试流程
产品抽样 检查电气性能和内部结构 T/C测试： T/C测试：模拟实际运输过程 测试 水分干燥处理： 水分干燥处理：模拟实际真空包装 恒温放置吸湿 模拟焊接： 模拟焊接：电气特性和内部结构测试
越接近实际状况，测试结果越有指导意义
预处理模拟环境等级
加速试验—不改变失效机理前提下, 加速试验 不改变失效机理前提下,通过强化试验条件使受试产品加 不改变失效机理前提下 速失效, 速失效,便于较短时间内获得必要信息评估产品在正常条件下的可靠性指 加速试验有助于产品尽早投放市场， 标。加速试验有助于产品尽早投放市场，但不能引入正常使用中不发生 的故障模式。在加速试验中要单独或者综合使用加速因子， 的故障模式。在加速试验中要单独或者综合使用加速因子，包括更高频 率功率循环、更高的振动水平、高温高湿、更严酷的温度循环。 率功率循环、更高的振动水平、高温高湿、更严酷的温度循环。
高温下， 高温下，由于元器件吸收过多潮气产生的塑封体开裂现象
T/C测试 T/C测试
T/C测试即温度循环 T/C测试即温度循环 测试， 测试，测试进行时需要 控制测试设备四个参数 ：热腔温度、冷腔温度 热腔温度、 、循环次数和芯片停留 时间。 时间。
集成电路封装考试答案
集成电路封装考试答案名词解释：1.集成电路芯片封装：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，引用接线端子并通过可塑性绝缘介质灌装固定，构成整体立体结构的工艺。
2.芯片贴装：是将IC芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。
3.芯片互联：将芯片与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接。
4.可焊接性:指动态加热过程中，在基体表面得到一个洁净金属表面，从而使熔融焊料在基体表面形成良好润湿能力。
5.可润湿性：指在焊盘的表面形成一个平坦、均匀和连续的焊料涂敷层。
6.印制电路板：为覆盖有单层或多层布线的高分子复合材料基板。
7.气密性封装：是指完全能够防止污染物（液体或固体）的侵入和腐蚀的封装。
8.可靠性封装：是对封装的可靠性相关参数的测试。
9.T/C测试：即温度循环测试。
10.T/S 测试：测试封装体抗热冲击的能力。
11.TH测试：是测试封装在高温潮湿环境下的耐久性的实验。
12.PC测试：是对封装体抵抗抗潮湿环境能力的测试。
13.HTS测试：是测试封装体长时间暴露在高温环境下的耐久性实验。
封装产品长时间放置在高温氮气炉中，然后测试它的电路通断情况。
14.Precon测试：模拟包装、运输等过程，测试产品的可靠性。
15.金线偏移：集成电路元器件常常因为金线偏移量过大造成相邻的金线相互接触从而产生短路，造成元器件的缺陷。
16.再流焊：先将微量的铅锡焊膏印刷或滴涂到印制板的焊盘上，再将片式元器件贴放在印制板表面规定的位置上，最后将贴装好元器件分印制板放在再流焊设备的传送带上。
简答：1.芯片封装实现了那些功能？传递电能、传递电路信号、提供散热途径、结构保护与支持2．芯片封装的层次五个层次：零级层次:在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺第一层次：芯片层次的封装第二层次：将第一个层次完成的封装与其他电子元器件组成的一个电路卡的工艺第三层次：将第一个层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板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一个完整电子产品的工艺过程3.简述封装技术的工艺流程硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、芯片互联、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码4.芯片互联技术有哪几种?分别解释说明打线健合技术（WB）：将细金属线或金属按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上形成电路互联。
密封材料气密性能研究
密封材料气密性能研究密封是现代工业生产中的重要环节，用于防止气体、液体或其他物质在设备或容器之间泄漏。
密封材料的气密性能直接影响到生产设备的可靠性和效率，因此对其气密性能进行深入研究具有重要意义。
一、密封材料的定义和分类密封材料是指能够填塞、堵塞或防止流体或气体通过的材料。
常见的密封材料有橡胶、塑料、金属、陶瓷等，它们的气密性能取决于其物理和化学特性、结构和制备工艺。
二、气密性能的评价指标气密性能的评价指标通常包括漏率、渗率和密封性能保持时间等。
漏率是指单位时间内通过单位面积的气体流量，渗率则是指流体通过单位面积的时间，而密封性能保持时间则是指在一定条件下密封材料能够保持其气密性能的时间。
三、气密性能的影响因素密封材料的气密性能受到多个因素的影响，如温度、压力、接触面积、材料的物理和化学特性等。
温度的升高会增加材料中分子的热运动，从而导致气体分子的扩散增加，因此一般情况下密封材料的漏率会随着温度的升高而增加。
压力则会影响材料的体积变化和疏松度，进而影响其气密性能。
接触面积也是影响密封材料气密性能的重要因素，较大的接触面积可以增加密封效果。
材料的物理和化学特性决定了其分子结构和间隙情况，从而决定了其气密性能。
四、气密性能的测试方法目前常用的测试方法有气密性漏法、渗透法、溶聚法等。
气密性漏法是通过测量单位时间内泄漏的气体量来评价密封材料的气密性能。
渗透法是通过测量流体通过材料的速率和厚度来评价其气密性能。
溶聚法则是将一定量的气体置于密封材料上方的容器中，通过观察和测试气体的溶聚情况来评价其气密性能。
五、气密性能改进方法为了提高密封材料的气密性能，可以采取以下方法：选择合适的材料，如选择聚四氟乙烯等具有良好密封性能的材料；改变制备工艺，如采用冷压工艺或增加压力等改变材料的结构和疏松度；采用其他密封方式，如使用橡胶密封垫片等。
六、密封材料气密性能的应用领域密封材料的气密性能在许多领域都有广泛应用，如化工、石油、航空航天、医疗器械等。
包装材料的气密性与应用研究
包装材料的气密性与应用研究在现代商品流通和保存的过程中，包装材料的气密性起着至关重要的作用。
气密性良好的包装能够有效地保护产品的质量、延长保质期，并减少外界因素对产品的影响。
本文将深入探讨包装材料气密性的相关概念、影响因素、测试方法以及其在不同领域的广泛应用。
一、包装材料气密性的概念包装材料的气密性，简单来说，就是指包装材料阻止气体透过的能力。
良好的气密性可以防止氧气、水蒸气、二氧化碳等气体进入或逸出包装内部，从而维持产品所处环境的稳定性。
例如，在食品包装中，气密性能够阻止氧气进入，减缓食品的氧化变质；在药品包装中，能防止潮气侵入，保证药品的药效和稳定性；在电子元器件包装中，则可避免有害气体对元器件的腐蚀。
二、影响包装材料气密性的因素1、材料本身的性质不同的包装材料具有不同的气密性能。
常见的包装材料如塑料（如聚乙烯、聚丙烯）、金属（如铝箔）、玻璃等，它们的分子结构和物理特性决定了气体透过的难易程度。
一般来说，金属和玻璃的气密性优于多数塑料材料。
2、材料的厚度材料的厚度越大，气体透过的路径就越长，从而使气密性提高。
但同时，过厚的材料会增加成本和包装的重量，因此需要在气密性和经济成本之间找到平衡。
3、加工工艺包装材料的生产加工过程也会影响气密性。
例如，塑料薄膜在吹塑或拉伸过程中的工艺参数控制不当，可能导致薄膜存在微小的孔隙或缺陷，从而降低气密性。
4、环境条件温度、湿度等环境因素对包装材料的气密性也有一定影响。
高温高湿的环境可能会使材料发生变形、老化，从而降低其气密性能。
三、包装材料气密性的测试方法为了评估包装材料的气密性，需要采用一系列的测试方法。
以下是几种常见的测试方法：1、压差法通过在包装材料两侧施加不同的压力，测量在一定时间内气体透过的流量，从而计算出气体透过率。
这种方法适用于各种材料，但对测试设备的精度要求较高。
2、等压法在包装材料两侧保持相同的压力，测量气体浓度的变化来计算气体透过率。
等压法常用于透气性较低的材料测试。
金属气密性封装(共5张PPT)
1、黏结IC芯片：通常以硬焊或焊锡接合完成。
2、引线键方合：法引与脚另与一芯金片属的连封线盖以接金合线。或铝线的打线接合完成。
具有优良的水分子渗透阻绝能力、可靠度、密封性，还可以提供良好的热传导和电屏蔽。
2、引线键合：引脚与芯片的连线以金线或铝线的打线接合完成。 1、TO或圆罐式
1、TO或圆罐式 3、分立式
4、平台式
T扁O平或式圆 罐式
分平立台式式
金属气密性封装
金属封装步骤
2、引线键合：引1脚、与黏芯结片的IC连芯线片以：金通线或常铝以线硬的打焊线或接焊合完锡成接。合完成。
3、分立式 1、黏结IC芯片：通常以硬焊或焊锡接合完成。 熟悉金属气密性封装方法
11、 、黏黏结结IICC芯芯片片：：2通通、常常引以 以硬硬线焊焊键或或焊焊合锡锡：接接引合合完完脚成成与。。 芯片的连线以金线或铝 22、 、引引线线键键线合合：：的引引打脚脚与与线芯 芯接片片的的合连连完线线成以以金金。线线或或铝铝线线的的打打线线接接合合完完成成。。
1、黏结IC芯片：通常以硬焊或焊锡接合完成。金属气密性封装Fra bibliotek学习目标
熟悉金属气密性封装方法
金属气密性封装
金属材料的优点：
1、黏结IC芯片：通常以硬焊或焊锡接合完成。
1熟、悉黏金结属IC气芯密片性：封具通装常有方以法优硬焊良或的焊锡水接分合子完渗成。透阻绝能力、可靠度、密封性，还
22、 、引扁线平键式可合：以引提脚供与良芯好片的的连热线传以导金和线电或铝屏线蔽的。打线接合完成。
3、分立式
熟3、悉分金立属式气密性封装方常法 见金属封装基座
混凝土结构中的气密性设计技术
混凝土结构中的气密性设计技术一、前言混凝土是现代建筑中常用的结构材料之一，其优点在于强度高、耐久性好、施工方便等等。
然而，混凝土结构中的气密性设计技术往往被忽视，导致混凝土结构的空气渗透率较高，进而导致能源浪费、室内空气质量下降等问题。
因此，在混凝土结构的设计中，气密性设计技术应该被重视。
二、气密性设计的意义混凝土结构的气密性设计意义在于：1.提高室内空气质量：混凝土结构的气密性好，可以减少室内外空气交换，避免有害物质进入室内，提高室内空气质量。
2.节约能源：混凝土结构的气密性好，可以减少室内外气体的交换，降低传热量，从而减少能源消耗。
3.保持建筑结构的稳定性：混凝土结构的气密性好可以减少室内外气体交换，避免建筑结构受到外界环境的影响，保持其稳定性。
三、影响混凝土结构气密性的因素混凝土结构的气密性受到以下因素的影响：1.混凝土的材料和配合比：混凝土的材料和配合比会影响混凝土的密实度和强度，从而影响其气密性。
2.混凝土表面的平整度：混凝土表面的平整度会影响混凝土的气密性。
3.施工工艺：混凝土结构的施工工艺也会影响其气密性，如混凝土的振捣、浇筑、养护等工艺。
4.建筑结构的形式：建筑结构的形式也会影响混凝土结构的气密性，如墙体的厚度、窗户的数量和大小等。
四、气密性设计技术为了提高混凝土结构的气密性，可以采取以下设计技术：1.优化混凝土的配合比：通过优化混凝土的配合比，可以提高混凝土的密实度和强度，从而提高其气密性。
2.采用气密性材料：在混凝土结构的设计中，可以采用具有较好气密性的材料，如钢筋混凝土、预制板等。
3.提高混凝土表面的平整度：提高混凝土表面的平整度可以减少混凝土表面的裂缝和缝隙，从而提高其气密性。
4.采取专业的施工工艺：采取专业的施工工艺可以保证混凝土结构的气密性，如合理的振捣、浇筑、养护等工艺。
5.采取合适的建筑结构形式：采取合适的建筑结构形式可以减少建筑结构的缝隙，从而提高建筑结构的气密性。
第八章 陶瓷封装
第十章 气密性封装
气密性封装是集成电路芯片封装技术的关键之一。 气密性封装 所谓气密性封装是指完全能够防止污染物（液体或 固体）的侵入和腐蚀的封装。
10.1 气密性封装的必要性 气密性封装可以大大提高电路，特别是有源器件的可靠性。有源器 件对很多潜在的失效机理都很敏感，如腐蚀，可能受到水汽的 侵蚀，会从钝化的氧化物中浸出磷而形成磷酸，这样又会侵蚀 铝键合焊盘。
测试项目简称 Precon test T/C Test T/S Test HTST Test T&H Test PCT Test
表8.1 陶瓷材料的基本特性比较
8.3 陶瓷封装工艺
图8.2 氧化铝陶瓷封装的流程
8.4 其他陶瓷封装材料
近年来，陶瓷封装虽面临塑胶封装的强力竞争而不再是使用数量最多 的封装方法，但陶瓷封装仍然是高可靠度需求的封装最主要的方法。 各种新型的陶瓷封装材料，如氮化铝、碳化硅、氧化铍、玻璃陶瓷、 氮化铝、碳化硅、氧化铍、玻璃陶瓷、 氮化铝 钻石等材料也相继地被开发出来以使陶瓷封装能有更优质信号传输、 钻石 热膨胀特性、热传导与电气特性。
图（11.1）所示的统计学上的浴盆曲线 浴盆曲线（Bathtub Curve）很清晰地描述 浴盆曲线 了生产厂商对产品可靠性的控制 生产厂商对产品可靠性的控制，也同步描述了客户对可靠性的需求 客户对可靠性的需求。 生产厂商对产品可靠性的控制 客户对可靠性的需求
早夭区
正常使用寿命区
耐用区
可靠性比较低
反应式射出成型工艺能免除传输铸膜工艺的缺点，其优点 优点有： 反应式射出成型 优点 （1）能源成本低； （2）低铸膜压力（约0.3～0.5 Mpa），能减低倒线发生的机会； （3）使用的原料一般有较佳的芯片表面润湿能力； （4）适用于以TAB连线的IC芯片密封； （5）可使用热固化型与热塑型材料进行铸膜。 反应式射出成型工艺的缺点 缺点则为： 缺点 （1）原料须均匀地搅拌； （2）目前尚无一标准化的树脂原料为电子封装业者所接受。
气密性封装技术_十三所资料2
10/25/2006
CETC 13TH
气密性封装技术
在给定几何形状中，不同密封材料的渗水时间
10/25/2006
CETC 13TH
气密性封装技术
气密封装类型 目前广泛使用的气密封装有三种 基本类型：
¾ 陶瓷封装 ¾ 金属封装 ¾ 金属-陶瓷封装
¾ 容许的气密性漏率（MIL-STD-883和GJB548A方法1014.4)
内腔 体积 cm3
压力 KPa
加压条件
加压时间 h
最长停 留时间
h
拒收极限 值
Pa.m3/s
(He)
v<0.4 413±1 2 +0.2
1
5×10-9
v≥0.4 413±1 2 +0.2
1
2 ×10-8
v≥0.4 206 ±1
钎焊工艺
Au80Sn20合金焊料，由于它优良的 物理性能，而成为高可靠电子器件 封装中最好的焊料。
优点：具有高耐腐蚀性，高抗蠕变 性，高强度，良好的浸润性，无需 助焊剂。
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CETC 13TH
气密性封装技术
Au80Sn20合金在20 ℃时的物理性能
参数
单位
数值
密度
g.cm3
14.7
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CETC 13TH
气密性封装技术
各种尺寸长方形焊料框
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CETC 13TH
气密性封装技术
焊料环定位到盖板上
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CETC 13TH
气密性封装技术
钎焊封帽工艺对盖板的要求 1. 可选用金属、陶瓷和玻璃盖板。盖板的热
led封装气密性提高的研究
2P
Bs =
『3一
c+
试验数基t {
i 00 00 1000c 10000
嚣 嚣掺 热谶 赣一
从表1中的数据可以看 出硅烷耦合剂的添加 可有效的改善各种环 氧封装后产品红墨水渗透试验的结果。并且可以认为通过添加硅烷耦合 剂后环氧与金属支架之间的粘结强度增加，这是改善气密性的主要原 因。为了验证硅烷的添加对产品的可靠性影响的对比我们又分别取上述 添加相 同比例的 同种硅烷 ，透明封 装由5的普通红 色发光LED产 品各
2 i R j 30 30只做盐表雾羽试可验礴和高添低加温浏循箭环雕试济验蜥，商实曲验盐结雾果见 撒 表 ， 2数 量 各 只
I 力瓤q抓氧pf 试叛积星·。 蓝嚣烧毁鞲豢o
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30， 。氧冉支桀赣黄1疑。
并表将 I同封种装支后架的，产{揪品骼进30行只封红，装墨环巾水氧5渗中的 透 各激试 添色验 自毙玎，屺了试L相验 ED同结 齐比果吊仍见的表同1}。蜮偶联剂，透明
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Ap
2#
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3舻
Cf
试验数量。 红墨 水渗递S盂验≯
30p 1只渗透2～ 3mm，#3来自，，无渗透一300
克渗透≯
时候均添加了脱模材料，方便使用中产品成型后脱模，烈门取到不含脱 模剂的环氧，脱模困难，基本上不可行。脱模材料的添加导致环氧和支
架 的结 合程 发变 差， 气密 性同 时下 降。 2) 针对支架电镀层我们也进行了对比分析，对此通过供应商取得
了几种不同电镀层的支架，用同种环氧同种工艺条件封装后进行红墨水 渗透试验。通过观察不同电镀效果的支架封装后红墨水试验效果以及对 比统计数据，发现没有电镀的毛胚支架明显的渗透比例小，电镀不同厚 度的 银 层的试 验效 果均 不理 想。
第八、九、十章 气密性及塑料封装
具有电热性能好、可靠性高等优点
有带热沉和不带热沉两种
陶瓷焊球阵列外壳（CBGA）
金属气密性封装
金属材料具有最优良的水分子渗透阻绝能力，
故金属封装具有相当良好的可靠度，在分立
式芯片元器件（Discrete Components）的
封装中，金属封装仍然占有相当大的市场，
）
平行缝焊
焊料环
电极熔焊
激光焊接
1热传导焊
激光照射表面后热量以热传导的方式进行焊接
2激光深熔焊
先用激光刻坑，液体回流进入坑中时形成焊接
封。
陶瓷封装工艺流程
陶瓷封装工艺
以氧化铝为基材的陶
瓷封装工艺如图8.2所示
，主要的步骤包括生胚
片的制作（Tape Casting
）、冲片（Blanking）
、与导孔成型（Via
Punching）、厚膜导线
成型、叠压（
Lamination）、烧结（
Burnout/Firing/Sintering
）、表层电镀（Plating
上有着大的接触电阻，从而发热完成焊接。平行缝焊
是一种最受欢迎、采用广泛的金属气密封装熔焊
工艺。在平行缝焊机中的载片台上使四周边沿对
齐的可伐合金体和盖板对位于一对同轴相对的切
顶圆锥铜合金电极下，两电极在盖板顶面的两个
平行外缘上滚动的同时，一电极送出来自于缝焊
机电源的连续大电流脉冲，并形成回路。（1500度
阴极处的导体则产生镀着或所谓的树枝状成长（
Dendrite Growth）。这些效应都将造成IC芯片的短路
、断路与破坏。
各种主要的封装密封材料的
水渗透率
集成电路封装技术
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. 芯片封装实现的功能：1 传递电能，主要是指电源电压的分配和导通。
2 传递电路信号，主要是将电信号的延迟尽可能减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片的互连路径以及通过封装的IO接口引出的路径达到最短。
3 提供散热途径，主要是指各种芯片封装都要考虑元器件、部件长期工作时如何将聚集的热量散出的问题。
4 结构保护与支持，主要是指芯片封装可为芯片和其他连接部件提供牢固可靠的机械支撑，并能适应各种工作环境和条件的变化。
3.在确定集成电路的封装要求时应注意以下儿个因素:1 成本2 外形与结构3 可靠性4 性能4.在选择具体的封装形式时，主要需要考虑4种设计参数:性能、尺寸、重量、可靠性和成本目标。
5．封装工程的技术层次：第一层次(Level1或First Level):该层次又称为芯片层次的封装（Chip Level Packaging),是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架(Lead Frame）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，并可与下一层次组装进行连接的模块(组件Module)元件。
第二层次(Level2或Second Level:将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成个电路卡（Card〉的工艺.第三层次(Level3或Third Level):将数个第二层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板（Board）上使之成为一个部件或子系（Subsystem）的工艺。
第四层次(Level4或Fourth Level)将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程。
在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺也称为零级层次（Level 0)的封装，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。
mems器件气密封装工艺规范
mems器件气密封装工艺规范mems器件是一种集成了微电子器件和微机械系统的器件，具有微小尺寸、低功耗、高灵敏度和多功能等特点，广泛应用于电子、通信、汽车、医疗和工业领域等。
而气密封装是mems器件制备过程中非常关键的一环，决定了器件的性能和可靠性。
本文将详细介绍mems器件气密封装工艺规范中的材料参数。
1.封装材料的选择：在mems器件的气密封装中，常用的封装材料主要包括金属、玻璃、陶瓷和高分子材料等。
选择合适的封装材料要考虑以下因素：- 材料的温度稳定性：由于mems器件在工作中可能受到较高温度的影响，封装材料要具有良好的温度稳定性，不会因温度变化而导致形变或破裂。
-材料的气密性：封装材料要具有良好的气密性，能够有效阻隔外界气体的渗透，保证器件内部的气氛稳定和真空度。
-材料的机械性能：封装材料要具有较高的强度和硬度，能够保护器件不受外界的机械振动和冲击。
2.封装接口的设计：在mems器件的气密封装中，封装接口的设计直接影响到封装的气密性和可靠性。
以下是一些常见的封装接口设计要求：-接口尺寸的控制：封装接口的尺寸应该满足器件的尺寸要求，保证器件能够准确地定位和固定在封装底座上。
-接口密封性的保证：封装接口的设计要保证良好的密封性，通常采用O型密封圈或金属密封环等结构，确保没有气体渗漏。
-接口连接的可靠性：封装接口的连接方式要可靠，不易松动或脱落，以免影响器件的性能和寿命。
3.封装过程的优化：在mems器件的气密封装过程中，需要进行多道工艺步骤的控制和调整，以确保封装质量和可靠性。
以下是一些封装过程的优化要点：-清洗工艺：在封装过程中要对器件和封装材料进行充分的清洗，去除表面的杂质和污染物，以确保封装的纯净度和稳定性。
-封装气氛的控制：封装过程中的气氛要有良好的控制，通常采用无菌气体环境或保护气氛，以避免氧气和湿气对器件的影响。
-封装温度和压力的控制：封装过程中的温度和压力要有合适的控制，避免因温度过高或压力过大而导致封装材料破裂或变形。
第10章-气密性封装
10.2 金属气密性封装
• 金属材料具有最优良的水分子渗透阻绝能 力。 • 主要应用于高可靠性的军用电子封装。 • 金属封装通常采用镀镍或金的金属基座固 定芯片； • 特点：
– 良好的气密性； – 良好的热传导和电屏蔽。
1
金属封装使用的材料：
• Kovar（科瓦铁镍钴）合金：与玻璃的优良接 合特性，主要应用于金属封装的罐体和引脚材 料。 • 铜：主要应用于高热传导及高导电需求的金属 封装；缺点：强度不足。可添加少量的铝和银 改善机械特性。 • 铝：主要应用于微波混合电路及航空用电子的 金属封装。缺点：强度不足和高热膨胀系数。 不适合于高功率混合电路的封装。
概述: 第10章 第10章
• 气密性封装：是指完全能够防止 污染物（液体和固体）的侵入和 腐蚀的封装。 • 气密性封装材料: 金属、陶瓷、 玻璃。
气密性封装
10.1 气密性封装的必要性：
• 保护芯片； • 防止外来环境侵害；（主要指水汽） • 水汽引起的金属间电解反应会导致金属 腐蚀，引起芯片的短路、断路与破坏； • 提高电路、特别是有源器件的可靠性。
2
金属与玻璃间匹配
• 玻璃与金属在匹配密封中必须有相同的 热膨胀系数，且金属与其氧化物之间必 须有相当致密的键结。 • 玻璃与金属间的压缩密封则不需金属氧 化物的辅助，选择热膨胀系数低于金属 的玻璃材料进行粘结。其强度及密封性 高于匹配密封，热稳定性逊于匹配密 封。
玻璃与金属间的压缩密封
• 玻璃与金属间的压缩密封则不需金属氧 化物的辅助，选择热膨胀系数低于金属 的玻璃材料进行粘结。其强度及密封性 高于匹配密封，热稳定性逊于匹配密 封。 • 压缩密封的缺点：材料强度低、脆性 高。
10.3 陶瓷气密性封装
• 利用玻璃与陶瓷及Kovar（科瓦铁镍 钴）或Alloy42合金引脚架材料间可 形成紧密接合的特性，以达到高可 靠性的气密性封装。
第十章 气密性封装
3、玻璃气密性封装
玻璃跟金属间的压缩密封，不需要金属氧化物的辅助。 玻璃跟金属间的压缩密封，不需要金属氧化物的辅助。 因为压缩密封选用热膨胀系数低于金属的玻璃材料进行粘 密封冷却时，金属有较大的收缩而压迫玻璃造成密封。 结。密封冷却时，金属有较大的收缩而压迫玻璃造成密封。 压缩密封所得的强度和密封性都比匹配密封高， 压缩密封所得的强度和密封性都比匹配密封高，接面的 热稳定性比匹配密封低。 热稳定性比匹配密封低。
尹小田
尹小田
尹小田
3、玻璃气密性封装
玻璃材料的优点：具有良好的化学稳定性、抗氧化性、 玻璃材料的优点：具有良好的化学稳定性、抗氧化性、电 绝缘性和致密性， 绝缘性和致密性，且可以通过成分的调 整改变热性质。 整改变热性质。 玻璃可用于金属封装中， 玻璃可用于金属封装中，用来把针状的引脚固定在基座的 钻孔上，提高电绝缘，形成金属和玻璃间的封装。 钻孔上，提高电绝缘，形成金属和玻璃间的封装。 玻璃可用于陶瓷封装中，提供氧化铝陶瓷、 玻璃可用于陶瓷封装中，提供氧化铝陶瓷、金属引脚间的 密封粘贴。 密封粘贴。 玻璃和陶瓷材料黏着性好，与金属的黏着性质， 玻璃和陶瓷材料黏着性好，与金属的黏着性质，除了科瓦 铁镍钴外普遍不佳，需要控制好玻璃在金属表面的润湿能力。 铁镍钴外普遍不佳，需要控制好玻璃在金属表面的润湿能力。 当含有饱和金属氧化物浓度的玻璃与干净的金属表面接触时， 当含有饱和金属氧化物浓度的玻璃与干净的金属表面接触时， 润湿能力最佳。金属氧化物时关键辅助。 润湿能力最佳。金属氧化物时关键辅助。
第十章 气密性封装
1、金属气密性封装 、 2、陶瓷气密性封装 、 3、玻璃气密性封装 、
尹小田
概
述
气密性封装：是指完全能够防止污染物（液体或固体） 气密性封装：是指完全能够防止污染物（液体或固体）的 侵入和腐蚀的封装。 侵入和腐蚀的封装。 因为芯片导线的间距极小， 因为芯片导线的间距极小，在导体间很容易建立起一 个强大的电场，若水汽侵入， 个强大的电场，若水汽侵入，会使不同金属间的电解反 应而腐蚀，相同金属间电解反应而使阳极溶解， 应而腐蚀，相同金属间电解反应而使阳极溶解，阴极镀 着。 金属、陶瓷、玻璃、塑料都可以做封装材料， 金属、陶瓷、玻璃、塑料都可以做封装材料，但是 塑料的气密性不好，不能做气密性封装的材料， 塑料的气密性不好，不能做气密性封装的材料，气密性 封装的材料只有：金属、陶瓷、玻璃， 封装的材料只有：金属、陶瓷、玻璃，其封装为高可靠 性封装。 性封装。
机械结构的气密性与密封性能研究
机械结构的气密性与密封性能研究在机械工程中，气密性和密封性能是一个非常重要的考量因素。
机械结构的气密性指的是该结构是否能够有效地抵御气体泄漏，而密封性能则涉及到结构与外界环境的隔离能力。
对于许多工程应用，如汽车发动机、气体储存设备和液压系统等，气密性和密封性能是确保系统正常运行的关键要素。
气密性和密封性能的研究需要从材料的选择、结构设计和工艺制造等多个方面综合分析。
首先，选择合适的材料对于实现优异的气密性和密封性能至关重要。
一些材料具有较低的渗透性和较高的密封性能，如橡胶、塑料和金属密封等。
在选择材料时，需要考虑其化学性质、机械性能、耐磨性、耐压性等多个指标，以确保其能够适应工程中复杂的工况和环境要求。
其次，结构设计是影响气密性和密封性能的关键因素之一。
良好的结构设计可以减少泄漏点和提高密封效果。
例如，在某些密封接头和接口处添加O型圈、油封、密封垫等密封元件，可以有效地防止气体、液体或粉尘的泄漏。
此外，设计中还需考虑到排气通道的设置、预留膨胀间隙等因素，以保证结构的稳定性和气密性。
工艺制造也是保证气密性和密封性能的重要环节。
通过严格的工艺控制和检验手段，可以确保机械结构的制造精度和密封性能的稳定性。
精密加工和装配技术可以确保各个接触面的平整度和几何尺寸的精度。
而压力测试、真空封闭等检验手段可以对结构进行全面的密封性能测试，以发现并排除可能存在的漏洞。
近年来，随着新材料和先进制造技术的不断发展，机械结构的气密性和密封性能得到了巨大的提升。
例如，新型弹性材料的应用、先进的涂层技术以及微纳加工技术的引入，都为提高机械结构的密封性能提供了新的途径。
同时，一些先进的检测手段也可以帮助工程师们更准确地评估结构的气密性和密封性能，从而进一步提高产品的质量和可靠性。
尽管如此，机械结构的气密性和密封性能的研究仍然存在一些挑战。
例如，一些特殊工况下的高温、高压环境对气密性和密封性能的要求更加严苛。
针对这些问题，研究人员需要进一步深入地探究材料的特性、结构的设计和加工工艺等方面，以满足各种工程应用的需求。
检查装置气密性的目的
检查装置气密性的目的气密性是指装置内部的气体或液体是否能够被良好地密封在装置内部，不会发生泄漏。
检查装置气密性的主要目的是为了保证装置的正常运行以及安全性。
确保装置的正常工作装置的气密性对于其正常工作起着至关重要的作用。
如果装置存在泄漏，会导致液体或气体无法有效地流动或停止流动，从而影响到装置的正常运行。
通过定期检查装置的气密性，可以及时发现并解决潜在的泄漏问题，确保装置可以持续稳定地运行。
避免污染和损坏装置内部的气体或液体泄漏会导致污染和损坏装置的风险。
污染可能会影响装置的正常运行，甚至造成装置内部元件的氧化或腐蚀。
此外，从装置内部泄漏出的物质可能对环境造成污染，对人员健康和安全构成威胁。
检查装置的气密性可以有效防止这些问题的发生，保护装置和环境的安全。
提升装置的性能和效率装置的气密性不仅与装置的正常工作和安全性相关，也与其性能和效率密切相关。
气密性良好的装置可以有效地防止能量的损失，提高装置的能效和运行效率。
检查装置的气密性可以发现并解决漏气问题，从而保证装置的性能和效率得到最大化的提升。
符合法律法规和标准要求许多行业都有相关的法律法规和标准要求装置必须具备一定的气密性。
通过检查装置的气密性，可以确保装置符合相应的法规和标准，避免因为气密性不达标而导致的安全问题和法律风险。
同时，良好的气密性也是企业形象的重要体现，证明企业对产品质量和用户安全的重视。
在实际操作中，可以通过使用专门的检测设备或方法，如压力测试、气密性测试仪等，来进行装置气密性的检查和评估。
定期检查装置气密性，并及时采取修复措施，是确保装置正常运行、安全可靠的重要步骤。
结论检查装置气密性的目的不仅是为了确保装置的正常工作、安全性和性能效率，也是为了与法规要求相符合，避免污染和损坏，保护环境和人员的健康安全。
定期检查装置的气密性，可以有效减少潜在风险，提高装置的可靠性和使用寿命，值得重视和实施。
一种陶瓷管壳气密封装方法
一种陶瓷管壳气密封装方法近年来，陶瓷材料在各个领域得到了广泛的应用，尤其是在电子元器件领域中，陶瓷管壳已经成为了一种重要的封装材料。
由于其具有高强度、高硬度、高温稳定性等特点，因此被广泛应用于高压、高频、高温等特殊环境下的电子器件中。
然而，陶瓷管壳的气密性和可靠性一直是制约其应用的主要因素之一。
本文将介绍一种新型的陶瓷管壳气密封装方法，可有效提高其气密性和可靠性。
1. 原理陶瓷管壳气密封装的原理是在陶瓷管壳内部形成一个密闭的空间，防止外部气体进入，同时也防止内部气体泄漏。
由于陶瓷材料本身具有较高的气密性，因此只需要通过一些简单的处理，就可以有效地提高其气密性。
本文提出的陶瓷管壳气密封装方法主要是通过在陶瓷管壳内部涂覆一层特殊的密封材料来实现的。
该密封材料具有很高的气密性和耐高温性，可以有效地防止气体泄漏和外部气体进入。
2. 实验步骤2.1 陶瓷管壳的制备首先需要准备一些陶瓷管壳，可以通过注塑、压制等方法制备。
在制备过程中需要注意保证陶瓷管壳的尺寸和形状精确。
2.2 密封材料的涂覆将密封材料涂覆在陶瓷管壳内部。
涂覆的方法可以采用刷涂、喷涂等方式，涂覆的厚度一般在几微米至几十微米之间。
2.3 烘干将涂覆了密封材料的陶瓷管壳放入烘箱中进行烘干处理。
烘干温度和时间需要根据密封材料的性质进行调整，一般在100℃～200℃之间，时间为1～2小时。
2.4 烧结将烘干后的陶瓷管壳放入烧结炉中进行烧结处理。
烧结温度和时间需要根据陶瓷材料的种类和密封材料的性质进行调整，一般在1000℃～1500℃之间，时间为1～2小时。
2.5 测试对烧结后的陶瓷管壳进行气密性测试。
测试方法可以采用负压法、正压法等方式进行，测试结果需要满足一定的气密性要求。
3. 结果分析通过实验，我们发现采用本文提出的陶瓷管壳气密封装方法可以有效地提高陶瓷管壳的气密性和可靠性。
该方法所涂覆的密封材料具有很高的气密性和耐高温性，可以有效地防止气体泄漏和外部气体进入。
mems器件气密封装工艺规范
mems器件气密封装工艺规范Mems器件气密封装工艺规范是指在制造和封装Mems器件时，需要遵循的一系列材料参数和工艺要求。
这些规范旨在确保器件在封装后能够有效地隔离和保护内部结构，并保持其气密性，以提高器件的性能和可靠性。
下面是一个关于Mems器件气密封装工艺规范中常见的材料参数的详细说明。
1.封装材料的选择在Mems器件的气密封装中，封装材料必须具备良好的气密性、耐高温、耐腐蚀和机械强度等特性。
常用的封装材料包括玻璃、陶瓷、有机聚合物等。
在选择封装材料时，需要根据具体的器件要求和封装工艺来确定最适合的材料。
2.封装材料的物理性质封装材料的物理性质对Mems器件的气密性和封装质量有着重要影响。
其中，线膨胀系数、热导率、热膨胀系数等参数需要在封装设计中予以考虑。
线膨胀系数的匹配可以减少因温度变化引起的热应力，热导率的高低则影响器件在工作过程中的温度分布，热膨胀系数的匹配可以减少因温度变化引起的应力。
3.封装材料的化学性质封装材料的化学性质对器件的长期稳定性和耐腐蚀性有重要影响。
材料需要具备良好的耐腐蚀性，以防止在封装过程中或器件工作中发生化学反应。
此外，封装材料还应具备良好的密封性，以防止气体和水分的渗透。
4.封装材料的机械性能封装材料的机械性能对器件的抗冲击性和耐磨性有重要影响。
材料需要具备一定的机械强度，以保护器件内部结构免受外界冲击和振动的影响。
同时，材料还需要具备良好的耐磨性，以保持封装的完整性和气密性。
5.封装材料的加工性能封装材料的加工性能对制造工艺和封装质量有着重要影响。
材料需要具备良好的可加工性，以便在封装过程中能够进行精确的加工和组装。
此外，材料还需要具备良好的粘接性能，以确保封装材料与器件的可靠粘接。
总结起来，Mems器件气密封装工艺规范中的材料参数包括封装材料的选择、物理性质、化学性质、机械性能和加工性能等。
这些参数的选择和控制对于确保器件的气密性、性能和可靠性至关重要。
在实际应用中，需要根据具体的器件要求和封装工艺来选择最合适的材料，并在制造过程中严格按照规范进行材料的处理和加工。
气密封装中的气体成分系列
气密封装中的气体成分系列以气密封装中的气体成分系列为标题，写一篇文章。
一、气密封装中的气体成分简介气密封装是指通过封闭的容器或材料来防止气体的泄漏或进入。
在气密封装中，气体成分起着重要的作用。
不同的气体成分可以影响气密封装的性能和使用效果。
本文将从气体成分的角度来介绍气密封装。
二、气密封装中常用的气体成分1. 氮气：氮气是气密封装中最常见的气体成分之一。
它具有惰性和稳定性，能够有效地保护封装物体免受外界空气的影响。
氮气的使用可以防止氧气和水分的进入，从而减少氧化和腐蚀的可能性。
2. 氩气：氩气也是常用的气体成分之一。
它具有较高的密度和惰性，能够提供更好的密封效果。
氩气的使用可以降低气体渗透的可能性，提高气密封装的性能。
3. 氢气：氢气在某些特殊情况下也被用于气密封装。
氢气具有较小的分子尺寸和较高的扩散速率，可以在一定程度上提高气密封装的渗透性能。
4. 氧气：氧气在气密封装中往往是不希望存在的气体成分。
氧气的存在会导致氧化反应和腐蚀现象的发生，影响封装物体的性能和寿命。
5. 水蒸气：水蒸气是气密封装中常见的气体成分之一。
它具有较高的相对湿度和较大的分子尺寸，容易引起物体表面的水分凝结和腐蚀问题。
因此，在气密封装中需要控制水蒸气的含量，以保持封装物体的干燥状态。
三、气密封装中的气体成分对性能的影响气密封装中的气体成分可以对封装物体的性能产生重要影响。
不同的气体成分具有不同的性质和特点，因此对气密封装的性能产生不同的影响。
1. 密封性能：气密封装中的气体成分直接影响封装的密封性能。
氮气和氩气具有较高的密度和稳定性，可以提供较好的密封效果。
而氧气和水蒸气则会影响密封的效果，降低气密封装的性能。
2. 抗氧化性：气密封装中的气体成分对封装物体的抗氧化性能有重要影响。
氮气和氢气具有较强的抗氧化性能，可以有效地抑制氧化反应的发生。
而氧气的存在会加速物体的氧化过程，降低封装物体的抗氧化性能。
3. 防腐蚀性：气密封装中的气体成分也对封装物体的防腐蚀性能有一定影响。
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学习目标
了解气密性封装的作用和用途源自密性封装的必要性气密性封装的定义
所谓气密性封装是指完全能够防止污染物（ 液体或固体）的侵入和腐蚀的封装。
芯片封装的主要目的
为IC芯片提供保护，避免不适当的电、热、化 学及机械等因素的破坏。
陶玻塑金瓷璃料属 封封封封装装装装
气密性封装的必要性
引起IC芯片损坏最主要的因素
在外来环境的侵害中，水汽是引起IC芯片 损坏最主要的因素。
气密性封装的作用
气密性封装可以大大提高电路（特别 是有源器件）的可靠性。
IC 芯片
键合 金丝
知识回顾
气密性封装的必要性