半導(dǎo)體封裝技術(shù)

半導(dǎo)體封裝技術(shù)

把集成電路(或半導(dǎo)體分立器件)芯片包裝、密封在一個(gè)外殼內(nèi)，使其能在所要求的外界環(huán)境和工作條件下穩(wěn)定可靠地工作。半導(dǎo)體封裝技術(shù)一般可分為芯片裝架、引線鍵合和封蓋三個(gè)過(guò)程。...

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　　把集成電路(或半導(dǎo)體分立器件)芯片包裝、密封在一個(gè)外殼內(nèi)，使其能在所要求的外界環(huán)境和工作條件下穩(wěn)定可靠地工作。半導(dǎo)體封裝技術(shù)一般可分為芯片裝架、引線鍵合和封蓋三個(gè)過(guò)程。

　　芯片裝架:把集成電路芯片裝配到外殼或引線框架上。一般采用粘結(jié)料或合金法使芯片和外殼或引線框架裝配成一個(gè)整體。①粘結(jié)料粘片：用粘結(jié)料把芯片粘結(jié)到外殼上,再加熱使粘結(jié)料固化。粘結(jié)料的種類很多,常用的一種導(dǎo)電膠是環(huán)氧樹脂加銀粉末組成。用它把芯片和外殼底座粘結(jié)后，加熱到 200℃左右使環(huán)氧樹脂固化。加銀粉的作用是提高粘結(jié)材料的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，有利于芯片把熱量經(jīng)外殼傳布到周圍環(huán)境中去;也有利于改進(jìn)芯片和外殼底座之間的導(dǎo)電性能。銀漿是另一種常用的粘結(jié)料，主要成分是銀的氧化物，用于粘結(jié)芯片。加熱后，銀的氧化物分解還原成銀并固化。②合金法粘片：在芯片背面和外殼底座之間用金屬材料形成合金，使芯片固定在底座上。

半導(dǎo)體模具

　　引線鍵合:又稱壓焊，是將外殼引出線與芯片中相對(duì)應(yīng)的部位用金屬細(xì)絲連接起來(lái)，通常采用超聲波壓焊或熱壓焊(金絲球焊)。常用的細(xì)絲有硅鋁絲和金絲兩種。硅鋁絲用超聲波壓焊在氣密封裝中實(shí)現(xiàn)互連;金絲則用球焊或超聲球焊在塑料封裝中互連(見集成電路焊接工藝)。

　　封蓋(或封裝成型):把裝有集成電路或分立器件芯片的外殼(或引線框架)封蓋、密封(或模封成型)。常用的半導(dǎo)體封裝類型有：

　　1、金屬圓殼封裝：多用于分立器件(如晶體管)和線性集成電路的封裝。底殼和圓帽由可伐合金制成。封帽是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過(guò)大電流把圓帽和底殼焊接密封起來(lái);隨后進(jìn)行氣密性檢漏，以保證器件可靠性。

　　2、白陶瓷扁平封裝：把帶有金屬環(huán)的白陶瓷扁平外殼和金屬蓋板用焊料進(jìn)行釬焊密封。焊料常用熔點(diǎn)在 200℃以上的錫合金。封裝后要進(jìn)行氦質(zhì)譜細(xì)檢漏和氟油加壓粗檢漏。前者檢查細(xì)微漏孔，后者檢查較大的漏孔。檢漏合格的器件，具有良好的氣密性和可靠性。

　　3、白陶瓷雙列直插式封裝：類似于白陶瓷扁平封裝，通常在氫氣和氮?dú)獗Ｗo(hù)下的鏈?zhǔn)綘t中進(jìn)行釬焊封裝。也可用平行縫焊機(jī)通過(guò)大電流加熱的方法把蓋板與外殼焊接。鏈?zhǔn)綘t生產(chǎn)效率高、產(chǎn)量大;而平行縫焊機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低。封裝后要進(jìn)行檢漏。白陶瓷封裝的密封性好、可靠性高。扁平封裝體積小、重量輕。但雙列直插式封裝在生產(chǎn)過(guò)程中便于自動(dòng)上、下料，適合于自動(dòng)化大產(chǎn)生。把雙列直插式封裝的電路焊到整機(jī)線路板上可采用波峰焊。線路板通過(guò)錫鍋上面時(shí)與被壓縮空氣吹起的熔融焊錫波峰相接觸即能完成全部焊接,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接,生產(chǎn)效率高。

　　4、低熔玻璃雙列直插式封裝：把涂敷有低熔點(diǎn)玻璃的陶瓷底座和陶瓷蓋板裝架,在通過(guò)鏈?zhǔn)綘t時(shí),低熔點(diǎn)玻璃把蓋板和裝有芯片的底座熔封成一個(gè)整體。這種外殼用的陶瓷和玻璃都是黑色的，故又稱黑陶瓷封裝。這種外殼玻璃的熔封溫度僅四百多度，比一般玻璃的熔化溫度低得多，所以稱低熔玻璃。它的耐酸腐蝕性和可靠性不如白陶瓷外殼好，但成本比白陶瓷外殼低。封裝后的器件也要進(jìn)行檢漏。

　　5、塑料雙列直插式封裝:也叫塑料模封或塑料包封，是把粘有芯片并已壓焊好的引線框架置于塑封油壓機(jī)的包封模具中。再把經(jīng)過(guò)預(yù)熱的塑料(通常是環(huán)氧樹脂或硅酮樹脂)放入加料腔中，在一定的壓力下使塑料流入加熱的模腔中固化成型完成封裝。常用的油壓機(jī)具有幾十到一百多噸的壓力。包封模一次可同時(shí)成型幾十到幾百個(gè)集成電路或更多的分立器件，生產(chǎn)效率高，適合于自動(dòng)化生產(chǎn)。包封后的集成電路，要進(jìn)行后固化、鍍錫或沾錫以及沖筋打彎等工序，但不進(jìn)行檢漏。

　　6、塑料單列直插式封裝：和塑料雙列直插式封裝類似，只是外形不同。