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電子封裝工程(電子封裝材料)

來(lái)源:好上學(xué) ??時(shí)間:2022-06-24

一.電子封裝的基本概念

所謂電子封裝是個(gè)整體的概念,包括了從集成電路裸片(Die)到電子整機(jī)裝聯(lián)的全部技術(shù)內(nèi)容。在國(guó)際上,微電子封裝是個(gè)很廣泛的概念,包含組裝和封裝的多項(xiàng)內(nèi)容。微電子封裝所包含的范圍應(yīng)包括單芯片封裝(SCP)設(shè)計(jì)和制造、多芯片封裝(MCM)設(shè)計(jì)和制造、芯片后封裝工藝、各種封裝基板設(shè)計(jì)和制造、芯片互連與組裝、封裝總體電性能、機(jī)械性能、熱性能和可靠性設(shè)計(jì)、封裝材料、封裝工模夾具以及綠色封裝等多項(xiàng)內(nèi)容。

電子封裝可以分為廣義封裝與狹義封裝。

狹義的電子封裝(Package),是把集成電路裝配為芯片最終產(chǎn)品的過(guò)程,簡(jiǎn)單地說(shuō),就是把Foundry(晶圓代工)生產(chǎn)出來(lái)的集成電路裸片(Die)放在一塊起到承載作用的基板上,把引腳引出來(lái),然后固定包裝成為一個(gè)整體。封裝具有保護(hù)芯片、增強(qiáng)電熱性能、方便整機(jī)裝配的重要作用。

以雙列直插式(Dual In-Line Package,DIP)為例,如下圖所示,晶圓上劃出的裸片,經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格后,將其緊貼安裝在基底上,再將多根金屬導(dǎo)線(Bonding Wire,一般用金線)把裸片上的金屬接觸點(diǎn)跟外部的引腳通過(guò)焊接連接起來(lái),然后埋入樹(shù)脂,用塑料管殼密封起來(lái),形成芯片整體。

圖1 雙列直插芯片的封裝

廣義的電子封裝,應(yīng)該是狹義的封裝與實(shí)裝工程及基板技術(shù)的總和。是指將半導(dǎo)體和電子元器件所具有的電子的,物理的功能,轉(zhuǎn)變?yōu)槟苓m用于設(shè)備或系統(tǒng)的形式,并使之成為人類(lèi)社會(huì)服務(wù)的科技與技術(shù),統(tǒng)稱為電子封裝工程。

二.電子封裝的三個(gè)級(jí)別

談到微電子封裝,首先我們要敘述一下三級(jí)封裝的概念。一般說(shuō)來(lái),微電子封裝分為三個(gè)級(jí)別(也有文獻(xiàn)上將從集成電路裸片(Die)到電子整機(jī)的整個(gè)電子裝聯(lián)過(guò)程細(xì)分為從零級(jí)到5級(jí)的6個(gè)級(jí)別)。

所謂一級(jí)封裝就是在半導(dǎo)體圓片裂片以后,將一個(gè)或多個(gè)集成電路芯片用適宜的封裝形式封裝起來(lái),并使芯片的焊區(qū)與封裝的外引腳用引線鍵合(WB)、載帶自動(dòng)鍵合(TAB)和倒裝芯片鍵合(FCB)連接起來(lái),使之成為有實(shí)用功能的電子元器件或IC組件。


圖2 一級(jí)封裝也稱芯片級(jí)封裝

一級(jí)封裝包括單芯片組件(SCM)和多芯片組件(MCM)兩大類(lèi)。應(yīng)該說(shuō),一級(jí)封裝包含了從圓片裂片到電路測(cè)試的整個(gè)工藝過(guò)程,即我們常說(shuō)的后道封裝,還要包含單芯片組件(SCM)和多芯片組件(MCM)的設(shè)計(jì)和制作,以及各種封裝材料,如引線鍵合絲、引線框架、裝片膠和環(huán)氧模塑料等內(nèi)容。這一級(jí)也稱芯片級(jí)封裝。

二級(jí)封裝就是將一級(jí)微電子封裝產(chǎn)品連同無(wú)源元器件一同安裝到印制板或其他基板上,成為部件或整機(jī)。這一級(jí)所采用的安裝技術(shù)包括通孔安裝技術(shù)(THT)、表面安裝技術(shù)(SMT)和芯片直接安裝技術(shù)(DCA)等。二級(jí)封裝還應(yīng)該包括雙層、多層印制板、柔性電路板和各種基板的材料、設(shè)計(jì)和制作技術(shù)。這一級(jí)也稱板級(jí)封裝。

圖3 二級(jí)封裝也稱板級(jí)封裝,一般形成PCBA

三級(jí)封裝就是將二級(jí)封裝的產(chǎn)品通過(guò)選層、互連插座、線束線纜或柔性電路板與母板連接起來(lái),形成三維立體封裝,構(gòu)成完整的整機(jī)系統(tǒng),這一級(jí)封裝應(yīng)包括連接器、疊層組裝和柔性電路板等相關(guān)材料、設(shè)計(jì)和組裝技術(shù)。這一級(jí)也稱系統(tǒng)級(jí)封裝


圖4 三級(jí)封裝也稱系統(tǒng)級(jí)封裝,形成最終整機(jī)

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