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详细讲解器件封装类别、功能与工艺流程

合明科技 👁 2045 Tags:球栅阵列BGA倒装芯片FC功率半导体器件清洗

封装功能 (1)

封装的功能,通常包括五个方面:电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑和环境保护。

电源分配:电源的接通,使得集成电路芯片能与外部电路进行沟通,满足封装体内部不同部位的电源分配,以优化封装体内部能源的消耗

信号分配:为使电信号最大程度减小延迟,布线应尽量使得信号线与芯片的互联路径及通过封装输入、输出引出的路径优化到最短。避免高频信号的串扰。


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散热通道:封装结构和材料的不同,对器件的散热效果将起关键作用。对于功率特别大的集成电路,还需考虑附加的降温措施,如:散热板(片)、风冷、水冷等机械支撑:封装可为集成电路芯片和其他部件提供可靠的机械支撑,以此来适应不同的工作环境和条件的变化。

环境保护:集成电路在使用过程中,可能会遇到不同的环境,有时甚至在十分恶劣的环境中使用。为此,封装对芯片的环境保护作用是显而易见的

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封装可以分五个层次

1.零级封装晶圆上互连

2.一级封装:将芯片封装成器件(单芯片或多芯片)

二级封装:是指将电子元器件(包括已封装芯片)安装到印刷线路板上。主要轩焊方法包括通孔插装技术、表面贴装技术、芯片直接安装技术。

三级封装:子系统组装将二级封装插到母板上

四级封装:整机电子系统如电子计算机等的组装

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器件的安装方式可分为:PTH和SMT

表面贴装式SMT (Surface Mount Technology)

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通孔插装和表面贴装类封装对比

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塑料封装工艺示例

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封装按外壳材料分类 (一级封装)

金属封装

1.以金属作为集成电路外壳的一种封装方式,是高可靠性需求的主要封装之一。

2.金属封装特点主要体现在: (1)具有优良的导热性能和机械性能能很好地保护各类芯片等免受恶劣环境的影响; (2)使用的温度范围宽,通常可以达到-65°C~125°C。 (3)气密性优良,漏率小;4)大多为金属壳体搭配陶瓷基板、各类绝缘子的封装,封装后的体积(壳体)较大,不适合器件小型化金属封装,在高温或低温、高湿、强冲击等恶劣环境下使用时,由于它具有优异的气密特性以及空封腔结构,对芯片起到良好的物理保护以及它具有很好的电磁屏蔽特点和热阻较小等的特点,封装可靠性可得到保证,因而,它被较多地用于军事和高可靠民用电子封装领域

封装按外壳材料分类 (一级封装)

陶瓷封装

1。是以陶瓷作为外壳的一种封装方式,是高可靠性需求的主要封装之一2.陶瓷封装优点主要体现在: (1)能提供集成电路芯片气密性的密封保护具有优异的可靠度;(2)陶瓷的高频绝缘性能较好,多用于高频、超高频和微波应用; (3)陶瓷封装,在电、热、机械等方面,具有极其稳定的特点。

3.不足主要体现在: (1)较高的脆性,容易受到机械应力的损害; (2)相较塑料封装,由于原材料一般较贵、工艺复杂以及批量生产效率低等问题,成本较高;(3)薄型化、小型化和工艺自动化能力弱于塑料封装(4)在高l/O密度集成电路封装中,不具有优势陶瓷封装多用于有高可靠性需求,以及有空封结构要求的产品上,如声表4面波器件、带空气桥的GaAs器件、MEMS器件等

四方扁平封装(QFP,Quad Flat Package)

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QFP (Quad Flat Package)为四侧引脚扁平封装,是表面贴装型封装之一,引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。基材有陶瓷、金属和塑料三种塑料QFP是最普及的多引脚LSI封装。不仅用于微处理器,门陈列等数字逻辑LSI电路,而且也用于模拟LSI 电路。引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm 等多种规格。


QFN(方形扁平无引脚封装

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表面贴装型封装之一。封装四侧配置有电极触点(简称管脚)。口由于无引脚,贴装占有面积比QFP小,高度比QFP低。材料有陶瓷和塑料两种。管脚中心距一般为0.65、0500435mm为主口小型化、卓越的电、热性能

第3阶段90年代---面阵列封装: 球栅阵列BGA、倒装芯片FC

20世纪80年代至90年代,随着IC特征尺寸减小及集成度的提高,芯片尺寸不断增大,IC发展到超大规模集成电路 (Very Large Scale Integration,VLSI)阶段,可集成216~222个元器件,其I/O数达到数百个,甚至过干原来四边引脚的QFP及其他类型的电子封装,已经不能满足封装VLSI的要求。电子封装引脚由周边排列型发展成矩阵分布型,以球栅阵列 (Ball Grid ArrayBGA)和倒装芯片(Flip-chip,FC)技术为代表的面封装形式开始兴起这种封装形式可以利用整个芯片背面的面积,传统的管脚被焊球所替代,同时减小了焊点的尺寸和间距,大大缩短了芯片与基板之间的连接距离

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功率半导体器件清洗:

针对各类半导体不同的封装工艺如功率器件QFN,为保证产品的可靠性,合明科技研发多款自主知识产权专利清洗剂,针对不同工艺及应用的半导体封装需要的精密清洗要求,合明科技在水基清洗方面开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封装到PCBA组件终端,包括有水基清洗剂和半水基清洗剂,碱性水基清洗剂和中性水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的功率器件QFN清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。合明科技专注电子制程精密清洗20多年经验,在水基清洗剂方面颇有心得,包括油墨水基清洗剂,环保清洗剂,半导体芯片封装水基清洗剂等数十款产品,多年来受到无数客户的青睐。我们有强大的售前技术指导和最贴心的服务,水基清洗,选择合科技,决不会让您失望!合明科技运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。以上便是功率器件的材料的演进与功率器件电子芯片清洗介绍介绍,希望可以帮到您!


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