毕业论文之电子封装知识总结(3)

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成平面引脚，达到PGA的互连密度。在正方形结构中，并非所有模块下的通孔均可以插入，必须有一些芯片的连接要转换到模块外形的外面，提高其有效互连面积。长方形结构可以使短边引脚数少于64个、引脚间距不大于0.025英寸(1mm)的所有引脚都插入模块底下的通孔中。PQFP最常见的引脚数是84、100、132、164和196。

2.2.6 BGA封装

当引脚数目更高时，采用PQFP的封装形式就不太合适了，这时，BGA封装应该是比较好的选择，其中PBGA也是近年来发展最快的封装形式之一。BGA封装技术是在模块底部或上表面焊有许多球状凸点，通过这些焊料凸点实现封装体与基板之间互连的一种先进封装技术。广义的BGA封装还包括矩栅阵列(LGA)和柱栅阵列(CGA)。矩栅阵列封装是一种没有焊球的重要封装形式，它可直接安装到印制线路板(PCB)上，比其它BGA封装在与基板或衬底的互连形式要方便得多，被广泛应用于微处理器和其他高端芯片封装上。BGA技术在二十世纪九十年代中期开始应用，现在已成为高端器件的主要封装技术，同时，它仍处于上升期，发展空间还相当大。目前用于BGA封装的基板有BT树脂、柔性带、陶瓷、FR-5等等。在BGA封装中，基板成本要占总成本的80％左右。BT树脂是BGA封装中应用最广的基板，同时，随着BGA封装在整个IC封装市场地位的不断提高，也导致对基板材料数量和种类的需求不断增长。

2.3 小结

综上所述，电子封装技术所涉及的范围相当广泛，本培训课程不可能一一详述。在本节中，将介绍最普遍的塑料封装技术及相关的一些材料。一般所说的塑料封装，如无特别的说明，都是指转移成型封装(transfer molding)，封装工序一般可分成二部分：在用塑封料包封起来以前的工艺步骤称为装配(assembly)或前道操作(front end operation)，在成型之后的工艺步骤称为后道操作(back end operation)。在前道工序中，净化室级别为100到1,000级。有些成型工序也在净化室中进行，但是，机械水压机和预成型品中的粉尘，很难使净化室达到10,000级以上。

一般来讲，随着硅芯片越来越复杂和日益趋向微型化，将使更多的装配和成型工序在粉尘得到控制的环境下进行。转移成型工艺一般包括晶圆减薄(wafer ground)、晶圆切割(wafer dicing or wafer saw)、芯片贴装(die attach or chip bonding)、引线键合(wire bonding)、转移成型(transfer molding)、后固化(post cure)、去飞边毛刺(deflash)、上焊锡(solder plating)、切筋打弯(trim and form)、打码(marking)等多道工序。

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第3章 电子封装汇总

3.1 封装技术的方法与原理

塑料封装的流程图如图所示，现将IC芯片粘接于用脚架的芯片承载座上，然后将其移入铸模机中灌入树脂原料将整个IC芯片密封，经烘烤硬化与引脚截断后即可得到所需的成品。

塑料封装的化学原理可以通过了解他的主要材料的性能与结构了解。常用塑料封装材料有环氧树脂、硅氧型高聚物、聚酰亚胺等

环氧树脂是在其分子结构中两个活两个以上环氧乙烷换的化合物。它是稳定的线性聚合物，储存较长时间不会固化变质，在加入固化剂后才能交联固化成热固性塑料。硅氧型高聚物的基本结构是硅氧交替的共价键和谅解在硅原子上的羟基。因此硅氧型高聚物既具有一般有机高聚物的可塑性、弹性及可溶性等性质，又具有类似于无极高聚物——石英的耐热性与绝缘性等优点。聚酰亚胺又被称为高温下的“万能”塑料。它具有耐高温、低温，耐高剂量的辐射，且强度高的特点。

3.2 塑料封装技术的发展

塑封料作为IC封装业主要支撑材料，它的发展，是紧跟整机与封装技术的发展而发展。 整机的发展趋势：轻、小（可携带性）；高速化；增加功能；提高可靠性；降低成

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本；对环境污染少。封装技术的发展趋势：封装外形上向小、薄、轻、高密度方向发展；规模上由单芯片向多芯片发展；结构上由两维向三维组装发展；封装材料由陶封向塑封发展；价格上成本呈下降趋势。 随着高新技术日新月异不断发展对半导体应用技术不断促进，所以对其环氧封装材料提出了更加苛刻的要求，今后环氧塑封料主要向以下五个方面发展：

1 向适宜表面封装的高性化和低价格化方向发展。为了满足塑封料高性化和低价格，适宜这种要求的新型环氧树脂不断出现，结晶性树脂，因分子量低，熔融粘度低，但熔点高具有优良的操作性，适用于高流动性的封装材料。目前已经有的结晶性环氧树脂，为了得到适用于封装材料的熔点范围，多数接枝了柔软的分子链段，但是成型性和耐热性难以满足封装材料的要求，所以必须开发新的结晶性的环氧树脂。

2 向适宜倒装型的封装材料方向发展 。最近随着电子工业的发展，作为提高高密度安装方法，即所谓裸管芯安装引起人们的高度重视。在裸管芯倒装法安装中，为了保护芯片防止外界环境的污染，利用液体封装材料。在液体封装料中，要求对芯片和基板间隙的浸润和充填，因这种浸润和充填最终是通过毛细管原理进行的，因此要求树脂具有非常高的流动性，同时无机填充率要降低。但液体封装料与芯片之间的应力会增大，因此要求塑封料必须具有低的线膨胀系数，现在国外采用具有萘环结构的新型环氧树脂制备塑封料。

3 BGA、CSP等新型封装方式要求开发新型材料。裸管芯安装方法，虽然是实现高密度化封装的理想方法，但目前仍有一些问题，如安装装置和芯片质量保证等，出现了一种新的封装方式即 BGA或CSP，这是一种格子接头方式的封装，不仅可以实现小型化、轻量化而且可达到高速传递化，目前这种封装形式正处于快速增长期。但这种工艺成型后在冷却工艺出现翘曲现象，这是因为基板与封装材料收缩率不同引起的。克服方法是尽量使封装料与基板线膨胀系数接近，从封装材料和基板粘合剂两方面均需开发新型塑封料的同时提高保护膜与材料的密着性。

4 高散热性的塑封料。随着电子仪器的发展，封装材料散热性的课题已提出，因为塑封料基体材料—— 环氧树脂属于有机高分子材料，基于分子结构的不同，热传导性的改善受到局限，因此从引线框架的金属材料着手，采用42#铜合金，因为有比较高的热传导率，铜合金引线框架表面有一层氧化膜，因此要求塑封料与之有良好的粘接密着性。国外有些厂家正在研究开发，通过引入链段，提高范德瓦尔引力，以提高塑封料与铜框架的引力。

5 绿色环保型塑封料：随着全球环保呼声日益高涨，绿色环保封装是市场发展的要求，上海常祥实业 采用不含阻燃剂的环氧树脂体系或更高填充量不含阻燃剂的绿色环保塑封料已经全面上市。也有一些国外公司正在试用含磷化合物,包括红磷和瞵。

总之，随着集成电路向高超大规模、超高速、高密度、大功率、高精度、多功能方向的迅速发展及电子封装技术由通孔插装（PHT）向表面贴装技术发展，封装形式由双列直插（DIP）向（薄型）四边引线扁平封装（TQFP/QFP）和球栅阵列塑装（PBGA）以及芯片

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尺寸封装（CSP）方向发展，塑封料专家刘志认为：塑封料的发展方向正在朝着无后固化、高纯度、高可靠性、高导热、高耐焊性、高耐湿性、高粘接强度、低应力、低膨胀、低粘度、易加工、低环境污染等方向发展。

3.3 其他封装技术

1．多芯片（MCP）封装。多芯片封装（MCP，Multichip Package），许 …… 此处隐藏：3295字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……