厚膜电路封装-常

1、.厚膜电路的封装厚膜电路在完成组装工序后，通常还需要给予某种保护封装，以免受各种机械损伤和外界环境的影响，并提供良好的散热条件，保证电路可靠地工作，封装除对混合电路起机械支撑、防水和防磁、隔绝空气等的作用外，换具有对芯片及电连线的物理保护、应力缓和、散热防潮、尺寸过度、规格标准化等多种功能。电路可以采用金属、陶瓷、玻璃和树脂等封装。厚膜电路的一个优点就是它能在封装保护较差的条件下正常地工作。 金属封装按外壳的材料分类 陶瓷封装 塑料封装按气密性分类气密性封装：是对工作环境气密的保护，金属封装和陶瓷封装属该封装。非气密性封装：那么是可以透气的，塑料封装一般为该封装。一、封装材料：厚膜集成电路封装

2、的作用之一就是对芯片进展环境保护，防止芯片与外部空气接触。因此必须根据不同类别的集成电路的特定要求和使用场所，采取不同的加工方法和选用不同的封装材料，才能保证封装构造气密性到达规定的要求。按外壳材料分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装等。集成电路早起的封装材料是采用有机树脂和蜡的混合体，用充填或灌注的方法来实现封装的，显然可靠性很差。也曾应用橡胶来进展密封，由于其耐热、耐油及电性能都不理想而被淘汰。目前使用广泛、性能最为可靠的气密密封材料是玻璃-金属封接、陶瓷-金属封装和低熔玻璃-陶瓷封接。处于大量生产和降低本钱的需要，塑料模型封装已经大量涌现，它是以热固性树脂通过模具进展加热加压来完成

3、的，其可靠性取决于有机树脂及添加剂的特性和成型条件，但由于其耐热性较差和具有吸湿性，还不能与其他封接材料性能相当，尚属于半气密或非气密的封接材料。 全密封封装适合于高可靠性应用。通常，全密封的漏气率应不大于10-8cm3/S。为了保证密封的高质量，首先必须可靠地气密密封全部外引线，待电路板接入外壳后，再要求对壳底和壳盖进展优质焊接。在气密封装中，典型的密封组合主要有金属之间、金属和陶瓷之间、金属和玻璃之间及陶瓷之间的密封。序号形式方法1金属-金属封接如金属外壳，目前最常用的方法是电路熔焊法，此外还可用锡焊、冷压焊和电子束、激光熔焊等。2金属-陶瓷间封装要求陶瓷上密封局部进展金属氧化，可采用Mo

4、-Mn导体浆料在陶瓷外表涂敷金属化层，然后选择适当的焊料，使金属与陶瓷的金属化部位相封接。3金属-玻璃的封装主要应用在以金属为主体的封装构造中，作为封接材料的金属与玻璃，其热膨胀系数必须匹配。4陶瓷-陶瓷封装陶瓷间的密封主要采用低熔点玻璃封装或用焊锡法，焊接已金属化的陶瓷。二、厚膜电路的封装技术厚膜电路的封装有气密封装和非气密封装两种。气密封装采用金属、陶瓷或玻璃做封装材料；非气密封装是用有机材料封装，也称树脂封装。厚膜电路的主要封装技术序号类型，工程密封方法密封材料1气密封装电阻熔焊对焊镍、金属软焊法金-锡、金-硅焊料金-锗焊料低熔点玻璃法硼硅酸铅玻璃、硼硅酸锌玻璃2非气密封装树脂粘接法双酚

5、系环氧树脂局部封装法热固性液态、固态环氧树脂、硅酮树脂凝胶状硅酮树脂灌注法热固性液态、固态环氧树脂、硅酮树脂浸渍法热固性液态、固态环氧树脂、硅酮树脂模压法热固性液态、固态环氧树脂、硅酮树脂2.1 单芯片封装单芯片封装分气密性封装型和非气密性封装型两大类：前者包括金属外壳封接型、玻璃封接型陶瓷盖板或金属盖板、钎焊Au/Sn共晶焊料封接型；后者包括传递模注塑料型、液态树脂封装型、树脂块封装型等。2.2 多芯片封装MCM封装也可按其气密性等级，分为气密封装和非气密封装两大类。非气密封装的代表是树脂封装法、依树脂的参加不同，进一步分为注型法、浸渍法、滴灌法及流动浸渍法等；气密性封装包括低熔点玻璃封接法

6、、钎焊封接法、缝焊封接法及激光熔焊法等。1、.气密性封装1钎焊气密封装技术 钎焊气密封接是通过钎焊将金属外壳固定在多层布线板上，将IC芯片与外气绝缘。为了利用钎焊实现气密封接的目的，要求焊料与被钎焊材料之间具有良好的浸润性，通常采用Sn63/Pb37焊料。为了钎焊金属封装外壳，需要在多层布线板外表的四周，形成于外壳相匹配、用于钎焊连接的导线图形。该导体图形与焊料间应有良好的浸润性，且与焊料的互扩散尽量小，一般是通过厚膜法，采用Cu浆料印刷。对于氧化铝陶瓷多层共烧基板来说，一般在W导体层上电镀Ni/Au。以到达良好的浸润性。金属外壳与多层布线板的热膨胀系数一般是不同的，因此对氧化铝布线来说，最好

7、选用可伐合金外壳，但可伐合金与焊料间的浸润性不好，通常金属外壳也需要电镀Ni、/Au或Sn，以改善其浸润性。钎焊封接的金属外壳封装便于分解、重装，一般可保证在10次以上。因此，这种封接可用做通常气密性封装后半导体元件的初期不良品筛选。钎焊封接中采用助焊剂按，焊接过程中产生残渣，清洗助焊剂的三氯乙烷等有机清洗剂破坏臭氧层，不利于环保。2激光熔焊封接技术 激光熔焊适用于大型MCM及外形复杂的MCM，并能保证高可靠性。其工艺过程如下：先在多层布线板的设定位置上，由Ag焊料固定作为熔焊金属基体的焊接环，将金属外壳扣在焊接环上，使两者处于严密接触状态，用激光束照射严密部位，焊接环及与其密接部位的外壳金属

8、同时熔化，经冷却完成气密封接。由于一样金属间便于熔焊，一般情况下焊接环与外壳都采用可伐合金。3缝焊封接 现有的缝焊焊机的功率有限，只能焊比较薄厚度约0.15mm的金属盖板，不能用于大型MCM，为了对大型MCM采用较厚的0.250.5mm的金属盖板进展熔焊封接，需要采用激光熔焊法。 采用缝焊封接时，先用环氧树脂及焊料等粘结剂，将陶瓷布线板支持固定在金属外壳中，二粘结剂在散热性及耐机械冲击性等方面都存在问题，为解决这些问题，可以在陶瓷布线板上，通过银浆料，粘结固定于布线板热膨胀系数根本相等的可伐或Fe/Ni42合金等密封环，并作为激光熔焊时的金属基体。2、非气密封装非气密封装是以树脂材料为主的封装

9、构造，其防潮性差，气密性不及金属、陶瓷和玻璃材料，但由于其封装所用设备简单，材料低廉，加工方便，易于实现自动化生产等，因而已广泛应用于低本钱厚膜电路的封装。涂布法浸渍法滴灌法用毛刷蘸取液态树脂，在元件上涂布，经加热固化完成封装将元件在液态树脂中浸渍，当附着的树脂到达一定厚度时，加热固化将液态树脂滴于元件上，经加热固化完成封装环氧树脂，硅树脂环氧树脂，酚树脂环氧树脂，硅树脂手工作业，不可控制的因数很多，不适合批量生产设备简单，价格廉价适合于多品种小批量封装制作几种封装方法的特征比照序号封装方法树脂封装发钎焊封装法缝焊封装法激光熔焊法1拆装返修性×2耐湿性×3耐热性×

10、4耐热冲击性×5散热性×6耐机械冲击性×7外形形状尺寸适应性×8大型化××9价格××10环保特性无清洗，无铅化××三、厚膜电路的几种封装介绍：1、BGA(球形阵列封装) 球形触点陈列，外表贴装型封装之一。在印刷基板的反面按陈列方式制作出球形凸点用 以 代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进展密封。也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚可超过200，是多引脚LSI 用的一种封装。 封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。2、CLCC(陶瓷封装) 带引脚的陶瓷芯片

11、载体，外表贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形 。 带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM 以及带有EPROM 的微机电路等。 3、COB(板上芯片封装) 板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与 基 板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用 树脂覆 盖以确保可靠性。虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术，但它的封装密度远不如TAB 和 倒片 焊技术。 4、DIP(双列直插式封装) 双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。 DIP 是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻

12、辑IC，存贮器LSI，微机电路等。 5、SIP(单列直插式封装) 单列直插式封装。引脚从封装一个侧面引出，排列成一条直线。当装配到印刷基板上时 封 装呈侧立状。引脚中心距通常为2.54mm，引脚数从2 至23，多数为定制产品。封装的形状各异也有的把形状与ZIP 一样的封装称为SIP6、LGA(触点阵列封装) 触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现 已 实用的有227 触点(1.27mm 中心距)和447 触点(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA，应用于高速 逻辑 LSI 电路。LGA 与QFP 相比，能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚另外，由于引线的

13、阻抗小对于高LSI 是很适用的。但由于插座制作复杂，本钱高，现在根本上不怎么使用。预计今后对其需求会有所增加。 。 7、PLCC(塑料封装) 带引线的塑料芯片载体。外表贴装型封装之一。引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形是塑料制品。现在已经普及用于逻辑LSI、DLD(或程逻辑器件)等电路。引脚中心距1.27mm，引脚数从18 到84。J 形引脚不易变形，比QFP 容易操作，但焊接后的外观检查较为困难。PLCC 与LCC(也称QFN)相似。以前，两者的区别仅在于前者用塑料，后者用陶瓷。 8、QFP(扁平四边形封装) 四侧引脚扁平封装，是外表贴装型封装之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。基材有

14、 陶 瓷、金属和塑料三种。从数量上看，塑料封装占绝大局部。当没有特别表示出材料时，多数情况为塑料QFP。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VTR 信号处理、音响信号处理等模拟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。0.65mm 中心距规格中最多引脚数为304。 。 9、COB(板上芯片封装) 通过基板将IC裸片固定于印刷线路板上。也就是是将芯片直接粘在PCB上用引线键合到达芯片与PCB的电气联结然后用黑胶包封。COB的关键技术在于Wire Bondin

15、g俗称打线及Molding封胶成型，是指对裸露的机体电路晶片(IC Chip)，进展封装，形成电子元件的制程，其中IC藉由焊线(Wire Bonding)、覆晶接合(Flip Chip)、或卷带接合(Tape Automatic Bonding；简称TAB)等技术，将其I/O经封装体的线路延伸出来。 常见集成电路的封装序号名称图片说明1金属圆形封装To99最初的芯片封装形式。引脚数8-12，散热好，价格高，屏蔽性能良好，主要用于高档产品。2塑料ZIP型封装引脚数3-16，散热性能好，多用于大功率器件，材质：P3单列直插式封装SIP引脚中心距通常为2.54mm，引脚数2-23，多数为定制产品，造

16、价低且安装廉价，广泛用于民品。材质：P4双列直插式封装DIP绝大多数中小规模IC采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。适合在PCB板上插孔焊接，操作方便，塑封DIP应用最广泛。材质：P 、C5双列外表安装式封装SOP引脚有J型和L型两种形式，中心距一般分1.27mm和0.8mm两种，引脚数8-32，体积小，是最普及的外表贴片封装。6PQFP塑料方型扁平式封装芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大功率或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上，适用于高频线路，一般采用SMT技术在PCB板上安装。7PGA插针网格阵列封装插装型封装之一，其底面垂直引脚量阵列装排列，一般要

17、通过插座与PCB板连接引脚中心距通常为2.54mm，引脚数从64到447左右，插拔操作方便，可靠性高，可适应跟高的频率。8BGA球栅阵列封装外表贴装型封装之一，其底面按阵列方式制作出球形凸起点用以代替引脚，适应频率超过100MHz，I/0引脚数大于208pin，电热性能好，信号传输延迟小，可靠性高。9PLCC塑料有引线芯片载体引脚从封装的四个侧面引出，呈J字型，引脚中心距1.27mm，引脚数18-84，J形引脚不易变形，但焊接后的外观检查较为困难。10CLCC陶瓷有引线芯片载体陶瓷封装，其他同PLCC11LCCC陶瓷无引线芯片载体芯片封装在陶瓷载体中，无引线的电极焊端排列在底面的四边，引脚中心距1.27mm，引脚数18-156，高频特性好，造价高，一般用于军品。12COB板上芯片封装裸芯片贴装技术之一，俗称“软封装，IC芯片直接黏贴在PCB板上，引脚