24 陶瓷封装《集成电路封装》教学课件

陶瓷封装集成电路封装与测试目录/Contents01020304陶瓷封装概述陶瓷封装的基本流程陶瓷封装的基板材料陶瓷封装的类型陶瓷封装概述

气密性封装是指完全能够防止污染物（液体或固体）的侵入和腐蚀的封装形式，通常用作芯片封装的材料中，能达到所谓气密性封装的只有金属、陶瓷和玻璃。封装的目的：保护IC芯片，避免不适当的电、热、化学和机械等因素破坏，特别是外来环境侵害中的水汽(导线间距小，易在导体之间形成强大电场，电解反应引发金属腐蚀：相同的金属之间，阳极溶解、阴极镀着形成桥连和金属界面腐蚀造成电路的短路、断路和破坏)。

在各种元器件的封装中，陶瓷封装能提供IC芯片气密性的密封保护，其具有优良的可靠性。陶瓷封装气密性是通过玻璃与陶瓷及某些金属合金引脚间形成的紧密接合特性实现的。封装形式：金属引脚架采用暂时软化的玻璃固定在釉化陶瓷基板上，完成芯片粘接与引线键合后封盖。镀镍/金密封环，熔接、玻璃及金属密封垫圈可以被用作密封盖板和基板。陶瓷封装概述陶瓷封装概述陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。由于其化学键通常是离子键或共价键，陶瓷的化学稳定性好。陶瓷被用做集成电路芯片封装的材料的原因在热、电、机械特性等方面极稳定陶瓷材料的特性可以通过改变其化学成分和工艺的控制调整来实现应用可作为封装的封盖材料是各种微电子产品重要的承载基板6优点IC芯片气密性的密封保护，使其具有优良的可靠度在电、热、机械特性等方面极其稳定它的特性可通过改变其化学成分和工艺的控制调整来实现应用可作为封装的封盖材料是各种微电子产品重要的承载基板陶瓷封装概述7缺点与塑料封装相比较，它的工艺温度较高，成本较高工艺自动化与薄型化封装的能力逊于塑料封装其具有较高的脆性，易致应力损害在需要低介电常数与高连线密度的封装中，其必须与薄膜封装技术竞争。陶瓷封装概述陶瓷封装工艺流程陶瓷封装工艺流程9主要材料:氧化铝Al2O3、氧化铍、碳化硅、氮化铝与玻璃陶瓷等。特点：耐热性好、热导率高、热膨胀系数适当、微细化布线等优点。应用于LSI封装及混合集成电路中。陶瓷基板可区分为高温共烧型与低温共烧两种。在高温共烧型的陶瓷基板中，无机材料通常为约9:1的氧化铝粉末与钙镁铝硅酸玻璃(Calcia-Magnesia-AluminaSillicateGlass)或硼硅酸玻璃(BorosilicateGlass)粉末；在低温共烧型的陶瓷基板中，无机材料则为约1:3的陶瓷粉末与玻璃粉末，陶瓷粉末的种类则根据基板热膨胀系数的设计而定。陶瓷封装——基板材料10氧化铝陶瓷浆料浆料：无机与有机材料的组合。将各种无机和有机材料混合后，经一定时间的球磨后即称为浆料。①无机材料组成：氧化铝粉与玻璃粉末添加玻璃粉末的目的：调整纯氧化铝的热膨胀系数、介电系数等特性降低烧结温度②有机材料组成：粘合剂、塑化剂、有机溶剂

陶瓷封装——基板材料11氮化铝氮化铝是具有六方纤锌矿结构的分子键化合物，特点结构稳定，无其它的同质异形物(Polytyes)存在熔点高低原子量简单晶格结构等特性极为优良的热导率较低的介电系数(约8.8)与硅相近的热膨胀系数陶瓷封装——基板材料12玻璃玻璃与玻璃陶瓷材料的介电常数范围约在5左右，且和铜、金等导体材料有良好的烧结特性，因此是理想的陶瓷基板材料。优点利用成分的调整而改善其物理性质成分与性质不同的玻璃与玻璃陶瓷基板可适合各种电子封装的需求缺点热导率过低解决措施：掺入高热传导性质的氧化铍，氮化硅、人造钻石等混合烧结制成高热传导率的玻璃陶瓷陶瓷封装——基板材料13常用封装类型双列