一. 微电子封装的三个层次
一级封装:是用封装外科将芯片封装成单芯片组件(SCM)和多芯片组件(MCM)。
半导体芯片和封装体的电学互联,通常有三种实现途径,引线键合(WB)、载带自动焊(TAB)和倒装焊(Flip Chip),一级封装的可以使用金属、陶瓷、塑料(聚合物)等包封材料。
封装工艺设计需要考虑到单芯片或者多芯片之间的布线,与PCB节距的匹配,封装体的散热情况等。
二级封装:是印刷电路板的封装和装配,将一级封装的元器件组装到印刷电路板(PCB)上,包括板上封装单元和器件的互连,包括阻抗的控制、连线的精细程度和低介电常数材料的应用。
除了特别要求外,这一级封装一般不单独加封装体,具体产品如计算机的显卡,PCI数据采集卡等都属于这一级封装,如果这一级能实现某些完整的功能,需要将其安装在同一的壳体中,例如Ni公司的USB数据采集卡,创新的外置USB声卡等。
三级封装:是将二极封装的组件插到同一块母板上,也就是关于插件接口、主板及组件的互连。
这一级封装可以实现密度更高,功能更全组装,通常是一种立体组装技术。
例如,一台PC的主机,一个NI公司的PXI数据采集系统,汽车的GPS导航仪,这些都属于三级微电子封装的产品。
二. 半导体封装材料
半导体元件的封接或封装方式分为气密性封装和树脂封装两大类,气密性封装又可分为金属封装、陶瓷封装和玻璃封装。
封接和封装的目的是与外部温度、湿度、气氛等环境隔绝,除了起保护和电气绝缘作用外,同时还起向外散热及应力缓和作用。
一般来说,气密性封装可靠性高,但价格也高。目前由于封装技术及材料的改进,树脂封装已占绝对优势,但在有些特殊领域(军工、航空、航天、航海等),气密性封装是必不可少的。
按封装材料可划分为:金属封装、陶瓷封装(C)、塑料封装(P)。
采用前两种封装的半导体产品主要用于航天、航空及军事领域,而塑料封装的半导体产品在民用领域得到了广泛的应用。
目前,树脂封装已占世界集成电路封装市场的98%,97%以上的半导体器件的封装都采用树脂封装,在消费类电路和器件领域基本上是树脂封装一统天下,而90%以上的塑封料是环氧树脂塑封料和环氧液体灌封料。(以上部分来源:中国胶粘剂网)
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