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电子封装材料及封装技术



[摘要]微组装电路组件作为电子整机的核心部件,其工作可靠性对于电子整机来说非常关键。需要对微组装电路组件进行密封,以隔绝恶劣的外部工作环境,保证其稳定性和长期可靠性,以提高电子整机的可靠性。未来的封装技术涉及圆片级封装(WLP)技术、叠层封装和系统级封装等工艺技术。新型封装材料主要包括:低温共烧陶瓷材料()、高导热率氮化铝陶瓷材料和AlSiC金属基复合材料等
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[关键词]电子封装;新型材料;技术进展
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)30-0005-01
随着现代电子信息技术的迅速发展,电子系统及设备向大规模集成化、小型化、高效率和高可靠性方向发展。电子封装正在与电子设计及制造一起,共同推动着信息化社会的发展[1]。由于电子器件和电子装置中元器件复杂性和密集性的日益提高,因此迫切需要研究和开发性能优异、可满足各种需求的新型电子封装材料。
国外通常把封装分为4级,即零级封装、一级封装、二级封装和三级封装:零级封装指芯片级的连接;一级封装指单芯片或多芯片组件或元件的封装;二级封装指印制电路板级的封装;三级封装指整机的组装。由于导线和导电带与芯片间键合焊接技术大量应用,一、二级封装技术之间的界限已经模糊了。国内基本上把相对应国外零级和一级的封装形式也称之为封装,一般在元器件研制和生产单位完成。把相对应国外二级和三级的封装形式称之为电子组装。
1 电子封装的内涵
电子封装工艺技术指将一个或多个芯片包封、连接成电路器件的制造工艺。其作为衔接芯片与系统的重要界面,也是器件电路的重要组成部分,已从早期的为芯片提供机械支撑、保护和电热连接功能,逐渐融入到芯片制造技术和系统集成技术之中,目前已经发展到新型的微电子封装工艺技术,推动着一代器件、电路并牵动着整机系统的小型化和整体性能水平的升级换代,电子封装工艺对器件性能水平的发挥起着至关重要的作用。
电子封装是为电子产品提供合适环境的技术,它在一段时间内为电子产品提供可靠性。封装它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。对于很多电子产品而言,封装技术都是非常关键的一环。
2 电子封装的技术要求
对材料的技术要求
热膨胀系数、热导率和密度是现代电子封装材料必须考虑的三大要素。只有充分满足这3项基本要求,并具有合理封装工艺性能的材料才能顺应现代电子封装技术的发展要求。理想的电子封装材料应满足以下性能要求[2]:1)较低的热膨胀系数(Coefficient of ther
mal expansion,CTE),要求与Al2O3和Ga As芯片相匹配,以避免CTE相差过大产生热应力使芯片受损;2)较高的热导率(>100W/(m?K)),保护芯片不因温度过高而失效;3)较低的密度(<3g/cm3),减轻器件的质量;4)合理的刚度(>100GPa),对机械部件起到稳定支撑及保护作用;5)稳定的化学性质。
对象的技术要求
封