厚膜电路封装-常
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厚膜电路包封材料厚膜电路包封材料是一种用于保护和封装厚膜电路的材料。
厚膜电路是一种基于聚酰亚胺薄膜的电路板,具有高可靠性、高密度和高稳定性等特点,在电子产品的制造中得到广泛应用。
厚膜电路包封材料的选择对于保护电路的稳定性和可靠性至关重要。
这种材料需要具备以下特点:1. 良好的绝缘性能:厚膜电路包封材料需要具备良好的绝缘性能,能够有效隔离电路与外界环境的接触,防止电路受潮、受污染或受到其他外界干扰。
2. 优异的耐高温性能:电子产品在使用过程中会产生热量,因此厚膜电路包封材料需要具备优异的耐高温性能,能够在高温环境下保持稳定性能,防止材料变形、熔化或损坏。
3. 良好的耐化学性能:电子产品常常接触到各种化学物质,如溶剂、酸碱等,因此厚膜电路包封材料需要具备良好的耐化学性能,能够抵抗化学物质的侵蚀,保持其稳定性能。
4. 良好的机械性能:厚膜电路包封材料需要具备良好的机械性能,能够抵抗外界的物理冲击和挤压,保护电路板不受损坏。
5. 优异的粘接性能:厚膜电路包封材料需要具备优异的粘接性能,能够与电路板牢固粘合,形成密封的保护层,防止水分、灰尘等进入电路板。
厚膜电路包封材料通常采用聚酰亚胺薄膜作为基材,加入适量的填料、稳定剂和粘合剂等,通过特定的工艺制备而成。
常见的厚膜电路包封材料有以下几类:1. 聚酰亚胺薄膜:聚酰亚胺薄膜是一种高性能的绝缘材料,具有优异的耐高温性能和耐化学性能,能够有效保护电路板不受外界环境的影响。
2. 硅胶:硅胶是一种常用的封装材料,具有良好的绝缘性能和耐高温性能,能够形成柔软的保护层,适用于对电路需要柔性保护的场合。
3. 纳米复合材料:纳米复合材料是一种新型的厚膜电路包封材料,通过将纳米填料与基材复合,可以显著改善材料的性能,提高其绝缘性能、耐高温性能和耐化学性能。
厚膜电路包封材料在电子产品的制造中起到了至关重要的作用。
它能够有效保护电路板,提高电路的稳定性和可靠性,延长电子产品的使用寿命。
厚膜电路包封材料厚膜电路包封材料是一种应用于电子产品中的封装材料,用于保护电路板上的电子元器件和线路。
它具有良好的绝缘性能、耐高温性能和机械强度,可有效地防止电路板受到外界环境的侵蚀和损坏。
在电子设备中,封装材料起到了重要的作用。
它不仅能够保护电路板上的电子元器件,还能提供电气隔离和机械支撑的功能。
厚膜电路包封材料由底材和粘合剂组成,常用的底材有聚酰胺薄膜、聚酯薄膜等,粘合剂则有环氧树脂、聚氨酯等。
厚膜电路包封材料具有良好的绝缘性能。
电子设备中的电路需要进行绝缘处理,以防止电流的泄漏和干扰。
厚膜电路包封材料能够有效地隔离电路板上的各个线路和元器件,防止电流的短路和泄漏,提高电路的可靠性和稳定性。
厚膜电路包封材料具有耐高温性能。
在电子设备中,电路板经常会受到高温的影响,如果封装材料不能承受高温,就会导致电路板失效或损坏。
厚膜电路包封材料采用高温耐受的材料制成,能够承受高温环境下的热膨胀和热冷却,保持电路板的稳定性和可靠性。
厚膜电路包封材料还具有良好的机械强度。
在电子设备中,电路板经常会受到机械振动和冲击,如果封装材料的机械强度不够,就会导致电路板损坏。
厚膜电路包封材料具有较高的机械强度和韧性,能够有效地吸收和分散机械振动和冲击,保护电路板上的线路和元器件。
在实际应用中,厚膜电路包封材料被广泛应用于电子产品的制造过程中。
它可以用于手机、电脑、电视、汽车等各种电子设备中,为这些设备提供良好的保护和支持。
同时,厚膜电路包封材料还能够提高电子产品的生产效率和质量,减少生产成本和故障率。
厚膜电路包封材料是一种重要的电子封装材料,具有良好的绝缘性能、耐高温性能和机械强度。
它在电子设备中起到了保护和支撑的作用,提高了电路板的可靠性和稳定性。
随着电子产品的不断发展,厚膜电路包封材料的应用也将不断扩大,为电子产业的发展做出更大的贡献。
厚膜电路:1. 定义:什么是厚膜电路?指在陶瓷基板上印刷导线、电阻、保护膜,经高温烧结等工艺制成。
一般其电阻直接印刷在基片上,可激光调阻,精度可达0.5%,温度特性好。
其他元器件如芯片电容等可贴装上去(SMT)。
2. 优势:为何要用厚膜电路?厚膜电路较之普通PCB,在散热性和稳定性方面优势明显;而且,比普通PCB能更适应环境。
由于汽车电子产品所处环境通常都比较苛刻(当然不是在说车内影音娱乐系统),比如动力控制系统和发动系统,所处环境高温、高湿、大功率、高振动等。
普通PCB无法满足这些环境条件需求,这时候厚膜电路就会体现出它的价值。
3. 应用:厚膜电路用在什么地方?基于厚膜电路散热性和稳定性较好的优点,其在高温、高压、大功率的应用中有极大的优势。
一般主要应用在汽车电子、通讯系统领域、航空航天以及一些军工领域。
4. 材料:厚膜电路用什么材料制成?厚膜电路主要材料包括基片和厚膜电子浆料。
基片是厚膜电路的载体,主要有陶瓷基片、聚合物基片、玻璃基片和复合基片等。
其材料性能对厚膜电路的质量具有重要影响。
目前使用最普遍的是陶瓷基片。
厚膜电子浆料是厚膜电路的核心和关键,根据用途分为电阻浆料、导体浆料和介质浆料三类。
其质量的好坏直接关系到厚膜元件及印制板性能的优劣。
电子浆料:1. 简介导体浆料:银、钯、铂等贵金属合金浆料电阻浆料:一般为钌基电子浆料介质浆料:玻璃浆料等目前也有些贱金属浆料,在推广中。
但导电性能和稳定性方面没有贵金属浆料好。
2. 银钯浆料介绍银钯浆料是以银钯合金为导电相的厚膜浆料。
钯能抑制导电膜在高温高湿电场中银离子的迁移,钯含量越高效果越大,但增大电阻系数。
导电相银和钯的比例在2~12范围。
方阻:5~100mΩ/□烧成膜厚:11~16μm烧成温度:850℃初黏附着力:17.6~26.5N老化附着力: 4.4~17.6N耐焊性(浸焊次数):2~8次小结:目前汽车电子行业大量采用厚膜电路作为印制板,其中电子浆料使用较多的是银浆料,银钯浆料、银铂浆料等;基板方面,普遍采用陶瓷基板导体浆料:银钯铂合金浆料厚膜电路电子浆料电阻胶料:钌基电子浆料介质浆料:玻璃浆料厚薄电路一般是以陶瓷作为基板,电子浆料主要是银钯合金电子浆料,在高温高湿环境下钯可以抑制银离子的迁移,钯含量越多抑制越明显,但会增加电阻系数。
厚膜发热电路薄膜发热电路
厚膜发热电路和薄膜发热电路都是常见的电路类型,它们在不同的应用中具有不同的特点和优势。
厚膜发热电路通常是指采用较厚的金属膜(通常为铜或银)作为导电层的电路。
这种电路的优点是可以承受较高的电流和功率,因此适用于需要高热量输出的应用,如加热器、电源等。
厚膜发热电路的制造工艺相对简单,可以通过丝网印刷、喷涂等方式制备。
薄膜发热电路则是指采用较薄的金属膜(通常为铝、铜或钛)作为导电层的电路。
这种电路的优点是具有较高的电阻率和较低的电阻温度系数,因此可以在较小的面积内实现较高的功率密度。
薄膜发热电路通常采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等先进的制备工艺。
IC的常见封装形式常见的封装材料有:塑料、陶瓷、玻璃、金属等,现在基本采用塑料封装。
按封装形式分:普通双列直插式,普通单列直插式,小型双列扁平,小型四列扁平,圆形金属,体积较大的厚膜电路等。
按封装体积大小排列分:最大为厚膜电路,其次分别为双列直插式,单列直插式,金属封装、双列扁平、四列扁平为最小。
封装的历程变化:TO->DIP->PLCC->QFP->BGA ->CSP1、DIP(Dual In-line Package)双列直插式封装D—dual两侧双列直插式封装。
插装型封装之一,引脚从封装两侧引出2、SIP(single in-line package)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3、SOP(Small Out-Line Package) 小外形封装双列表面安装式封装以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC (小外形集成电路)4、PQFP(Plastic Quad Flat Package)塑料方型扁平式封装芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模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技术应用在PCB板上安装5、BQFP(quad flat package with bumper) 带缓冲垫的四侧引脚扁平封装QFP 封装之一,在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫) 以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形6、QFN(quad flat non-leaded package) 四侧无引脚扁平封装封装四侧配置有电极触点,由于无引脚,贴装占有面积比QFP 小,高度比QFP 低。
但是,当印刷基板与封装之间产生应力时,在电极接触处就不能得到缓解。
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:则是可以透气的,塑料封装一般为该封装。
一、封装材料:厚膜集成电路封装的作用之一就是对芯片进行环境保护,避免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,才能保证封装结构气密性达到规定的要求。
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。
也曾应用橡胶来进行密封,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成本的需要,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行加热加压来完成的,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行优质焊接。
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。
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:则是可以透气的,塑料封装一般为该封装。
一、封装材料:厚膜集成电路封装的作用之一就是对芯片进行环境保护,避免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,才能保证封装结构气密性达到规定的要求。
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。
也曾应用橡胶来进行密封,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-金属封装和按气密性分类低熔玻璃-陶瓷封接。
处于大量生产和降低成本的需要,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行加热加压来完成的,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行优质焊接。
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部分进行金属氧化,可采用Mo-Mn导体浆料在陶瓷表面涂敷金属化层,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结构中,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,项目密封方法密封材料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、依树脂的加入不同,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、钎焊封接法、缝焊封接法及激光熔焊法等。
(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,需要在多层布线板表面的四周,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。
以达到良好的浸润性。
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,使两者处于紧密接触状态,用激光束照射紧密部位,焊接环及与其密接部位的外壳金属同时熔化,经冷却完成气密封接。
由于相同金属间便于熔焊,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(0.25~0.5mm)的金属盖板进行熔焊封接,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基本相等的可伐或Fe/Ni42合金等密封环,并作为激光熔焊时的金属基体。
非气密封装是以树脂材料为主的封装结构,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成本厚膜电路的封装。
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,当附着的树脂达到一定厚度时,,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,价格便宜适合于多品种小批量封装制作几种封装方法的特征对比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×△√√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,表面贴装型封装之一。
在印刷基板的背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行密封。
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)带引脚的陶瓷芯片载体,表面贴装型封装之一,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 相同的封装称为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,由于引线的阻抗小对于高LSI 是很适用的。
但由于插座制作复杂,成本高,现在基本上不怎么使用。
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。
表面贴装型封装之一。
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,是表面贴装型封装之一,引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。
基材有陶瓷、金属和塑料三种。
从数量上看,塑料封装占绝大部分。
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上用引线键合达到芯片与PCB的电气联结然后用黑胶包封。
COB的关键技术在于Wire Bonding(俗称打线)及Molding(封胶成型),是指对裸露的机体电路晶片(IC Chip),进行封装,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。