陶瓷气密性封装

第一章1、封装的概念？狭义：从晶圆芯片到器件或组件的制造工艺。

广义：从晶圆到芯片、器件、组件及电子产品的整个制造工艺。

DIP （双列直插式封装）Dual In-Line PackageSKDIP （细型DIP）Skinny DIPSDIP （收缩DIP）Shrinkage Dual In-LineZIP （交叉引脚封装）Zigzag In-Line PackageSOP （小型化封装）Small Outline PackageSIP （单列式封装）Single Inline PackagesQFP （四边扁平封装）Quad Flat PackagesPGA （点阵列式封装）Pin Grid ArrayCSP （芯片尺寸封装）Chip Scale PackagesBGA （球珊阵列式封装）Ball Grid ArrayMCP （底部引脚有金属罐式）Metal Can PackagesPCB：Printed Circuit Boards 印制电路板THT：Through-Hole Technology 通孔插装技术SMT：Surface Mount Technology 表面贴装技术CLCC：Ceramic Leaded Chip Carrier 带引脚的陶瓷芯片载体LCCC：Leadless Ceramic Chip Carrier 无引线的陶瓷芯片载体LCC：Leadless Chip Carrier无引线的芯片载体CDIP: Ceramic Dual Inline Package 双列直插陶瓷封CQFP: Ceramic Quad Flat Package 陶瓷扁平四边形封CPGA: Ceramic Pin Grid Array 陶瓷针栅矩阵封装FC-CBGA: Flip Chip-Ceramic Ball Grid Array 倒装陶瓷球珊阵列封装CCSP: Ceramic Chip Scale Package 陶瓷芯片尺寸封装第二章典型采用WB互连技术封装流程？硅片减薄硅片切割芯片贴装芯片互连成型技术去飞边毛刺切筋成型上焊锡打码芯片贴装定义：芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。

集成电路陶瓷封装装片前检验要求
集成电路陶瓷封装的装片前检验要求包括以下几个方面：
1. 外观检查：主要检查封装的外形尺寸、表面质量以及封装上的标记等。

外形尺寸需符合设计要求，表面应光滑、无划痕、无气泡，封装上的标记应清晰、完整。

2. 气密性检查：确保陶瓷封装的气密性良好，防止内部芯片受到外界环境的影响。

可以采用泄漏测试等方法进行检测。

3. 内部结构检查：通过X光或超声波等手段检查封装内部的芯片、引线等结构是否完整、无损伤。

4. 机械性能检查：对陶瓷封装进行强度、硬度和抗冲击等机械性能的检验，以确保其在使用过程中能承受住一定的机械应力。

5. 环境适应性测试：根据具体要求，对陶瓷封装进行高温、低温、湿热、盐雾等环境适应性测试，以确保其在使用过程中能保持良好的性能。

6. 电性能测试：对陶瓷封装进行电性能测试，以确保其电气性能符合设计要求。

测试内容包括但不限于绝缘电阻、引线导电性能、电容、电感等。

7. 可靠性测试：通过加速老化、寿命测试等方法对陶瓷封装的可靠性进行评估，以确保其在使用寿命期内能保持稳定的性能。

通过以上检验要求的实施，可以有效保证集成电路陶瓷封装的质量，提高其在使用过程中的可靠性。

1。

陶瓷封装简介上海复旦微电子集团股份有限公司基本介绍陶瓷封装是继金属封装后发展起来的一种封装形式，它象金属封装一样，也是气密性的，但价格低于金属封装。

陶瓷封装陶瓷封装的特点•气密性好，阻止工作过程中的潮气侵入，长期可靠性高；•化学性能稳定：与盖板、引线之间是冶金连接•制造工艺复杂•导体材料介电系数高•多层布线：具有最高的布线密度；已经可以达到100层•高导热率：适合于需要散热能力强的器件•价格昂贵•生产效率低•绝缘阻抗高•热膨胀系数与芯片接近•载体是陶瓷管壳陶瓷封装的应用•小批量样品验证•无线通讯•汽车、飞机电子•高温或低温环境•高振动的环境•军事用途•航空航天环境陶瓷封装分类陶瓷封装分类陶瓷封装典型结构陶瓷封装典型结构陶瓷管壳典型工艺流程陶瓷管壳结构陶瓷管壳结构陶瓷管壳结构陶瓷管壳结构陶瓷管壳结构陶瓷管壳结构封装工艺流程封装工艺流程封装工艺流程减薄&划片工艺采用金刚石砂轮将晶圆背面减薄到需要的厚度采用金刚石刀片或者激光将晶圆切割成单颗管芯减薄&划片工艺A≥80μm对于宇航级产品，金刚石刀划过测试划片槽图形，在芯片四周会有铝条、硅屑残留，可能会不满足GJB 548B-2005 2010.1内部目检A条件的要求。

建议不放测试图形或者按右图加宽划片槽芯片粘接在高温360度时，共晶熔合反应高度使芯片固定芯片通过环氧树脂粘接到管壳腔体，经过固化条件芯片I/O连接芯片I/O连接芯片I/O连接芯片I/O连接铜柱及焊料凸点比较铜柱及焊料凸点比较陶瓷气密性封帽陶瓷气密性封帽衡量封帽质量的主要技术指标：水汽含量、漏率金锡熔封：使用Au80Sn20合金焊料，具有高耐腐蚀性，高抗蠕变性，高强度，良好的浸润性，无需助焊剂。

300℃，3-5分钟，管壳和盖板之间施加压力。

平行缝焊：利用脉冲大电流在盖板焊框结合处产生热量，形成焊点。

局部加热，对芯片热冲击小，成本低。

陶瓷气密性封帽几种封帽工艺的比较：切筋成型（对引线器件）直接切筋使用先切筋，使用前成型Packing包装-可靠性陶封封装设计热仿真案例-CQFP208恒加仿真案例-CQFP208芯片应力仿真-CBGA256材料BA91413000010000电仿真案例-CPGA697引线键合模拟需考量最长键合线直线距离，相邻键合丝中心距，同层键合引线间隔，键合线角度、交叉等情况。

mems器件⽓密封装⼯艺规范（材料参数）MEMS器件⽓密封装⼯艺规范（元件级）华中科技⼤学微系统中⼼1. 引⾔微机电系统（Micro ElectroMechanical System－MEMS），⼜称微系统，以下简称MEMS。

MEMS是融合了硅微加⼯、LIGA 和精密机械加⼯等多种加⼯技术，并应⽤现代信息技术构成的微型系统。

它是在微电⼦技术基础上发展起来的，但⼜区别于微电⼦技术，主要包括感知外界信息（⼒、热、光、磁、⽣物、化学等）的传感器和控制对象的执⾏器，以及进⾏信息处理和控制的电路。

MEMS具有以下⼏个⾮约束的特征：（1）尺⼨在毫⽶到微⽶范围，区别于⼀般宏（Macro），即传统的尺⼨⼤于1cm尺度的“机械”，但并⾮进⼊物理上的微观层次；（2）基于（但不限于）硅微加⼯（Silicon Microfabrication）技术制造；（3）与微电⼦芯⽚类同，在⽆尘室⼤批量、低成本⽣产，使性能价格⽐⽐传统“机械”制造技术⼤幅度提⾼；（4）MEMS中的“机械”不限于狭义的⼒学中的机械，它代表⼀切具有能量转换、传输等功效的效应，包括⼒、热、光、磁，乃⾄化学、⽣物效应；（5）MEMS的⽬标是“微机械”与IC结合的微系统，并向智能化⽅向发展。

MEMS将许多不同种类的技术集成在⼀起，⽬前已在电⼦、信息、⽣物、汽车、国防等各个领域得到⼴泛应⽤，它被称为是继微电⼦技术⾰命之后的第⼆次微技术制造⾰命。

MEMS器件种类很多，有光学MEMS、⽣物MEMS、RFMEMS 等，不同的MEMS其结构和功能相差很⼤，其应⽤环境也⼤不相同，因此使得MEMS技术⾯临着许多挑战。

专家们认为⽬前MEMS技术在⼯业上⾯临的最⼤挑战是制造和封装问题。

封装占整个MEMS器件成本的50～80％。

鉴于MEMS 器件的种类很多，因此，本规范是对MEMS器件封装设计与⼯艺过程的⼀些成熟⽅法进⾏标准化。

2. MEMS器件封装的特点MEMS封装技术是在IC封装技术的基础上提出的，MEMS封装技术源⽤了许多IC封装⼯艺，因此MEMS封装⼯艺中有许多与IC 封装兼容的⼯艺。

一、填空题1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装;在次基础之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。

2、芯片封装所实现的功能有传递电能；传递电路信号；提供散热途径；结构保护与支持。

3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。

4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。

5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。

6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。

7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做焊料；用于去除焊盘表面氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡膏。

8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、陶瓷气密性封装、玻璃气密性封装。

9、薄膜工艺主要有溅射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。

10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（Module）、电路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。

11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。

12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。

13、DBG切割方法进行芯片处理时，首先进行在硅片正面切割一定深度切口再进行背面磨削。

14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料干燥烧结的方法。

15、芯片的表面组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。

16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。

二、名词解释1、芯片的引线键合技术(3种)是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。

第1章集成电路封装概论2学时第2章芯片互联技术3学时第3章插装元器件的封装技术1学时第4章表面组装元器件的封装技术2学时第5章BGA和CSP的封装技术4学时第6章POP堆叠组装技术2学时第7章集成电路封装中的材料4学时第8章测试概况及课设简介2学时一、芯片互联技术1、引线键合技术的分类及结构特点？答：1、热压焊：热压焊是利用加热和加压力，使焊区金属发生塑性形变，同时破坏压焊界面上的氧化层，使压焊的金属丝与焊区金属接触面的原子间达到原子的引力范围，从而使原子间产生吸引力，达到“键合”的目的。

2、超声焊：超声焊又称超声键合，它是利用超声波(60-120kHz)发生器产生的能量，通过磁致伸缩换能器，在超高频磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动经变幅杆传给劈刀，使劈刀相应振动；同时，在劈刀上施加一定的压力。

于是，劈刀就在这两种力的共同作用下，带动Al丝在被焊区的金属化层(如Al膜）表面迅速摩擦，使Al丝和Al膜表面产生塑性形变。

这种形变也破坏了Al层界面的氧化层，使两个纯净的金属面紧密接触，达到原子间的“键合”，从而形成牢固的焊接。

3、金丝球焊：球焊在引线键合中是最具有代表性的焊接技术。

这是由于它操作方便、灵活，而且焊点牢固，压点面积大，又无方向性。

现代的金丝球焊机往往还带有超声功能，从而又具有超声焊的优点，有的也叫做热(压)(超)声焊。

可实现微机控制下的高速自动化焊接。

因此，这种球焊广泛地运用于各类IC和中、小功率晶体管的焊接。

2、载带自动焊的分类及结构特点？答：TAB按其结构和形状可分为Cu箔单层带：Cu的厚度为35-70um，Cu-PI双层带Cu-粘接剂-PI三层带Cu-PI-Cu双金属3、载带自动焊的关键技术有哪些？答：TAB的关键技术主要包括三个部分：一是芯片凸点的制作技术；二是TAB载带的制作技术；三是载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引线的焊接术。

制作芯片凸点除作为TAB内引线焊接外，还可以单独进行倒装焊（ＦＣＢ）4.倒装焊芯片凸点的分类、结构特点及制作方法？答：蒸镀焊料凸点：蒸镀焊料凸点有两种方法，一种是C4 技术，整体形成焊料凸点；电镀焊料凸点：电镀焊料是一个成熟的工艺。