电子封装结构与工艺(1)
- 格式:doc
- 大小:44.50 KB
- 文档页数:3
电力电子器件封装工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!电力电子器件封装工艺流程一、准备工作阶段。
在进行电力电子器件封装之前,需要做好充分的准备。
电子封装由于结构和工艺复杂,并直接影响到的使用性能和寿命,一直是近年来的研究热点,特别是白光电子封装更是研究热点中的热点。
电子封装的功能主要包括:1.机械保护,以提高可靠性;2.加强散热,以降低芯片结温,提高性能;3.光学控制,提高出光效率,优化光束分布;4.供电管理,包括交流/直流转变,以及电源控制等。
电子封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。
经过40多年的发展,LED电子封装先后经历了支架式(Lamp LED)、贴片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)等发展阶段。
随着芯片功率的增大,特别是固态照明技术发展的需求,对电子封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。
为了有效地降低电子封装热阻,提高出光效率,必须采用全新的技术思路来进行电子封装设计。
二、电子封装关键技术电子封装主要涉及光、热、电、结构与工艺等方面,如图1所示。
这些因素彼此既相互独立,又相互影响。
其中,光是LED 电子封装的目的,热是关键,电、结构与工艺是手段,而性能是电子封装水平的具体体现。
从工艺兼容性及降低生产成本而言,电子封装设计应与芯片设计同时进行,即芯片设计时就应该考虑到电子封装结构和工艺。
否则,等芯片制造完成后,可能由于电子封装的需要对芯片结构进行调整,从而延长了电子产品研发周期和工艺成本,有时甚至不可能。
具体而言,电子封装的关键技术包括:(一)低热阻电子封装工艺对于现有的光效水平而言,由于输入电能的80%左右转变成为热量,且芯片面积小,因此,芯片散热是电子封装必须解决的关键问题。
主要包括芯片布置、电子封装材料选择(基板材料、热界面材料)与工艺、热沉设计等。
电子封装热阻主要包括材料(散热基板和热沉结构)内部热阻和界面热阻。
散热基板的作用就是吸收芯片产生的热量,并传导到热沉上,实现与外界的热交换。
常用的散热基板材料包括硅、金属(如铝,铜)、陶瓷(如,AlN,SiC)和复合材料等。
晶圆级封装(WLP)方案一、实施背景随着微电子产业的快速发展,封装技术正面临着严峻的挑战。
传统的封装技术由于尺寸大、电性能和热性能较差等问题,已经难以满足高性能集成电路的封装需求。
而晶圆级封装(WLP)技术的出现,为产业结构的改革提供了新的解决方案。
二、工作原理晶圆级封装(WLP)是一种将集成电路直接封装在晶圆片上的技术。
它通过在晶圆片上制造出多个集成电路,然后通过切割和封装,将这些集成电路分别封装在独立的封装体中。
具体来说,WLP技术首先在晶圆片上制造出多个集成电路,这些集成电路可以是数字电路、模拟电路、混合信号电路等。
然后,使用切割机将晶圆片切割成单个集成电路,再将这些集成电路分别封装在独立的封装体中。
三、实施计划步骤1.设备采购:需要采购制造集成电路所需的设备,如光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等。
2.工艺研发:需要研发适合WLP技术的制造工艺,包括光刻工艺、刻蚀工艺、薄膜沉积工艺等。
3.样品制作:在研发阶段,需要制作样品以验证工艺的可行性。
4.测试与验证:对制作的样品进行测试和验证,确保其性能符合要求。
5.批量生产:当样品测试通过后,可以开始批量生产。
四、适用范围WLP技术适用于各种高性能集成电路的封装,如CPU、GPU、FPGA等。
它具有以下优点:1.体积小:由于WLP技术将集成电路直接封装在晶圆片上,因此可以大大减小封装体积。
2.电性能和热性能优异:WLP技术可以提供更好的电性能和热性能,从而提高集成电路的性能和可靠性。
3.制造成本低:由于WLP技术可以在晶圆片上制造多个集成电路,因此可以分摊制造成本,降低单个集成电路的制造成本。
4.可扩展性强:WLP技术可以轻松扩展到更大的晶圆尺寸和更高的产量。
五、创新要点1.制造工艺的创新:WLP技术需要研发适合其特点的制造工艺,包括光刻工艺、刻蚀工艺、薄膜沉积工艺等。
2.封装技术的创新:WLP技术需要开发新的封装技术,以实现集成电路的高性能、小型化和可靠性。
第一次作业1 写出下列缩写的英文全称和中文名称DIP: Double In-line Package, 双列直插式组装BGA: ball grid array, 球状矩阵排列QFP: Quad flat Pack, 四方扁平排列WLP: Wafer Level Package, 晶圆级封装CSP: Chip Scale Package, 芯片级封装LGA: Land grid array, 焊盘网格阵列PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier, 塑料芯片载体SOP: Standard Operation Procedure, 标准操作程序PGA: pin grid array, 引脚阵列封装MCM: multiple chip module, 多片模块SIP: System in a Package, 系统封装COB: Chip on Board, 板上芯片DCA: Direct Chip Attach, 芯片直接贴装,同COBMEMS: Micro-electromechanical Systems, 微电子机械系统2 简述芯片封装实现的四种主要功能,除此之外LED封装功能。
芯片功能(1)信号分配;(2)电源分配;(3)热耗散:使结温处于控制范围之内;(4)防护:对器件的芯片和互连进行机械、电磁、化学等方面的防护LED器件(2)LED器件:光转化、取光和一次配光。
3 微电子封装技术的划分层次和各层次得到的相应封装产品类别。
微电子封装技术的技术层次第一层次:零级封装-芯片互连级(CLP)第二层次:一级封装SCM 与MCM(Single/Multi Chip Module)第三层次:二级封装组装成SubsystemCOB(Chip on Board)和元器件安装在基板上第三层次:三级微电子封装,电子整机系统构建相对应的产品如图(1)所示:图1 各个封装层次对应的产品4 从芯片和系统角度简述微电子技术发展对封装的要求(1)对于单一的芯片,片上集成的功能比较少时,对封装技术要求不太高,但是在芯片上集成系统时(SOC),随着尺寸的减小,将模拟、射频和数字功能整合到一起的难度随之增大,这样在封装工艺上难度会加大,比如,SOC芯片上包含有MEMS或者其他新型的器件,即使解决了在芯片上制作的工艺兼容问题,还将面临封装的难题。
微电子封装工艺流程微电子封装工艺是指将微电子器件封装起来,以保护器件内部结构并方便与外部电路连接交互的工艺流程。
下面是一个简要的微电子封装工艺流程。
首先,需要准备好封装基板。
封装基板通常由高热传导性材料制成,例如陶瓷或金属,以确保器件在工作时能够迅速散热。
基板需要经过清洗和表面处理,以便后续工艺步骤的顺利进行。
接下来是芯片粘接。
将芯片粘接到基板上是封装过程中的重要一步。
通常采用粘合剂将芯片固定在基板上。
粘接剂需要具有良好的粘附力和导热性能,以确保芯片与基板之间能够有效传递热量。
接着是线缆连接。
线缆连接是将芯片内部的电连接到外部电路的关键步骤。
常用的线缆连接方式有焊接和微焊接。
焊接是通过加热导线和焊盘使其相互熔接,形成可靠的电连接。
微焊接则是采用微小尺寸的焊盘和导线进行连接,以满足封装器件的小尺寸要求。
紧接着是封装密封。
为了保护器件内部结构免受外部环境的侵蚀和损坏,需要对器件进行密封。
常用的密封方式有环氧树脂封装和金属封装。
环氧树脂封装将芯片包裹在保护层中,形成一个紧密的密封结构,以防止封装器件受到潮湿、灰尘等外部因素的影响。
金属封装则是利用金属外壳将芯片封装起来,提供更高的机械保护和散热性能。
最后是封装测试。
在封装完成后,需要对封装器件进行功能性测试和可靠性测试,以确保器件的性能和质量。
功能性测试包括电性能测试和信号测试,可靠性测试则是针对器件在不同环境和工作条件下的长期稳定性进行测试。
综上所述,微电子封装工艺流程包括准备封装基板、芯片粘接、线缆连接、封装密封和封装测试等步骤。
这些步骤都需要严格的操作和控制,以确保封装器件的质量和可靠性。
随着技术的不断进步,微电子封装工艺也在不断演进,逐渐实现更小尺寸、更高性能和更可靠的封装方案。
电子封装结构与工艺
1.电子封装的定义:
电子封装就是安装集成电路内置芯片外用的管壳,起着安放固定密封,保护集成电路内置芯片,增强环境适应的能力,并且集成电路芯片上的铆点也就是接点,是焊接到封装管壳的引脚上的。
2.电子封装功能:(1)电功能:传递芯片的电信号;
(2)机械化学保护功能:保护芯片与引线;
(3)散热功能:散发芯片内产生的热量;
(4)防潮;
(5)抗辐射;
(6)防电磁干扰;
3.电子封装的分类,分级:
(1)电子封装的分类:根据封装材料的不同,电子封装可分为塑料封装、陶瓷封装和金属封装三种。
(2)电子封装的分级:
1)零级封装:芯片的连接,即芯片互连级。
2)一级封装:用封装外壳将芯片封装成单芯片组件和多芯片组件;3)二级封装:将一级封装和其他组件一同组装到印刷电路板(或其他基板)上;
4)三级封装:将二级封装插装到母板上。
4.电子封装发展的驱动力:
随着电子技术的飞速发展,封装的小型化和组装的高密度化以
及各种新型封装技术的不断涌现,对电子组装质量的要求也越来越高。
所以电子封装的新型产业也出现了,叫电子封装测试行业。
可对不可见焊点进行检测。
还可对检测结果进行定性分析,及早发现故障。
现今在电子封装测试行业中一般常用的有人工目检,在线测试,功能测试,自动光学检测等,其人工目检相对来说有局限性,因为是用肉眼检查的方法,但是也是最简单的
5.再布线技术的概念,流程(工艺),作用。
1)概念:再布线技术就是在器件表面重新布置I/O 焊盘。
2)流程(工艺)
3)作用:再分布技术就是在器件表面重新布置I/O 焊盘。
传统芯片的焊盘设计通常为四周分布,以便进行引线键合,焊盘分布很难满足凸点制备的工艺要求,因此为了满足倒装工艺,需要进行焊盘再分布。
芯片焊盘设计为阵列分布,如果分布不合理或者使用的凸点制备工艺不同仍然不能满足倒装焊工艺时,可以通过焊盘再分布技术实现倒装。
6.凸点制作的方法:焊点制作可采用蒸发法、化学镀法、电镀法、置球法和和焊膏模板印制法等。
目前仍以电镀法用得较多, 其次是蒸发法(高铅),再者为焊膏模板印制法。
但因焊膏模板印制法制作焊料凸点比较简便, 自动化程度较高, 成本也较低, 故该法将会被较多地采用。