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封裝及Bonding
新聞詳情

陶瓷封裝工藝的特點(diǎn)

發(fā)布時間:2022-12-03 17:20:10 最后更新:2023-02-10 09:15:35 瀏覽次數(shù):1323

       陶瓷封裝的主要流程包括減薄、劃片、等離子清洗、引線鍵合、鍵合檢查、封帽前內(nèi)部檢查、氣密性檢查、成型、包封、外觀檢查等。

 

圖  陶瓷封裝工藝流程

優(yōu)點(diǎn)

l  氣密性好,阻止工作過程中的潮氣侵入,長期可靠性高;

l  化學(xué)性能穩(wěn)定:與蓋板、引線之間是冶金連接

l  多層布線:具有最高的布線密度;已經(jīng)可以達(dá)到100層(LTCC)

l  高導(dǎo)熱率:適合于需要散熱能力強(qiáng)的器件

l  絕緣阻抗高

l  熱膨脹系數(shù)與芯片接近

缺點(diǎn)

l  制造工藝復(fù)雜

l  導(dǎo)體材料介電系數(shù)高

l  價格昂貴

l  生產(chǎn)效率低

 

圖  陶瓷封裝結(jié)構(gòu)(復(fù)旦微)

1、陶瓷外殼

       陶瓷外殼陶瓷封裝基座是由印刷有導(dǎo)電圖形和沖制有電導(dǎo)通孔的陶瓷生片,按一定次序相互疊合并經(jīng)過氣氛保護(hù)燒結(jié)工藝加工后而形成的一種三維互連結(jié)構(gòu),主要應(yīng)用于封裝石英晶體振子芯片和鉭酸鋰、鈮酸鋰等聲表面波芯片。

2、導(dǎo)電膠

       導(dǎo)電膠是一種既具有粘接性,又具有導(dǎo)電性的特殊膠粘劑,通常由樹脂基體、導(dǎo)電填料等組成。低溫快速固化導(dǎo)電膠水能與不同基板連接,包括陶瓷、玻璃和其他非可焊性表面的互連。

3、導(dǎo)體材料

       陶瓷基板的導(dǎo)體布線是通過絲網(wǎng)印刷的方式將所需的導(dǎo)體漿料分布到陶瓷生瓷片上而成的。多層陶瓷基板的每層陶瓷內(nèi)部都有通孔,并且填充導(dǎo)體材料來實現(xiàn)層與層之間的互連。導(dǎo)體材料的選擇取決于基板所用的陶瓷材料。由于氧化鋁和氮化鋁的燒結(jié)溫度高于1400℃,因此需要使用高熔點(diǎn)金屬作為導(dǎo)體,如鎢,鉬、鉑或者鉑鈀合金等。LTCC 基板則可以使用低熔點(diǎn)的高電導(dǎo)率金屬作為導(dǎo)體,如銅、鎳、銀和鈀銀合金等。

4、金屬蓋板

       金屬蓋板的主要目的為了保護(hù)芯片免受環(huán)境中的化學(xué)和機(jī)械應(yīng)力損傷。通常選擇低CTE的可伐(鐵鎳鉆合金,其CTE與硼硅酸鹽玻璃接近)或者因瓦(鐵鎳合金)來制作金屬蓋板,蓋板的安裝大多采用基于軟焊料和釬焊料的金屬膠,主要原因是它們具有較低的熔點(diǎn)并且可實現(xiàn)氣密。

5、PGA

       陶瓷模塊封裝和電路板之間的電互連是通過PGA針狀引線等形式實現(xiàn)的。包括使用高長徑比(細(xì)長)的針引線將 CTE與硅接近的玻璃陶瓷模塊安裝在系統(tǒng)主板上等方式。模塊安裝時,先將針引線嵌入基板上的互連孔內(nèi),再將安裝部位浸入焊料槽,實現(xiàn)針引線和金屬焊盤之間的良好結(jié)合。這一封裝形式在IBM的主機(jī)中取得了廣泛的應(yīng)用。

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