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一文帮你梳理微电子元器件封装的过去、现在与未来

作者:欧朗电子   发布日期:2022-04-01 11:06:46   阅读量:

一文帮你梳理微电子元器件封装的过去、现在与未来(图1)

20世纪以来,计算机等通信行业的快速发展,使微电子行业逐渐成为世界上一个重要的产业,于此同时,微电子产业也是我国的一项重要的支柱产业。现在我们所说的微电子已经逐渐的分离成为设计、制造以及封装三个独立的支柱产业,随着近几年微电子产业的不断发展,微电子封装技术已经成为IT行业的重要技术,也成为微电子产业的重要组成部分。

所谓微电子封装技术是指把很多半导体电子原件组装成为一套完整的封装体,电源由外界提供。微电子封装能够确保IC在正常运作中有效地避免外界的干扰,因此微电子封装一定要在电子器件上满足设计的需求,能够在质量以及可靠性等方面满足各项指标要求。

微电子封装的发展历程

微电子封装的技术种类很多,按照封装的方式分为通孔入式和表面安装式。我们把微电子封装技术的发展分为三个阶段:

第一阶段,20世纪70年代,当时微电子封装技术主要是以插装型封装技术为主,到了70年代的后期已经发展成双列直插封装技术,这种封装技术能够应用在很多地方,比如说模压陶瓷。

第二阶段,20世纪 80年代其主要微电子封装技术就是表面安装技术,在这个时期其封装技术是相对成熟的,但是由于表面封装技术在其引线排列上有缺陷,就会使想保持表面上的全部引线共面就有很大的困难。为了解决这种封装技术上的不足,就出现了另一种新的微电子封装技术,就是微电子引线扁平封装技术。这种技术与插装型封装技术相比较在封装大小以及操作上的难易程度都有大幅度的减小。

第三阶段,20世纪 90年代,随着时代的发展,电子技术的不断发展以及集成电路技术的不断进步,许多新技术的不断出现,这样对于现存的微电子封装技术的要求就更加严格,同时也出现了由原来的四边引线封装技术转向平面型的发展,这种封装技术就成为当时运用得比较多的封装技术,直到90年代的后期,封装技术的不断革新,并经过长时间的发展,现在的微电子封装技术已经逐渐向小型化以及低功耗的方向发展。

表面封装技术

现在微电子封装技术主要使用的是钎焊技术,其主要的工作原理是把表面上的电子原件钎焊到指定的焊盘上,这样就使这些原件与焊盘之间实现了具有可靠性的电路功能。钎焊主要有以下两点特征:

表面组装技术采用软钎焊技术,钎焊中的钎剂能够有效将金属表面的杂质去除,这样就使钎料起到一定的润滑作用。

钎焊金属与钎料之间能够有效的形成金属物质,使其在封装过程中更加的简便快捷。

芯片级互联技术

芯片级互联技术是电子封装技术的基础,对于电子封装技术有重要的作用,无论是芯片装连还是电子封装技术都是在基板上进行操作,因此这些都能够运用到互联的微技术,可以这样说,微互联技术是封装技术的核心。

现在的微互联技术主要包含以下几个:

①引线键合技术,所谓的引线键合技术,其主要的工作内容是把半导体芯片与电子封装的外部运用一定的手段连接起来的技术。载体自动焊技术是一种有较高水准的互联技术,其主要的技术内容是按照导体的图样用需要的高聚物做成相应的引脚。

②将相应的晶片放入对应的键合区,最后通过热电极把全部的引线有序地进行键合到目前位置,载体自动焊技术相对其他技术比较成熟,其主要优点是制作成本低,操作简单。

③倒装芯片技术是现在封装上的主要技术,其主要特点是把芯片直接倒置放在相应的基片上,这种技术的主要优点是焊区能够放在芯片的任意地方,这样就使得芯片的利用率大大地提高,因此倒装芯片技术在微电子封装技术上有着至关重要的作用。

总结

微电子封装技术经历了从插装型封装、表面安装封装、窄间距表面安装、焊球阵列封装、芯片尺寸封装等几个发展阶段。目前最流行的微电子封装技术是表面安装封装以及芯片尺寸封装这两种技术,因为其成本低并且容易操作。表面安装焊球阵列封装总体发展方向是:逐渐的采用无铅焊,这样有助于保护环境,同时,在电子器件体积的使用上也逐渐偏小。另外,安装的数量以及难度也随之增大,因此,对于封装技术的可靠性现在已经成为研究的新课题。


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