Packaging PKG是指利用膜技术及微细加工技术,将芯片及其他要素在框架或者基板上布置,粘贴固定及连接,引出接线端子,并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。 广义上的封装指的是:将封装体及基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程。
将基板技术,芯片封装体,分立器件等全部要素,按照电子设备整机要求进行连接和装配,实现电子的,物理的功能,使之转变为 适用于整机或者系统的形式,称为整机装置或设备的工程 称为电子封装工程。
2-3封装功能
传递电能 传递电路信号 提供散热途径 结构保护与支持 4-5封装/组装分级
第零层次:芯片级封装
是指把芯片与封装基板或者引脚架之间的粘贴固定,电路连线与封装保护的工艺
第一层次:器件级封装
将多个芯片层次封装体组成基本器件
第二层次:电路板级封装
将多个器件层次封装体与其他电子元器件组成电路板
第三层次:子系统级封装
将多个电路板级封装体组成的电路卡组合在一个主电路板成为一个子系统
第四层次:系统级封装
将数个子系统组装成一个完整的电子产品的工艺过程。
11封装发展的几个阶段(按年代、接合方式和典型封装体分)
20世纪50-60年代是TO的时代 70年代是DIP的时代
80年代是QFP和SMT的时代 90年代是BGA和MCM的时代
20世纪末是SIP的时代
12-13集成电路发展的主要特征
芯片尺寸越来越大 工作频率越来越高 发热量日趋增大 引脚越来越多
13-14对集成电路封装的要求
小型化 适应高发热 集成度提高同时适应大芯片要求
碳油 高密度化 适应多引脚 适应高温环境
适应高可靠性 考虑环保要求
15-18我国封装业的发展和分类。
目前我国半导体封装测试主要集中在长三角 珠三角 京津环渤海湾地区
第一类:国际大厂整合组件制造商 第二类:国际大厂整合组件制造商与本土业者合资
第三类:台资封装 第四类:国内本土封装
5-6封装分类: 笔记-封装标准 笔记-各种封装体
EDEC 联合电子器件工程委员会 美国 DIP双列直插式封装
EIAJ日本电子工程委员会 日本 PLCC塑封有引线芯片载体
IEC国际电工委员会 瑞士本部 QFP四边有引脚的扁平封装
GB/T 中国国家技术标准研究所 PGA针栅阵列
按封装外壳材料: BGA球栅阵列
气密封装: 金属壳封装 陶瓷封装 CSP芯片尺寸封装
非气密性封装: 塑料封装 MCM多芯片组件
86-93 印制电路板(s1200PCB)
硬式印制电路板:绝缘材料(高分子树脂和玻璃纤维强化材料)导体材料(铜)
软式印制电路板:FR—4环氧树脂
金属夹层电路板:
射出成型电路板:聚亚硫胺,多元脂类,氩硫酸纤维,强化复合纤维,及氟碳树脂---聚乙烯对苯二甲酯
101-108元器件与电路板的的接合
引脚假材料:42%铁—58%镍的Alloy42(ASTMF30)最多
常见方式: 引脚插入式结合
引脚与电路板导孔结合可区分为:弹簧固定与针脚焊接(波峰焊)
p.39电磁兼容性设计任务
抑制干扰的产生和传播,确保信号有效而不失真地传输,使电路能稳定可靠地工作
40-42内部干扰源
数字电路(内部干扰源)抗干扰能力优于模拟电路(外部干扰源)
接地线噪声 电源线噪声 传输线反射 线间串扰
42-44减少干扰方法
降低谐振电路Q值 提供去耦电容 解决匹配问题
47-50减少(数字电路内部)噪声措施
减小连接线电感
用接地栅网减小地线电感
减小环路面积来减小电感
电源去耦
51-59辐射形式和减少辐射措施
差模辐射(电流流过电路中导线形成环路造成) 减小电流I的幅度 减小环路面积 降低电源频率F及其谐波分量
差模辐射(电路中存在不希望的电压降造成) 减小共模电压 屏蔽与去耦 电缆中串入共模扼流圈
p.60三级热阻
器件级热阻(内热阻) 表示从发热芯片或其他电路元件的结至元器件外壳之间的热阻
组装级热阻(外热阻) 表示热流从元器件外壳流向某个参考点的热阻
系统级热阻(最终的热阻)表示冷却剂至终端热沉的热阻
61牛顿冷却方程
对流的换热量可用牛顿冷却方程表示:
Φ=h*A*Δt (W) A-----参与对流的换热面积m² h------对流换热系数W/(m²*k)
62传热形式、导热方程
传热形式有:导热 对流换热 辐射换热
导热方程: Φ=—λ* A* dT/dx (W)
Φ垂直于换热面积的导热热量W λ是导热系数W/(m*k) dT/dx 是温度梯度C/m
63-64热阻式
导热热阻:R=l/(λ*A) λ材料导热系数
对流热阻:R=1/(h*A) h对流换热系数
(66导热分析法):目的是在已知边界条件下,求的介质内部的温度分布及其热阻值:
67-70对流的无量纲数
Nu----努谢尔特数 Re—雷诺数 Pr---普朗特数 Gr—格拉晓夫数
72热测试目的:
检测组装内的温度或温度分布
75-76热控制措施
使热源至耗热空间的热阻降至最小
措施: 散热 制冷 恒温 热管传热
材料 + 环境介质 ( 化学反应/电化学反应) 变质性破坏
腐蚀因素: 潮湿空气 污染物质 温度 太阳辐射 生物因素
82-83引起电化学腐蚀的条件
金属材料 + www.auau66.Com潮湿空气----------形成原电池
83-84电极电位
溶液 + 金属界面---------双电层--电位差—电池
85-86腐蚀原电池及其基本工作过程;
腐蚀原电池(异种金属接触电池和氧浓度差电池)
阳极金属溶解 阴极物质还原 电流流动
86-87吸氧腐蚀和析氢腐蚀
自制一个牙签弓 吸氧腐蚀:----以氧还原反应作为阴极 析氢腐蚀:-----以氢离子还原反应作为阴极
87-92腐蚀类型
均匀腐蚀 电偶腐蚀 应力腐蚀 外加电压下腐蚀 缝隙腐蚀
94-95聚合物材料的劣化
变质:化学腐蚀和自然腐蚀 老化:高聚物变软 变粘 变脆 变硬 开裂
影响因素:太阳辐射 水汽 大气中的化学物质
96微生物侵蚀
合适生长条件:水分 合适的温度 营养物质
97-99微电子设备的防潮方法
有机材料 + 无机材料—------器件表面钝化防潮
三防: 防潮 防霉 防雾
p.101-104结构动应力
主要由振动,冲击时结构的惯性电荷,基板弯曲或扭转变形,运载工具做曲线运动引起的惯性静荷产生的静应力组成
108-110基板的动态特性
基板的动态特性主要由 固有频率fn和传递率η
在工程中,基板和支承结构件的连接方式有螺旋连接,插座,带有波状弹簧板边导轨,槽形导轨连接,某一边的无支承等
p.132互连与连接
互连(2点或2点以上,具有一定距离之间的电器连同)---------厚膜互连与薄膜互连
连接(紧邻2点之间具有接触内涵的电器连通)----钎焊(软/金属按键硬450) 熔焊 绕接 压接 键合 倒装焊
133印制板制造工艺的三种方法
加成法 减成法 多线法