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「干货」什么是芯片封装?_芯片_电路

神尊大人 2025-01-17 12:45:13 0

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封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。
利用一系列技能,将芯片在框架上布局粘贴固定及连接,引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体构造的工艺。
此观点为狭义的封装定义。
普通的说便是给芯片加一个外壳并固定在电路板上。

更广义的封装是指封装工程,将封装体与基板连接固定,装置成完全的系统或电子设备,并确保全体系统综合性能的工程。
将前面的两个定义结合起来构成广义的封装观点。

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一、为什么要进行封装

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(图片来自网络侵删)

封装的意义重大,得到一颗IC芯片要经由从设计到制造漫长的流程,然而一颗芯片相称小且薄,如果不在外施加保护,会被轻易的刮伤破坏。
此外,由于芯片的尺寸眇小,如果不用一个较大尺寸的外壳,将不易以人工安置在电路板上。
而这个时候封装技能就派上用场了。

封装有着安顿、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的浸染,而且还是沟通芯片内部天下与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。
因此,封装对集成电路起着重要的浸染。

二、封装的浸染

1、保护

半导体芯片的生产车间都有非常严格的生产条件掌握,恒定的温度、恒定的湿度、严格的空气尘埃颗粒度掌握及严格的静电保护方法,袒露的装芯片只有在这种严格的环境掌握下才不会失落效。
但是,我们所生活的周围环境完备不可能具备这种条件,低温可能会有-40°C、高温可能会有60°C、湿度可能达到100%,如果是汽车产品,其事情温度可能高达120^C以上。
同时还会有各种外界的杂质、静电等等问题会侵扰薄弱的芯片。
以是须要封装来更好的保护芯片,为芯片创造一个好的事情环境。

2、支撑

支撑有两个浸染,一是支撑芯片,将芯片固定好便于电路的连接,二是封装完成往后,形成一定的形状以支撑全体器件、使得全体器件不易破坏。

3、连接

连接的浸染是将芯片的电极和外界的电路连通。
引脚用于和外界电路连通,金线则将引脚和芯片的电路连接起来。
载片台用于承载芯片,环氧树脂粘合剂用于将芯片粘贴在载片台上,引脚用于支撑全体器件,而塑封体则起到固定及保护浸染。

4、散热

增强散热,是考虑到所有半导体产品在事情的时候都会产生热量,而当热量达到一定限度的时候便会影响芯片的正常事情。
事实上,封装体的各种材料本身就可以带走一部分热量,当然,对付大多数发热量大的芯片,除了通过封装材料进行降温外,还须要考虑在芯片上额外安装一个金属散热片或风扇以达到更好的散热效果。

5、可靠性

任何封装都须要形成一定的可靠性,这是全体封装工艺中最主要的衡量指标。
原始的芯片离开特定的生存环境后就会损毁,须要封装。
芯片的事情寿命,紧张决于对封装材料和封装工艺的选择。

三、封装的类型和流程

目前统共有上千种独立的封装类型并且没有统一的系统来识别它们。
有些以它们的设计命名(DIP,扁平型,等等),有些以其构造技能命名(塑封,CERDIP,等等),有的按照体积命名,其他的以其运用命名。

芯片的封装技能已经历经好几代的变迁,技能指标一代比一代前辈,包括芯片面积与封装面积之比越来越靠近,利用频率越来越高,耐温性能越来越好,以及引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,利用更加方便等等,都是看得见的变革。
本文在此不做过多阐述,感兴趣的可以自行探求并学习封装类型。

下面讲解一下封装的紧张流程:

封装工艺流程一样平常可以分为两个部分,用塑料封装之前的工艺步骤成为前段操作,在成型之后的工艺步骤成为后段操作。
基本工艺流程包括:硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、成型技能、去飞边毛刺、切筋成型、上焊锡打码等工序,下面就详细到每一个步骤:

1、前段:

背面减薄(backgrinding):刚出场的圆镜(wafer)进行背面减薄,达到封装须要的厚度。
在背面磨片时,要在正面粘贴胶带来保护电路区域。
研磨之后,去除胶带。

圆镜切割(waferSaw):将圆镜粘贴在蓝膜上,再将圆镜切割成一个个独立的Dice,再对Dice进行洗濯。

光检讨:检讨是否涌现废品

芯片粘接(DieAttach):芯片粘接,银浆固化(防止氧化),引线焊接。

2、后段:

注塑:防止外部冲击,用EMC(塑封料)把产品封装起来,同时加热硬化。

激光打字:在产品上刻上相应的内容。
例如:生产日期、批次等等。

高温固化:保护IC内部构造,肃清内部应力。

去溢料:修剪边角。

电镀:提高导电性能,增强可焊接性。

切片成型检讨废品。

这便是一个完全芯片封装的过程。
芯片封装技能我国已经走在世界前列,这为我们大力发展芯片供应了良好的根本。

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