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集(ji)成(cheng)電(dian)路密度和功能的(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)(gao)推動電(dian)子(zi)(zi)(zi)封裝的(de)(de)發展。隨著(zhu)(zhu)現代微電(dian)子(zi)(zi)(zi)技術的(de)(de)創新,電(dian)子(zi)(zi)(zi)設 備向(xiang)著(zhu)(zhu)微型化、集(ji)成(cheng)化、高(gao)(gao)(gao)效率(lv)和高(gao)(gao)(gao)可(ke)靠性等方向(xiang)發展,電(dian)子(zi)(zi)(zi)系(xi)統(tong)總(zong)體(ti)的(de)(de)集(ji)成(cheng)度提(ti)高(gao)(gao)(gao),功率(lv)密度也(ye)同步升高(gao)(gao)(gao)。電(dian)子(zi)(zi)(zi)元件長(chang)期在高(gao)(gao)(gao)溫環境下運轉會導致(zhi)其性能惡化,甚(shen)至(zhi)器件被破壞。因此,有(you)效的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)封裝需要不(bu)斷提(ti)高(gao)(gao)(gao)封裝材(cai)料的(de)(de)性能,并將電(dian)子(zi)(zi)(zi)線(xian)(xian)路布線(xian)(xian)合理化,使(shi)得電(dian)子(zi)(zi)(zi)元件在不(bu)受環境影(ying)響的(de)(de)同時,實現良好的(de)(de)散熱,幫助電(dian)子(zi)(zi)(zi)系(xi)統(tong)保持(chi)良好的(de)(de)穩定性。
電(dian)子封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)一般可按(an)封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)結構(gou)、封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)形(xing)式和(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)組成(cheng)分(fen)類。從(cong)封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)結構(gou)來看,主(zhu)要包括了 基(ji)板(ban)布線、層(ceng)間(jian)介質(zhi)和(he)(he)密(mi)(mi)封(feng)(feng)材(cai)料(liao)(liao)基(ji)板(ban),基(ji)板(ban)分(fen)為剛性板(ban)和(he)(he)柔(rou)性板(ban),層(ceng)間(jian)介質(zhi)分(fen)為有機(ji)聚合(he)物) 和(he)(he)無機(ji)(氧化(hua)硅、氮化(hua)硅和(he)(he)玻璃)兩(liang)種起到保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)、隔離絕緣和(he)(he)防止信(xin)號失真等作用。密(mi)(mi)封(feng)(feng)材(cai)料(liao)(liao)當前主(zhu)要為環氧樹(shu)(shu)脂,占(zhan)整個電(dian)子密(mi)(mi)封(feng)(feng)材(cai)料(liao)(liao)的 97%以上,環氧樹(shu)(shu)脂成(cheng)本低、產量大、 工藝簡單(dan)。從(cong)封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)形(xing)式來看,可分(fen)為氣密(mi)(mi)封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)和(he)(he)實(shi)體(ti)封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)。氣密(mi)(mi)封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)是指腔體(ti)內在(zai)管(guan)芯(xin)周圍 有一定氣體(ti)空(kong)間(jian)與外(wai)界隔離,實(shi)體(ti)封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)指管(guan)芯(xin)周圍與封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)腔體(ti)形(xing)成(cheng)整個實(shi)體(ti)。從(cong)材(cai)料(liao)(liao)組成(cheng)分(fen)來看,主(zhu)要分(fen)為金(jin)屬基(ji)、陶瓷(ci)基(ji)和(he)(he)塑料(liao)(liao)基(ji)封(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)料(liao)(liao)。
電(dian)子封裝基本分類
陶瓷封裝(zhuang)(zhuang)在高(gao)致(zhi)密封裝(zhuang)(zhuang)中(zhong)具(ju)(ju)有(you)(you)較(jiao)大發(fa)展潛力(li)。陶瓷封裝(zhuang)(zhuang)屬(shu)于氣(qi)密性(xing)(xing)(xing)封裝(zhuang)(zhuang),主要材(cai)(cai)料(liao)有(you)(you) Al2O3、AIN、BeO 和莫來(lai)石(shi),具(ju)(ju)有(you)(you)耐(nai)濕性(xing)(xing)(xing)好(hao)、機械(xie)強(qiang)度(du)高(gao)、熱(re)膨脹系數小和熱(re)導率高(gao)等(deng)優 點(dian)。金(jin)屬(shu)封裝(zhuang)(zhuang)的主要材(cai)(cai)料(liao)包括(kuo) Cu、Al、Mo、W、W/Cu 和 Mo/Cu 合(he)金(jin)等(deng),具(ju)(ju)有(you)(you)較(jiao)高(gao)的機械(xie)強(qiang)度(du)、散熱(re)性(xing)(xing)(xing)能優良等(deng)優點(dian)。塑料(liao)封裝(zhuang)(zhuang)主要使(shi)用的材(cai)(cai)料(liao)為熱(re)固性(xing)(xing)(xing)塑料(liao),包括(kuo)酚醛類(lei)、聚(ju)酯類(lei)、 環氧類(lei)和有(you)(you)機硅類(lei),具(ju)(ju)有(you)(you)價格低(di)、質量輕、絕緣性(xing)(xing)(xing)能好(hao)等(deng)優點(dian)。此(ci)外,電子封裝(zhuang)(zhuang)還常用四大 復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao),分別(bie)為聚(ju)合(he)基復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(PMC)、金(jin)屬(shu)基復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(MMC)、碳/碳復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(CCC) 和陶瓷基復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(CMC)。
三大主要封裝材料(liao)
對于集成電路等半導體器件來說,封裝基板需要滿足以下六點要求:(1)高熱導率,器件產生的熱量需要通過封裝材料傳播出去,導熱良好的材料可使芯片免受熱破壞;(2)與芯 片材料熱膨脹系數匹配,由于芯片一般直接貼裝于封裝基板上,兩者熱膨脹系數匹配會降低芯片熱應力,提高器件可靠性;(3)耐熱性好,滿足功率器件高溫使用需求,具有良好的熱穩定性;(4)絕緣性好;(5)機械強度高,滿足器件加工、封裝與應用過程的強度要求;(6)價格適宜,適合大規模生產及應用。
六大優勢促使陶瓷封(feng)裝(zhuang)成為(wei)(wei)主(zhu)流電子封(feng)裝(zhuang)。陶瓷基封(feng)裝(zhuang)材(cai)料作為(wei)(wei)一種常見的封(feng)裝(zhuang)材(cai)料, 相對于(yu)塑料封(feng)裝(zhuang)和(he)金屬(shu)封(feng)裝(zhuang)的優勢在于(yu):(1)低介電常數,高頻性(xing)能(neng)好;(2)絕(jue)緣性(xing)好、可靠性(xing)高;(3)強度高,熱穩定性(xing)好;(4)熱膨脹系數低,熱導率(lv)高;(5)氣密性(xing)好,化學性(xing) 能(neng)穩定;(6)耐濕性(xing)好,不易產生微(wei)裂現象。
典型電子(zi)封(feng)裝(zhuang)材(cai)料性(xing)能(neng)對比
封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)工(gong)藝(yi)形(xing)式多(duo)樣,適(shi)配各類應用(yong)需求。我們(men)以光(guang)模塊的封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)為例,TOSA 和(he) ROSA 的主要(yao)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)工(gong)藝(yi)包(bao)(bao)括 TO 同軸封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)、蝶(die)形(xing)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)、COB 封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)和(he) BOX 封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)。TO 同軸封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)多(duo)為 圓(yuan)柱形(xing),具(ju)有體積(ji)小、成本(ben)(ben)低、工(gong)藝(yi)簡單的特(te)點,適(shi)用(yong)于短距離傳(chuan)輸,但(dan)也存(cun)在(zai)散(san)熱(re)困難等缺點。蝶(die)形(xing)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)主要(yao)為長方(fang)體,設計結(jie)構復(fu)雜,殼體面(mian)積(ji)大,散(san)熱(re)良好,適(shi)用(yong)于長距離傳(chuan)輸。COB 即板上(shang)芯(xin)片封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang),將(jiang)芯(xin)片附在(zai) PCB 板上(shang),實現(xian)小型化(hua)、輕型化(hua)和(he)低成本(ben)(ben)等,BOX封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang) 屬于一種蝶(die)形(xing)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang),用(yong)于多(duo)通道并(bing)行。此(ci)外,其余常見的封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)方(fang)式包(bao)(bao)括雙列直(zhi)插封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(DIP)、 無(wu)引(yin)線芯(xin)片載體(LCC)等等。
TO 同軸(zhou)封裝激光器(qi)示意(yi)圖(tu)
蝶形封裝激光器示意圖
COB 封(feng)裝收發器(qi)示意(yi)圖
BOX 封(feng)裝接收器示意圖
其他常見封裝方式簡介
封裝方式 | 簡稱 | 簡介 |
晶體管外形封裝 | TO封(feng)裝 | 插(cha)裝(zhuang)型封裝(zhuang)之一,由(you)一個TO管座和一個TO管帽(mao)(mao)組成(cheng)。TO管座作為封裝(zhuang)元(yuan)件(jian)(jian)的底座并為其提供電(dian)源,而(er)管帽(mao)(mao)則可以實現(xian)平穩的光信(xin)號傳輸。這兩個元(yuan)件(jian)(jian)形成(cheng)了保護敏感(gan)元(yuan)器件(jian)(jian)的密(mi)封封裝(zhuang)。 |
雙列直插式封裝 | DIP | 插裝(zhuang)型封(feng)裝(zhuang)之一,引腳從封(feng)裝(zhuang)兩(liang)側引出,可以(yi)直接焊在有DIP結構(gou)的芯片(pian)插座上,或焊在有相同焊孔(kong)數的焊位中。其特點是可以(yi)很方(fang)便地實現PCB板的穿孔(kong)焊接,和主(zhu)板有很好(hao)的兼容性(xing),封(feng)裝(zhuang)材料(liao)有塑料(liao)和陶瓷(ci)兩(liang)種。 |
插(cha)針(zhen)網格陣列封裝(zhuang) | PGA | 插(cha)裝(zhuang)(zhuang)型(xing)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)之一,其(qi)底面(mian)的垂直引腳呈(cheng)陳(chen)列狀排列。封(feng)裝(zhuang)(zhuang)基材基本上都采用(yong)多層陶瓷(ci)基板。用(yong)于高(gao)速大規模(mo)邏(luo)輯LSI電路。一般有CPGA(陶瓷(ci)針(zhen)柵陣列封(feng)裝(zhuang)(zhuang))以及PPGA(塑料針(zhen)柵陣列封(feng)裝(zhuang)(zhuang))兩種。 |
小外形封裝 | SOP | 是一種表面貼裝(zhuang)(zhuang)式封(feng)裝(zhuang)(zhuang),引腳從封(feng)裝(zhuang)(zhuang)兩側引出(chu)呈海(hai)鷗翼狀。常見的封(feng)裝(zhuang)(zhuang)材料有:塑(su)料、陶瓷、玻璃、金屬(shu)等,目(mu)前(qian)已發(fa)展出(chu)TSOP、VSOP等多種形式。 |
帶引腳芯(xin)片(pian)載(zai)體 | LCC | 表面貼裝(zhuang)(zhuang)型封裝(zhuang)(zhuang)之一,引腳(jiao)從封裝(zhuang)(zhuang)的四(si)個側面引出(chu),是(shi)高速和高頻IC用(yong)封裝(zhuang)(zhuang),按材料的不(bu)同又細(xi)分(fen)為PLCC(塑料封裝(zhuang)(zhuang))、CLCC(陶瓷封裝(zhuang)(zhuang))。 |
球柵陣列封(feng)裝 | BGA | 表面(mian)(mian)(mian)貼裝型封(feng)裝之一,在(zai)印(yin)(yin)刷(shua)基板的背面(mian)(mian)(mian)按陳列方式制作出(chu)球(qiu)形(xing)凸(tu)點用(yong)以(yi)代替(ti)引腳(jiao),在(zai)印(yin)(yin)刷(shua)基板的正面(mian)(mian)(mian)裝配LSI芯片,然后用(yong)模壓樹脂或灌(guan)封(feng)方法進行(xing)密封(feng)又可以(yi)細分為PBGA、CBGA等 |
芯片(pian)級封裝 | CSP | CSP封(feng)裝(zhuang)可以讓芯片面(mian)積(ji)與封(feng)裝(zhuang)面(mian)積(ji)接近1:1的理想情況,與BGA封(feng)裝(zhuang)相比,同(tong)等空間下CSP封(feng)裝(zhuang)可以將存儲容量提高三(san)倍,具有(you)體積(ji)小、輸入(ru)/輸出端數多以及(ji)電(dian)氣性能(neng)好等優點。 |
板上(shang)芯片封裝 | COB | 是裸芯(xin)(xin)片貼(tie)裝技術(shu)之一(yi),半導體芯(xin)(xin)片交接(jie)貼(tie)裝在印刷(shua)線(xian)路板(ban)(ban)上,芯(xin)(xin)片與基板(ban)(ban)的(de)電氣(qi)連接(jie)用引線(xian)縫合方法實現,并用樹脂覆蓋以確保可靠(kao)性。COB是最簡(jian)單的(de)裸芯(xin)(xin)片貼(tie)裝技術(shu),但封裝密度(du)較(jiao)差。 |
陶(tao)瓷(ci)封(feng)裝產業鏈從(cong)芯片(pian)(pian)、陶(tao)瓷(ci)封(feng)裝產品(pin)(陶(tao)瓷(ci)外殼、基板及覆(fu)銅板等)、封(feng)裝環節到最終封(feng)裝成型(xing)的電子(zi)產品(pin),如(ru)光通信元件、汽車ECU、激光雷達、圖像傳感器(qi)、功(gong)率(lv)半導體等;設備(bei)方面包(bao)括(kuo)裝片(pian)(pian)機(ji)、固晶機(ji)、塑封(feng)機(ji)、鍵合機(ji)、檢測設備(bei)等;材(cai)料(liao)包(bao)括(kuo)氧化(hua)鋁、氮(dan)化(hua)鋁、氮(dan)化(hua)硅、金屬漿料(liao)、引線框架、包(bao)封(feng)材(cai)料(liao)、鍵合絲等;
深圳市雙翌光電科技有限公司是一家以機器視覺為技術核心,自主技術研究與應用拓展為導向的高科技企業。公司自成立以來不斷創新,在智能自動化領域研發出視覺對位系統、機械手視覺定位、視覺檢測、圖像處理庫等為核心的20多款自主知識產權產品。涉及自動貼合機、絲印機、曝光機、疊片機、貼片機、智能檢測、智能鐳射等眾多行業領域。雙翌視覺系統最高生產精度可達um級別,圖像處理精準、速度快,將智能自動化制造行業的生產水平提升到一個更高的層次,改進了以往落后的生產流程,得到廣大用戶的認可與肯定。隨著智能自動化生產的普及與發展,雙翌將為廣大生產行業帶來更全面、更精細、更智能化的技術及服務。