电路封装技术研究

封装技术的定义

狭义的封装是利用膜技术，讲半导体元器件及其它构成要素在框架或基板上布置、固定及连接，引出引脚，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，因此，它在英文中被称为packaging。

封装工程师指讲封装体与基板（interposer）连续固定，装配成完整的系统或电子机器设计，以确保整个系统合性能的工程。因此，广义的电子封装工程应该是狭义的封装与实装工程及基板技术的总和。将半导体电子器件所具有的电子、物理功能，转变为适用于机器或系统的形式，并适之为我们所用的科学技术，称为电子封装工程。 封装功能介绍

为了保持电子仪器设备、通讯设备和各种消费性家用电器的可靠性，这些产品所用的集成电路，最好避免和外部空气接触，以减少空气中的水汽、杂质和各种化学物质对芯片的污染和腐蚀。根据这一设想，要求集成封装结构应具有一定的机械强度、良好的电气性能、散热性能和化学稳定性。集成电路封装有4个重要功能：

1. 芯片的信号输入和输出提供互连。 2. 保护芯片以免由环境和传递引起损伤。 3. 提供散热途径，增加芯片散热能力。 4. 封装的物理支持。

在选用各类集成电路时，对确定集成电路的封装要求应注意以下几个因素： 1. 成本：电路在最佳性能指标下的最低价格

2. 尺寸和重量： 诸如产品的测试、震惊安装、元器件布局、空间利

用、维修更换以及同类产品的型号替代等

3. 可靠性： 考虑到机械冲击、温度循环、加速度等都会对电路机械强度等各种物理、化学性能产生影响，因此，必须根据产品的使用场所和环境要求，合理的选用集成电路的外形和封装结构

4. 性能： 当芯片固定在外壳上，并继之进行内外引线的连接和封装结构的最后封盖，其加工方法和类别是很多的。因此，为了保证集成电路在整机上长期使用未定可靠，必须根据整机要求，对集成电路封装方法提出特定要求和规定。 封装层级介绍

对芯片封装由4个不同的封装层级（Level）完成： 1. 0级封装 （IC芯片级） 2. 一级封装 （四体/封装体级） 3. 二级封装 （印刷板级PCB级） 4. 三级封装 （子系统级） 5. 四级封装 （大系统/整机级）

封装的历史和变迁

封装的历史发展

随着集成电路（IC）的发展，集成电路封装（IC封装）已经走过40多年的历史。集成电路封装不仅直接影响集成电路和器件的电、热、光和机械性能，而且对集成电路技术的发展起着至关重要的作用。随着集成电路的功能越来越丰富，与此同时，对制造工艺和封装工艺的要求也越来越高，其工艺日越复杂。对于集成电路技术来说，无论是其特征尺寸，芯片面积和芯片包含的晶体管数，还是其发展轨迹和IC封装，发展主流都是芯片规模越大面积迅速减小，封装体积越来越小，功能越来越强，信号不断增强，厚度变薄，引线间距不断缩小，引线也越来越多，并从两侧引脚到四周引脚，再到底面引脚，封装成本越来越低，性能和可靠性越来越高，单位封装体积、面积上的IC密度越来越高线宽越来越细，并有单芯片封装向多芯片封装方向发展。

封装的变迁

20世纪的封装可分为三个阶段，第一阶段为80年代之前的通孔安装（THD）

时代。通孔安装时代以TO型封装和双列直插封装（DIP）为代表。第二阶段是80年代的表面贴装器件时代，表面贴装器件时代的代表是小外形封装（SOP）和扁平封装（QFP）。第三阶段是90年代的焊球阵列封装（BGA），芯片尺寸封装（CSP）时代。

发展技术的发展历史

芯片互连 封装形式 组织方式 无源元件 基板 封装层次 元件类型 20世纪70年代 引线键合 DIP PTH 分立电容 有机 3 5-10 20世纪80年代 引线键合 QFP SMT 分立电容 有机 3 5-10 20世纪90年代 引线键合 BGA BGA/SMT 分立电容 有机 3 5-10 2000年 引线键合 CSP BGA/SMT 分立/组合 DCA板 3-1 5-10 我国封装行业的情况

我国封装行业主要集中在长江三角，其次为珠三角、京津环渤海地区。

封装测试产业可以细分为三阶段，1995年前的封装测试绝大部分是依附本土整合组件制造商（IDM）。95后出现了第一家专业的封装厂阿法泰克。2000年后，随着出现了宏力、中芯、台积电等晶圆厂的出现，使许多封装厂也到了晶圆厂的附近。

封装的分类介绍

按材料分类的封装

按照封装材料，可以将封装分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 金属封装：在我国1956年研制出第一只晶体管，就开始了金属封装的历史，1965年研制出的第一块实用化集成电路，更加促进了金属封装的发展。开始是用TO型封装，后来开发了许多平板直插式、浅腔直接是和扁平式封装，管脚数由3到8，10，12，14，16，24，28，32，34，42，68至92。目前生产金属封装的主

要企业有10多家，年生产能力10亿只，品种达几千种。

陶瓷封装：由于集成电路集成度越来越高，规模越来越大，要求封装引线数越来越多，国际上20世纪60年代发明了双列直插封装（DIP），由于这种封装电、热性能优良，可靠性高，倍受集成电路厂家的好评。随着陶瓷工艺的引进，我国在20世纪70年代掌握了多层陶瓷技术，并开发了双列直插封装和扁平封装（FP）。由于大规模集成电路（LSI）迅速的向高性能、高速度和高密度发展，原有的DIP已经不能够满足要求，因此，应LSI和VLSI的集成度不断增长而生产了一种新的封装技术——高密度封装技术。该技术包括了无数引线片式载体（LCCC）、塑料有引线式载体（PLCC）、四边引线扁平封装（QFP）和针栅阵列封装（PGA）等类型。目前，我国陶瓷封装企业有6家，年生产能力大约1100万只，生产产品主要是以上各类集成电路封装和多层基板。

塑料封装：我国塑料封装起步于20世纪70年代，开始于塑料双列直插外壳（PDIP），塑料封装由于其成本低廉、工艺简单，并适于大批量生产，因此具有极强的生命力，发展越来越快，爱封装中占的份额也越来越大。在80年代末期，开发了塑料四边引线扁平封装（PQFP）、塑料小外形封装（PSOP）和塑料有引线式载体（PLCC），到90年代又有了TPQFP、TSOP以及IC卡的封装。目前，PDIP已经形成8-52系列，POSP已经成了14-44系列，PQFP基笨成44-140系列，PLCC已有28-几个品种。 按芯片数分类的封装

按芯片数可以将封装分为单晶片封装（SCP）和多晶片模组封装（MCM）。单晶片封装芯片数在2-3个。多晶片模组封装芯片数在3个以上。

传统的封装形式是将单个的芯片进行封装并分别搭载在印刷电路板上，这就四单芯片封装，但是到了20世纪90年代，随着集成电路的发展，出现了超高速元件，若采用传统的封装技术会产生芯片之间的暖气信号传输延迟。因此，人们想出了若将多块芯片同时搭载在通常等高密度多层基板上实现整体封装，这样则可家小电桥信号传输的延迟。

MCM可定义为将多个半导体集成电路元件以裸芯片的状态在不同类型的布线板上，经整体封装而构成的多芯片组件。按照这个定义，MCM也包括在传统的厚膜及薄膜陶瓷布线板上搭载多个裸芯片的混合集成电路，以及在印制电路板

上搭载多个裸芯片的COB。

下表给出了多芯片行PKG领域的封装形态、适用的电子设备、技术动向及需要解决的课题等。便携设备是适于采用多芯片封装的重要领域之一，目前，在各类便携产品中正积极采用MCP以及各种类型的叠层封装。

芯片封装领域

项目 封装形态 多芯片封装 芯片叠层型CSP MCP/MCM SIP 2. 1. 技术动向 小型化：多芯片叠层，倒装片连接 价格最低化：降低组装价格，降低检查价格，最佳系统设计 3. 高功能化：一种元件混载，埋入电容封装体，系统封装（SIP） 适用电子设备 便携电话/PDA 光电模块 高频模块 需要解决的问题 价格 高性能化 开发供货期短 按引脚形状分布分类的封装

在引脚形状的划分下，若再以引脚分布形态细分，则可将封装分为单边引脚、

双边已经、四边引脚与底部引脚等四种引脚分布形态。所谓引脚分布形态，是指引脚在元件四周是如何分布的。常见的单边引脚封装由单列式封装（SIP）、交叉引脚封装（ZIP）。双边引脚封装由双列直插式封装（DIP）与小外形封装（SOP）。四边引脚封装有四边扁平封装（QFP）。底部引脚封装由金属罐式（Metal Can Package）与针栅阵列插入式封装（PGA）。

按内部结构分类的封装

由于产品缩小化、功能提升的需求与技术的进步，封装的形态和内部结构也有许多不同的变化，如为了缩小封装元件体积或者高度，DIP封装衍生出Shrink DIP（SDIP）、Skinny DIP（SKDIP）等变化，其他的封装由薄型（Thin）、超薄型（Ultra Thin）或为了适应高功率元件的发展而在热处理的规划上加入了散

热片的设计，如TSOP、UTSOP、TQFP等封装业师为了适应封装薄型话而开发出来的。此外，为了适应芯片大型化的趋势以及各付引脚与大仙结合条件的，LOC（Lead-on-Chip）封装发放弃传统的芯片粘结翻身，而以聚酰亚胺（PI）树脂胶带将IC芯片接合到引脚架下，PGA封装由可以将从底部伸出的引脚以球状

焊点凸块取代而是成为球栅阵列封装（BGA）。

各类典型封装的介绍

DIP双列直插式封装

DIP封装（Dual In-line Package），是一种最简单的封装方式.指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100。DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏管脚。DIP封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。特点是适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。 芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。 最早的4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封装，通过其上的两排引脚可插到主板上的插槽或焊接在主板上。DIP的历史与用途是 采用这种封装方式的芯片有两排引脚，可以直接焊在有DIP结构的芯片插座上或焊在有相同焊孔数的焊位中。其特点是可以很方便地实现PCB板的穿孔焊接，和主板有很好的兼容性。但是由于其封装面积和厚度都比较大，而且引脚在插拔过程中很容易被损坏，可靠性较差。同时这种封装方式由于受工艺的影响，引脚一般都不超过100个。随着CPU内部的高度集成化，DIP封装很快退出了历史舞台。只有在老的VGA/SVGA显卡或BIOS芯片上可以看到它们的“足迹”。

DIP双列直插式封装实物图

PGA针栅阵列封装

在DIP的基础上，为适应高速度、多针脚化（提高引脚密度）而出现了（PGA）封装方式。该技术也叫插针网格阵列封装技术（Ceramic Pin Grid Array Package），由这种技术封装的芯片内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列，根据管脚数目的多少，可以围成2～5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为了使得CPU能够更方便的安装和拆卸，从486芯片开始，出现了一种ZIF CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。该技术一般用于插拔操作比较频繁的场合之下。一般来说，Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。

PGA针栅阵列封装实物图

BGA球栅阵列封装

90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，LSI、VLSI、ULSI相继出现，硅单芯片集成度不断提高，对集成电路封装要求更加严格，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大。为满足发展的需要，在原有封装品种基础上，又增添了新的品种——球栅阵列封装，简称BGA(Ball Grid Array Package)。其特点是I/O引脚数虽然增多，但引脚间距远大于QFP，从而提高了组装成品率，虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，简称C4焊接，从而可以改善它的电热性能，厚度比QFP减少1/2以上，重量减轻3/4以上，寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高，组装可用共面焊接，可靠性高，BGA封装仍与QFP、PGA一样，占用基板面积过大。它的分类有五种：1.PBGA（Plastic BGA）基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。近二年又出现了另一种形式:即把IC直接邦定在板子上，它的价格要比正规的价格便宜很多，一般用于对质量要求不严格的游戏等领域。2. CBGA基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒

装芯片（Flip Chip，简称FC）的安装方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。3.FCBGA基板：硬质多层基板。4.TBGA基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。5.CDPBGA基板：指封装有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。

BGA球栅阵列封装实物图

CSP芯片尺寸封装

CSP(Chip Scale Package)封装，是芯片级封装的意思。CSP封装最新一代的内存芯片封装技术，其技术性能又有了新的提升。CSP封 装可以让芯片面积与封装面积之比超过1:1.14，已经相当接近1:1的理想情况，绝对尺寸也仅有32平方毫米，约为普通的BGA的1/3，仅仅相当于TSOP内存芯片面积的1/6。与BGA封装相比，同等空间下CSP封装可以将存储容量提高三倍。CSP封装内存不但体积小，同时也更薄，其金属基板到散热体的最有效散热路径仅有0.2毫米，大大提高了内存芯片在长时间运行后的可靠性，线路阻抗显著减小，芯片速度也随之得到大幅度提高。其特点是满足了芯片I/O引脚不断增加的需要，芯片面积与封装面积之间的比值很小，极大地缩短延迟时间。

CSP芯片尺寸封装实物图

QFP四侧引脚扁平封装

这种技术的中文含义叫方型扁平式封装技术（Plastic Quad Flat Package），该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数一般都在100以上。

该技术封装CPU时操作方便，可靠性高；而且其封装外形尺寸较小，寄生参数减小，适合高频应用；该技术主要适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线。

QFP（Quad Flat Package）为四侧引脚扁平封装，是表面贴装型封装之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。基材有陶瓷、金属和塑料三种。从数量上看，塑料封装占绝大部分。当没有特别表示出材料时，多数情况为塑料QFP。塑料QFP是最普及的多引脚LSI封装。不仅用于微处理器，门陈列等数字逻辑LSI电路，而且也用于VTR 信号处理、音响信号处理等模拟LSI 电路。引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm 等多种规格。0.65mm 中心距规格中最多引脚数为304。

QFP四侧引脚扁平封装实物图

MCM多芯片模块

多芯片组件是将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装技术。CM是在混合集成电路技术基础上发展起来的一项微电子技术，其与混合集成电路产品并没有本质的区别，只不过MCM具有更高的性能、更多的功能和更小的体积，可以说MCM属于高级混合集成电路产品。

根据IPAS的定义，MCM技术是将多个LSI/VLSI/ASIC裸芯片和其它元器件组装在同一块多层互连基板上，然后进行封装，从而形成高密度和高可靠性的微电子组件。根据所用多层布线基板的类型不同，MCM可分为叠层多芯片组件（MCM -L）、陶瓷多芯片组件（MCM -C）、淀积多芯片组件（MCM -D）以及混合多芯片组件（MCM –C/D）等。

MCM多芯片模块实物图

封装工艺简介

封装制造工序介绍

硅片减薄 硅片切割 芯片贴装 芯片互连 器件装配 成型 打码 上焊锡 切筋打弯 去飞边毛刺

IC封装的制造过程图

硅片减薄技术简介

为了进一步降低生产成本，不前大批量生产所用到的硅片多寸以上（8寸，乃至12寸），由于其尺寸胶带，所用为了硅片不一受到损害，所以其厚度也相应增加，这样就给切割以及捏片带来了困难所以在封装之前，一定对硅片进行减薄工序。目前硅片背面减薄技术主要有磨削、研磨、化学抛光、电化学腐蚀等方法。 硅片切割技术简介

减薄后的硅片会粘在一个带金属环或塑料框架薄膜（常称为蓝膜）上送入划片机进行划片。较老式的划片机是手动操作的，现在一般的划片机都已实现全自动化。划片机同时配备脉冲激光束、钻石尖的花瓶工具或是包金刚石的锯刀。无论是部分划线还是完全割片，锯刀都是最好的，因为它划出的边缘整齐，很少有

碎粒和裂口产生。 芯片贴装技术简介

已切割下来的芯片要贴装到框架的中间焊盘上。焊盘的尺寸要和芯片大小相匹配。如焊盘尺寸太大，则会导致引线跨度带大，在转移成型过程中会由于流动缠身的应力而造成引线弯曲机芯片位移现象。贴装的方式可以是用软焊料、低共熔合金锭焊接到基板上，在塑料封装中最常用的方法是使用聚合物粘结剂黏贴到技术框架上。常用的聚合物是环氧或聚酰亚胺，以Ag（颗粒或薄片）或二氧化铝为填充料，其目的是改善粘结剂的导热性。工艺过程是通过一个自动拾片机（机械手）将芯片精确地放置到芯片焊盘上。用芯片粘结剂粘装工艺过程如下：用针筒或注射器将粘结剂图布到焊盘上，然后用自动拾片机（机械手）将芯片精确地放置到芯片焊盘的粘结剂上面。对于芯片，误差小于25微米，角误差小于0.3度。对15到30微米厚的粘结剂，压力在5牛每平方厘米。 芯片互连技术简介

芯片互连是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属帆布线焊区相连接，常用方法有：引线键合（WB）、载带自动焊（TAB）、倒装芯片焊（FCB）。芯片互连对器件可靠性影响很大。

引线键合（WB）是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基板傻瓜的金属布线焊区用金属细丝下关联接的技术工艺。在塑料封装中，引线键合是主要的互联技术，尽管现在又有了TAB、FC等其它技术，但占主导的还是引线键合技术。在封装中引线主要用金线，其直径一般在0.025毫米到0.032毫米，长在1.5毫米到3毫米而弧圈的高度比芯片所在平面多0.75毫米。现在键合技术有热压焊，热超声焊，超声焊等，这些技术的优点是容易形成球形防止金线氧化。

载带自动焊（TAB）技术在1965年由通用电气公司研究出来的。这是一种优于WB的用于薄型LSI封装的新型芯片互连技术，这种技术主要运用于液晶显示、计算机、录像机等中。TAB的优点是：它的结构轻、薄、短、小，高度小于1毫米；它的电极尺寸、电极与焊区的距比WB大为减少；相应可容纳的I/O引脚数更高；引线R、C、L均匀比WB小的多；采用了互连可对IC芯片进行点老化、筛选和测试；采用了铜箔引线导热、导电好、机械强度高；焊点键合拉力比WB高3

到10倍；实现标准化合自动化从而实现产业规模化生产，提高电子产品的生产效率，也降低了产品的成品。

倒装芯片焊（FCB）是随着工业不断扩展新的领域并改进现有产品。制造商为了消除经典封装和减小尺寸、重量、成本所做的努力，产生了新的替代方法，一般称为芯片尺寸方法，其中一种主要方法就是倒装芯片焊（FCB）。FCB是芯片朝下，芯片焊区直接与基板焊区直接互连的一种方法。而WB和TAB互连都是芯片面向上的安装互连，所以FCB的互连线非常短，互连所产生的杂散电容、电阻、电感均比WB和FCB小很多，从而更利于高频高速的电子产品。气不足之处是：因为芯片面朝下安装互连对工艺操作有一定的难度，另外芯片焊区上要制作凸点所需要的成本也增加了，FCB技术与各材料的匹配问题产生的应力平衡及消除也需要解决。 成型技术简介

芯片连接好之后就到了灌输塑封料的步骤，即将芯片与引线框架“包装”起来。这种成型技术有金属封装，陶瓷封装，塑料封装等，但是从成本的角度和其它多方面的综合角度考虑，塑料封装是最为常用的封装方式。这种封装方式占据了百分之九十的市场。工艺过程如下：将已贴装好的芯片并完成引线键合的框架带至于模具中，将塑封料的预成型块在预热炉中加热，然后放进转移成型机的转移罐中。在转移车成型活塞的压力下，塑封料被挤压到浇道中，并进过浇口注入模腔。塑封料在膜具中快速固化，进过一段时间的保压，使得模块达到一定的硬度，然后用顶杆顶出模块，成型过程就完成了。 去飞边毛刺技术简介

在成型过程中，塑封料可能会从二块模具的合缝中渗出来，流到模块外的框架材料上。若是塑封料只在模块外的框架上形成薄薄的一层，面积也很小，通常称为树脂溢出。若渗出部分较多、较厚，则称为毛刺或是飞边毛刺。造成这样的原因很复杂，一般认为是与模具设计、注模条件及塑封料本身有关。毛刺对于后续工序如切筋打弯会带来麻烦，甚至会导致机器损坏。去飞边毛刺主要方法有介质去飞边毛刺、溶剂去飞边毛刺、水去飞边毛刺等方法。 上焊锡技术简介

对封装后框架外引脚的后处理可以是电镀或是浸锡工艺，该工程是在框架引脚上做保护心镀层，以增加其抗蚀性，并增加其可焊性。电镀时在流水线式的电镀槽中进行，包括首先清洗然后在不同浓度的电镀槽中进行电镀，最后冲淋、吹干、烘干。浸锡的工艺是先去飞边，在去汕、去氧化物，再浸助焊剂、热浸锡，最后清洗、烘干。 切筋打弯技术简介

切筋打弯工艺其实是两道工序，但通常同时完成。所谓的切筋工艺是指切除框架外引脚之间的堤坝以及在家带上连在一起的地方。所谓的打弯工艺是指将引脚弯成一定的形状，以适合装配的需要。 打码技术简介

打码就是在封装模块的定表面印上去不掉的、自己清楚的字母和标识，包括制造商的信息、国家、器件代码等，主要是为了识别并可跟踪。它的方法有很多种，其中最常用的事印码法。它又分为油墨印码和激光印码两种方法。 器件装配技术简介

器件装配的方式有两种，一种是所谓的波峰焊，另一种是所谓的回流焊。波峰焊主要用在插孔式PTH封装类器件装配，而表面贴装式SMT及混合型器件装配则大多使用回流焊。

封装材料介绍

框架材料简介

框架是模塑封装的股价，它主要有两部分组成：芯片焊盘和引脚。其中芯片焊盘在封装过程中为芯片提供机械支撑，而引脚则是连接芯片到封装外的电学通路，每个引脚的末端都与芯片上的一个焊盘通过引线相连，该端称为内引脚，引脚的另一端就是所谓的管脚，它是提供与基板或PCB板的机械和点穴连接。框架的功能是支撑封装器件和塑封料，防止模塑料在引线间突然涌出，为芯片到线路板提供了电及热通道。框架通常是由合金材料制作成的，加工方法一般为冲压法和刻蚀法。因为冲压法的加工精度无法满足，所以一般就用刻蚀法。其工艺步骤为冲压定位孔，双面涂光胶，通过压模板曝光、显影、固化，用化学试剂腐蚀暴

露金属，去除光胶。框架的通常材料是铜合金材料和铁镍合金。在封装中我们只要注意它们的粘接性、热膨胀系数、热导率、强度以及电导率。框架材料在完成成型后还要有框架表面处理工序，一般是镀一层银，其目的就是使框架防止锈蚀，增加它的粘结性和可焊性。 打线结合材料简介

到目前为止，在所有的电子封装中，在所有的互连技术中，引线键合互连技术由于它的技术简单成本低等特点仍然处于主导地位。引线键合的主要材料就是金丝，少量使用了铝丝，以及目前越来越多尝试使用的铜丝和银丝等，特别是在半导体芯片技术中同互连技术的开发，使得铜丝引线键合的研究正在加速进行。

长5毫米、直径1微米的金丝和铜丝封装成本比较

材料 Au Cu Au Cu 引线数 256 256 400 400 丝焊成本（美元） 0.12 0.06 0.19 0.09 芯片粘结剂是芯片贴装使芯片与引线框架产生机械连接所需的材料，并且将芯片工作时产生的热量传到框架，通过框架散发出去。在选择芯片键合材料时要考虑芯片与框架界面的剪切强度、空洞密度、杂质含量、体电阻、热导率、加工性能、成本等问题。而在现代工艺中绝大多数在塑料封装中芯片键合材料为聚合物西片粘结剂，少俩个使用较为便宜的焊料，工艺也更容易自动化，并且可以使用镀银的铜合金材料作为框架。现在被广泛运用的聚合物粘结剂约占据了百分之八十的芯片键合市场。

常用芯片键合焊料的组成和熔点

组分 80%Au/20%Sn 92.5%Pb/2.5%Ag/5%In 97.5%Pb/1.5%ag/1%Sn 95%Pb/5%Sn 88%Au/12%Ge 液态温度（°C） 280 300 309 314 356 固态温度（°C） 280 300 309 310 356 81.4%Au/18.6%Si 98%Au/2%Si 100%Au 92%Sn/8%Sb 65%Pb/25%Sn/10%Sb 363 800 1063 246 236 363 370 1063 236 236 基板材料简介

随着电子产品向着薄轻小型化的发展，BGA、CSP、MCM等半导体封装的市场学苏扩大，基板材料的发展也十分的迅速。从最初的无极基板材料，到现在流行的有机树脂材料，基板的更新也是现在微电子产业向更小更快发展的要素。基板材料主要有：金属、陶瓷、复合物、玻璃、塑料和增强性塑料等。最早使用的基本一般都是无机材料，最有代表性的是陶瓷基板。它的缺点是生产力低下，难于加工。随后又有了有机基板，它的主要组成为环氧树脂、聚酰亚胺、BT树脂等等。它比陶瓷基本所需的成本低，可以设置散热芯板，比陶瓷基本轻，加工的自由度高，可制作大型基板，可利用轻型的基板材料制成带型基材。同时有机基板的缺点是：它与单晶硅片减的热膨胀系数相差较大，这给硅片直接安装造成了困难。 塑封胶材料简介

在微电子封装中所使用的塑料封装材料，通常都是一些绝缘的塑料材料，用于保护电子器件和芯片在框架装配机处理、储存和操作过程中可能的损伤。密封材料包括塑封材料、灌注材料、顶部材料和共形涂层材料等。按材料分类的封装类型：陶瓷封装和金属封装为气密性封装，塑料封装为非气密性封装。最常用的还是塑封料，因为它是最常见的封装成型技术——转移成型技术所采用的材料。所以说，塑封料的基质材料最常见的就是环氧树脂。封装的转移成型化合物的主要成分是环氧树脂、固化剂、固化促进剂、惰性填充料、阻燃剂、脱模剂、耦联剂、着色剂和应力释放剂。

各组分在塑封料的大体含量

环氧树脂 固化剂 10-30% 6% 固化促进剂 惰性填充剂 阻燃剂 脱模剂 偶联剂 着色剂 释放应力添加剂 其它 <1% 60-90% <8% 不定量 不定量 <2% <2.5% <2% 封装可靠性介绍

芯片在完成了封装以后，将会进行可靠性的测试。它所测试的项目有Precon测试、T/C测试、T/S测试、HTST测试、T&H测试、PCT测试。

T/C测试也叫温度循环测试，是由一个热气腔，一个冷气腔组成，腔内分别填充着热冷空气。TS测试是测试封装体抗热冲击的能力，它是在高低温液体中转换，液体的导热比空气快，于是有较强的热冲击力，这样就可以测试了。HTS测试是测试封装体长时间暴露在高温环境下的耐久性实验，它是将产品长时间放置在高温氮气中，然后测试它的电路通断情况。TH测试是测试封装在高温潮湿环境下的耐久性的实验，它是在一个能保持恒定温度和湿度的锅体中进行的。PC测试是对封装体抵抗潮湿环境能力的测试，它与TH测试类同，只是增加了压强环境以缩短测试时间，通常做PC测试实验的工具叫“高压锅”。Precon测试，从半导体封装完成以后到实际再组装，这个产品还有很长一段过程，这个过程包括包装，运输等，这些都会损坏产品，所以我们就需要先模拟这个过程，测试它的可靠性，这就是Precon测试。其实Precon测试前面的T/C测试、TS测试等很多种的测试。