《常用封装技术》课件

常用封装技术课程概述本课程将深入探讨常用封装技术，包括定义、作用、历史发展、通过学习，您将了解封装技术的原理、分类、应用和发展方向，常见形式、材料演进、工艺流程、热管理设计、可靠性分析以及为从事相关领域工作奠定基础未来发展趋势封装技术的定义保护连接将集成电路芯片封装在保护壳体将芯片与外部电路连接，使芯片内，防止外界环境的破坏能够正常工作封装将芯片封装在特定的外形和尺寸内，方便安装和使用封装技术的作用保护芯片提供连接方便使用防止芯片受到机械损伤、潮湿、灰尘、静连接芯片与外部电路，使芯片能够正常工封装后的芯片尺寸和外形固定，便于安装、电等环境因素的破坏作运输和使用封装技术的历史发展1950s1早期的集成电路使用金属罐封装，体积较大，可靠性较低1960s2出现了DIP（双列直插式封装）技术，体积更小，可靠性更高1970s3SOP（小外形封装）技术诞生，进一步降低封装体积，提高集成度1980s4QFP（四边扁平封装）和BGA（球栅阵列封装）技术相继问世，推动了集成电路技术的发展至今1990s5随着技术的进步，出现了LGA（针脚栅格阵列封装）、CSP（芯片尺寸封装）等更先进的封装技术常见的封装形式DIP SOP双列直插式封装，常见于早期的集成电路芯片小外形封装，体积更小，适合高密度集成电路QFP BGA四边扁平封装，具有较高的引脚密度，适合高性能芯片球栅阵列封装，引脚密度更高，适合高集成度的芯片LGA CSP针脚栅格阵列封装，引脚排列更加灵活，适合高性能芯片芯片尺寸封装，封装尺寸接近芯片尺寸，适合高集成度的芯片封装DIP特点成本密度双列直插式封装，引脚排列在芯片两侧，易成本相对较低，适合低端芯片引脚密度较低，适合低集成度的芯片于插拔封装SOP特点成本小外形封装，体积更小，适合高密度成本相对较高，适合中高端芯片集成电路密度引脚密度较高，适合高集成度的芯片封装QFP特点成本四边扁平封装，引脚排列在芯片四边，成本较高，适合高性能芯片具有较高的引脚密度密度引脚密度很高，适合高集成度的芯片封装BGA特点成本球栅阵列封装，引脚为球状，引脚密成本非常高，适合高性能、高集成度度极高的芯片密度引脚密度极高，适合高集成度的芯片封装LGA特点成本针脚栅格阵列封装，引脚排列更加灵成本较高，适合高性能芯片活，方便更换芯片密度引脚密度较高，适合高集成度的芯片封装CSP特点成本芯片尺寸封装，封装尺寸接近芯片尺成本较高，适合高性能、高集成度的寸，适合高集成度的芯片芯片密度引脚密度极高，适合高集成度的芯片材料演进塑料1价格低廉，应用广泛陶瓷2性能优越，价格更高金属3导热性好，适用于高功率芯片塑料封装成本性能应用价格低廉，适合大量生产性能一般，适合低端芯片广泛应用于消费电子、工业控制等领域陶瓷封装成本性能应用价格较高，适合高性能芯片性能优越，耐高温，耐腐蚀适用于高功率、高可靠性要求的应用金属封装成本性能价格较高，适合高端芯片导热性好，适合高功率芯片应用适用于高性能、高功率的芯片，如汽车电子、航空航天领域工艺流程模具制造1根据芯片的尺寸和外形，设计和制造封装模具芯片连接2将芯片连接到封装基板上，并进行引脚连接封装模塑3用封装材料将芯片和基板封装起来，形成完整的封装体焊接测试4对封装后的芯片进行焊接测试，确保芯片的连接和性能贴标打码5对封装后的芯片进行贴标打码，标识芯片的型号、生产日期等信息模具制造设计制造根据芯片的外形和尺寸设计模具结构使用精密加工设备制造模具，确保精度和可靠性测试对模具进行测试，确保模具的尺寸、精度和性能符合要求芯片连接键合引线使用超声波或激光技术将芯片连接到将芯片的引脚连接到封装基板上的引封装基板上脚，形成电气连接测试对芯片连接进行测试，确保连接的可靠性和性能封装模塑材料模塑使用封装材料，如环氧树脂或聚酰胺将封装材料注入模具中，形成完整的树脂，将芯片和基板封装起来封装体固化对封装体进行固化处理，确保封装的强度和可靠性焊接测试焊接测试将封装后的芯片焊接在电路板上，形对焊接后的芯片进行测试，确保连接成电气连接的可靠性和性能检查检查焊接的质量，确保焊接的牢固性和可靠性贴标打码贴标打码将标签贴在封装后的芯片上，标识芯使用激光或喷墨技术在芯片上打码，片的型号、生产日期等信息标识芯片的型号、生产日期等信息验证验证贴标打码的准确性和清晰度，确保信息的完整性和可读性热管理设计散热片设计通风孔设计导热材料选择使用散热片将芯片产生的热量传递到空气在封装体上设计通风孔，帮助空气流通，选择具有良好导热性能的封装材料，帮助中带走热量芯片散热散热片设计材料形状选择具有良好导热性能的材料，如铝根据芯片的形状和功率设计散热片的合金、铜合金等形状，提高散热效率尺寸根据芯片的功率和散热需求设计散热片的尺寸，确保散热片的散热能力通风孔设计位置尺寸在封装体上设计通风孔，帮助空气流根据芯片的功率和散热需求设计通风通，带走热量孔的尺寸，确保通风孔的散热能力形状根据封装体的形状和尺寸设计通风孔的形状，提高通风效果导热材料选择导热系数成本兼容性选择具有良好导热性能的封装材料，帮助芯选择价格合理的封装材料，控制生产成本选择与芯片和基板兼容的封装材料，确保封片散热装的可靠性和性能可靠性分析环境试验机械试验电气试验模拟芯片使用环境，如高温、低温、湿度测试芯片的抗冲击、抗振动性能，确保芯测试芯片的电气性能，如电压、电流、频等，测试芯片的耐受性片在使用过程中能够承受机械冲击和振动率等，确保芯片的正常工作环境试验温度湿度测试芯片在高温、低温环境下的工作测试芯片在高湿度环境下的工作性能，性能，确保芯片的可靠性和稳定性确保芯片的可靠性和稳定性气压测试芯片在高气压、低气压环境下的工作性能，确保芯片的可靠性和稳定性机械试验冲击振动测试芯片在冲击力作用下的抗冲击性测试芯片在振动环境下的抗振动性能，能，确保芯片在使用过程中能够承受确保芯片在使用过程中能够承受机械机械冲击振动跌落测试芯片在跌落时的抗跌落性能，确保芯片在使用过程中能够承受机械跌落电气试验电压电流测试芯片在不同电压下的工作性能，测试芯片在不同电流下的工作性能，确保芯片的正常工作确保芯片的正常工作频率测试芯片在不同频率下的工作性能，确保芯片的正常工作封装技术趋势封装3D1将多个芯片叠加在一起，提高芯片的集成度和性能先进封装2使用更先进的封装技术，如硅穿孔技术、扇出封装技术等，进一步提高芯片的性能和集成度异构集成3将不同类型的芯片集成在一起，实现芯片的功能扩展和性能提升封装3D集成度性能将多个芯片叠加在一起，提高芯片的提高芯片的性能，减少信号延迟，降集成度，实现更高性能低功耗应用广泛应用于高性能计算、人工智能、大数据等领域先进封装技术成本应用使用更先进的封装技术，如硅穿孔技术、扇成本较高，适合高端芯片适用于高性能计算、人工智能、大数据等领出封装技术等，进一步提高芯片的性能和集域成度异构集成功能扩展性能提升将不同类型的芯片集成在一起，实现提高芯片的性能，实现更强大的功能芯片的功能扩展应用广泛应用于高性能计算、人工智能、大数据等领域典型应用案例12消费电子工业控制智能手机、平板电脑、笔记本电脑等工业机器人、数控机床、自动化设备等34汽车电子航空航天汽车发动机控制系统、车身电子控制卫星、飞机、导弹等系统、安全气囊系统等消费电子工业控制汽车电子航空航天。