第八章 陶瓷封装资料

材 料 种 类 （at 1MHz）
92%氧化铝
9.2
96%氧化铝
9.4
99.6%氧化铝
9.9
氮化硅（Si3N4）
7
碳化硅（SiC）
42
氮化铝（AlN）
8.8
氧化铍（BeO）
6.8
氮化硼（BN）
6.5
钻石（高压）
5.7
钻石（CVD）
3.5
玻璃陶瓷
4～8
（ppm/℃） 6 6.6 7.1 2.3 3.7 3.3 6.8 3.7 2.3 2.3
（3）温度/湿度/偏压试验（Temperature/Humidity/Voltage Bias Test）。这种试 验方法也称为THB试验，将IC元器件置于85℃/85%相对湿度的测试腔中，并 在元器件上通入交流负载（通常约5V），它也是所有试验中最严格的一种。 与THB试验相似的试验有：HAST试验（Highly Accelerated Stress Test）， 是将元器件置于100～175℃，50%～85%相对湿度的环境中并加入偏压的试 验；G1应力试验（G1 Stress Test），是将封装元器件置于含氯、硫磺、二 氧化氢、二氧化氮或臭氧等特殊气体环境中的试验。
反应式射出成型工艺能免除传输铸膜工艺的缺点，其优点有： （1）能源成本低； （2）低铸膜压力（约0.3～0.5 Mpa），能减低倒线发生的机会； （3）使用的原料一般有较佳的芯片表面润湿能力； （4）适用于以TAB连线的IC芯片密封； （5）可使用热固化型与热塑型材料进行铸膜。 反应式射出成型工艺的缺点则为： （1）原料须均匀地搅拌； （2）目前尚无一标准化的树脂原料为电子封装业者所接受。
（2）温度循环试验（Temperature Cycle Test）。采用的试验条件有：
① 65～150℃循环变化，在最高与最低温各停留1h； ② 55～200℃循环变化，在最高温与最低温各停留10min； ③ 0～125℃，每小时3个循环变化。温度循环试验可以测量应力对封装结构的影
响，能测出的问题点有连线接点分离、连线断裂、接合面裂隙与芯片表面的 钝化保护层破坏等。
第八章 陶瓷封装
8.1 陶瓷封装简介
陶瓷封装是高可靠度需求的主要封装技术。当今的陶瓷技术已可将烧结的尺寸变 化控制在0.1%的范围，可结合厚膜技术制成30-60层的多层连线传导结构，因此 陶瓷也是作为制作多芯片组件（MCM）封装基板主要的材料之一。 优点： （1）在各种IC元器件的封装中，陶瓷封装能提供IC芯片气密性的密封保护，使其 具有优良的可靠度； （2）陶瓷被用做IC芯片封装的材料，是因其在电、热、机械特性等方面极其稳定， 而且它的特性可通过改变其化学成分和工艺的控制调整来实现，不仅可作为封装 的封盖材料，它也是各种微电子产品重要的承载基板
9.2 塑料封装的工艺
轴向喷洒涂胶工艺的优点如下： （1）成品厚度较薄，可缩小封装的体积； （2）无铸膜成型工艺压力引致的破坏； （3）无原料流动与铸孔填充过程引致的破坏； （4）适用于以TAB连线的IC芯片封装。 轴向喷洒涂胶工艺的缺点为： （1）成品易受水气侵袭； （2）原料黏滞性的要求极苛刻； （3）仅能做单面涂封，无法避免应力的产生； （4）工艺时间长。
缺点： （1）与塑料封装相比较，它的工艺温度较高，成本较高； （2）工艺自动化与薄型化封装的能力逊于塑料封装； （3）其具有较高的脆性，易致应力损害； （4）在需要低介电常数与高连线密度的封装中，其必须与薄膜封装技术竞争
陶瓷与塑料封装的工艺流程 半导体用NTK陶瓷封装材料(封装管壳)
8.2 氧化铝陶瓷封装的材料
9.3 塑料封装的可靠性试验
常用来试验塑料封装的可靠性的方法有下列三种 :
（1）高温偏压试验（High Temperature/Voltage Bias Test）。试验的方法是将 封装元器件置于125～150℃的测试腔中，并使其在最高的电压与电流负荷的 条件下操作，其目的是试验元器件与材料相互作用所引致的破坏。
第九章 塑料封装
塑料封装的散热性、耐热性、密封性虽逊于陶瓷封装和金属封装，但塑料封 装具有低成本、薄型化、工艺较为简单、适合自动化生产等优点，它的应用 范围极广，从一般的消费性电子产品到精密的超高速电脑中随处可见，也是 目前微电子工业使用最多的封装方法。
9.1 塑料封装的材料
热硬化型（Thermosets）与热塑型（Thermoplastics）高分子材料均可应用于 塑胶封装的铸膜成型，酚醛树脂、硅胶等热硬化型塑胶为塑料封装最主要的材 料，它们都有优异的铸膜成型特性，但也各具有某些影响封装可靠度的缺点。 塑料封装的铸膜材料一般由酚醛树脂（Novolac Epoxy Resin）、加速剂 （Accelerator，或称为Kicker）、硬化剂（Curing Agent，或称为Hardener）、 催化剂（Catalyst）、耦合剂（Coupling Agent，或称Modifier）、无机填充剂 （Inorganic Filler）、阻燃剂（Flame Retardant）、模具松脱剂及黑色色素 （Black Coloring Agent）等成分组成。
第十章 气密性封装
气密性封装是集成电路芯片封装技术的关键之一。 所谓气密性封装是指完全能够防止污染物（液体或 固体）的侵入和腐蚀的封装。
3～5
（W/m·℃） 18 20 37 30 270 230 240 600
2000 400
5
（℃） 1 500 1 600 1 600 1 600 2 000 1 900 2 000 >2 000 >2 000 ～1 000 1 000
表8.1 陶瓷材料的基本特性比较
（MPa来自百度文库 ～300 400 620 — 450
350～400 241 — — 300 150
8.3 陶瓷封装工艺
图8.2 氧化铝陶瓷封装的流程
8.4 其他陶瓷封装材料
近年来，陶瓷封装虽面临塑胶封装的强力竞争而不再是使用数量最多 的封装方法，但陶瓷封装仍然是高可靠度需求的封装最主要的方法。 各种新型的陶瓷封装材料，如氮化铝、碳化硅、氧化铍、玻璃陶瓷、 钻石等材料也相继地被开发出来以使陶瓷封装能有更优质信号传输、 热膨胀特性、热传导与电气特性。