1、厚膜电路的封装厚膜电路在完成组装工序后，通常还需要给予某种保护封装，以免受各种机械损伤和外界环境的影响，并提供良好的散热条件，保证电路可靠地工作，封装除对混合电路起机械支撑、防水和防磁、隔绝空气等的作用外，换具有对芯片及电连线的物理保护、应力缓和、散热防潮、尺寸过度、规格标准化等多种功能。电路可以采用金属、陶瓷、玻璃和树脂等封装。厚膜电路的一个优点就是它能在封装保护较差的条件下正常地工作。金属封装按外壳的材料分类 陶瓷封装塑料封装气密性封装：是对工作环境气密的保护，金属封装和陶瓷封装属该封装。非气密性封装：则是可以透气的，塑料封装一般为该封装。一、封装材料：厚膜集成电路封装的作用之一就是对芯片
2、进行环境保护，避免芯片与外部空气接触。因此必须根据不同类别的集成电路的特定要求和使用场所，采取不同的加工方法和选用不同的封装材料，才能保证封装结构气密性达到规定的要求。按外壳材料分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装等。集成电路早起的封装材料是采用有机树脂和蜡的混合体，用充填或灌注的方法来实现封装的，显然可靠性很差。也曾应用橡胶来进行密封，由于其耐热、耐油及电性能都不理按气密性分类想而被淘汰。目前使用广泛、性能最为可靠的气密密封材料是玻璃-金属封接、陶瓷- 金属封装和低熔玻璃-陶瓷封接。处于大量生产和降低成本的需要，塑料模型封装已经大量涌现，它是以热固性树脂通过模具进行加热加压来完成的，其
3、可靠性取决于有机树脂及添加剂的特性和成型条件，但由于其耐热性较差和具有吸湿性，还不能与其他封接材料性能相当，尚属于半气密或非气密的封接材料。 全密封封装适合于高可靠性应用。通常，全密封的漏气率应不大于 10-8cm3/S。为了保证密封的高质量，首先必须可靠地气密密封全部外引线，待电路板接入外壳后，再要求对壳底和壳盖进行优质焊接。在气密封装中，典型的密封组合主要有金属之间、金属和陶瓷之间、金属和玻璃之间及陶瓷之间的密封。序号 形式 方法1 金属-金属封接如金属外壳，目前最常用的方法是电路熔焊法，此外还可用锡焊、冷压焊和电子束、激光熔焊等。2金属-陶瓷间封装要求陶瓷上密封部分进行金属氧化，可采用
4、Mo-Mn 导体浆料在陶瓷表面涂敷金属化层，然后选择适当的焊料，使金属与陶瓷的金属化部位相封接。3金属-玻璃的封装主要应用在以金属为主体的封装结构中，作为封接材料的金属与玻璃，其热膨胀系数必须匹配。4 陶瓷-陶瓷封装陶瓷间的密封主要采用低熔点玻璃封装或用焊锡法，焊接已金属化的陶瓷。二、厚膜电路的封装技术厚膜电路的封装有气密封装和非气密封装两种。气密封装采用金属、陶瓷或玻璃做封装材料；非气密封装是用有机材料封装，也称树脂封装。厚膜电路的主要封装技术序号 类型，项目 密封方法 密封材料电阻熔焊（对焊） 镍、金属软焊法 金- 锡、金-硅焊料金- 锗焊料1 气密封装低熔点玻璃法 硼硅酸铅玻璃、硼硅酸锌
5、玻 璃树脂粘接法 双酚系环氧树脂2 非气密封装 局部封装法 热固性（液态、固态）环氧树脂、硅酮树脂凝胶状硅酮树脂灌注法 热固性（液态、固态）环氧 树脂、硅酮树脂浸渍法 热固性（液态、固态）环氧 树脂、硅酮树脂模压法 热固性（液态、固态）环氧 树脂、硅酮树脂2.1 单芯片封装单芯片封装分气密性封装型和非气密性封装型两大类：前者包括金属外壳封接型、玻璃封接型（陶瓷盖板或金属盖板） 、钎焊（Au/Sn 共晶焊料）封接型；后者包括传递模注塑料型、液态树脂封装型、树脂块封装型等。2.2 多芯片封装MCM 封装也可按其气密性等级，分为气密封装和非气密封装两大类。非气密封装的代表是树脂封装法、依树脂的加入不
6、同，进一步分为注型法、浸渍法、滴灌法及流动浸渍法等；气密性封装包括低熔点玻璃封接法、钎焊封接法、缝焊封接法及激光熔焊法等。1、.气密性封装（1）钎焊气密封装技术钎焊气密封接是通过钎焊将金属外壳固定在多层布线板上，将 IC 芯片与外气绝缘。为了利用钎焊实现气密封接的目的，要求焊料与被钎焊材料之间具有良好的浸润性，通常采用 Sn63/Pb37 焊料。为了钎焊金属封装外壳，需要在多层布线板表面的四周，形成于外壳相匹配、用于钎焊连接的导线图形。该导体图形与焊料间应有良好的浸润性，且与焊料的互扩散尽量小，一般是通过厚膜法，采用 Cu 浆料印刷。对于氧化铝陶瓷多层共烧基板来说，一般在 W 导体层上电镀 N
7、i/Au。以达到良好的浸润性。金属外壳与多层布线板的热膨胀系数一般是不同的，因此对氧化铝布线来说，最好选用可伐合金外壳，但可伐合金与焊料间的浸润性不好，通常金属外壳也需要电镀 Ni、/Au或 Sn，以改善其浸润性。钎焊封接的金属外壳封装便于分解、重装，一般可保证在 10 次以上。因此，这种封接可用做通常气密性封装后半导体元件的初期不良品筛选。钎焊封接中采用助焊剂按，焊接过程中产生残渣，清洗助焊剂的三氯乙烷等有机清洗剂破坏臭氧层，不利于环保。（2）激光熔焊封接技术激光熔焊适用于大型 MCM 及外形复杂的 MCM，并能保证高可靠性。其工艺过程如下：先在多层布线板的设定位置上，由 Ag 焊料固定作为
8、熔焊金属基体的焊接环，将金属外壳扣在焊接环上，使两者处于紧密接触状态，用激光束照射紧密部位，焊接环及与其密接部位的外壳金属同时熔化，经冷却完成气密封接。由于相同金属间便于熔焊，一般情况下焊接环与外壳都采用可伐合金。（3）缝焊封接现有的缝焊焊机的功率有限，只能焊比较薄（厚度约 0.15mm）的金属盖板，不能用于大型 MCM，为了对大型 MCM 采用较厚的（0.250.5mm）的金属盖板进行熔焊封接，需要采用激光熔焊法。采用缝焊封接时，先用环氧树脂及焊料等粘结剂，将陶瓷布线板支持固定在金属外壳中，二粘结剂在散热性及耐机械冲击性等方面都存在问题，为解决这些问题，可以在陶瓷布线板上，通过银浆料，粘结固
9、定于布线板热膨胀系数基本相等的可伐或 Fe/Ni42 合金等密封环，并作为激光熔焊时的金属基体。2、非气密封装非气密封装是以树脂材料为主的封装结构，其防潮性差，气密性不及金属、陶瓷和玻璃材料，但由于其封装所用设备简单，材料低廉，加工方便，易于实现自动化生产等，因而已广泛应用于低成本厚膜电路的封装。涂布法 浸渍法 滴灌法用毛刷蘸取液态树脂，在元件上涂布，经加热固化完成封装将元件在液态树脂中浸渍，当附着的树脂达到一定厚度时， ，加热固化将液态树脂滴于元件上，经加热固化完成封装环氧树脂，硅树脂 环氧树脂，酚树脂 环氧树脂，硅树脂手工作业，不可控制的因数很多，不适合批量生产设备简单，价格便宜适合于多品
10、种小批量封装制作几种封装方法的特征对比序号 封装方法 树脂封装发 钎焊封装法 缝焊封装法 激光熔焊法1 拆装返修性 2 耐湿性 3 耐热性 4 耐热冲击性 5 散热性 6 耐机械冲击性 7 外形形状尺寸适应性 8 大型化 9 价格 10 环保特性（无清洗，无铅化） 三、厚膜电路的几种封装介绍：1、BGA(球形阵列封装) 球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用 以 代替引脚，在印刷基板的正面装配 LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚可超过 200，是多引脚 LSI 用的一种封装。 封装本体也可做得比 QFP(四侧
11、引脚扁平封装)小。2、CLCC(陶瓷封装) 带引脚的陶瓷芯片载体，表面贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形 。 带有窗口的用于封装紫外线擦除型 EPROM 以及带有EPROM 的微机电路等。 3、COB(板上芯片封装) 板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与 基 板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用 树脂覆 盖以确保可靠性。虽然 COB 是最简单的裸芯片贴装技术，但它的封装密度远不如 TAB 和 倒片 焊技术。 4、DIP(双列直插式封装) 双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有
12、塑料和陶瓷两种。 DIP 是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑 IC，存贮器 LSI，微机电路等。 5、SIP(单列直插式封装) 单列直插式封装。引脚从封装一个侧面引出，排列成一条直线。当装配到印刷基板上时 封 装呈侧立状。引脚中心距通常为 2.54mm，引脚数从 2 至 23，多数为定制产品。封装的形状各异也有的把形状与 ZIP 相同的封装称为 SIP6、LGA(触点阵列封装 ) 触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现 已 实用的有 227 触点(1.27mm 中心距)和 447 触点(2.54mm 中心距)的陶瓷 LGA，应用于高速 逻辑 LSI
13、 电路。LGA 与 QFP 相比，能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚另外，由于引线的阻抗小对于高 LSI 是很适用的。但由于插座制作复杂，成本高，现在基本上不怎么使用。预计今后对其需求会有所增加。 。 7、PLCC(塑料封装 ) 带引线的塑料芯片载体。表面贴装型封装之一。引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形是塑料制品。现在已经普及用于逻辑 LSI、DLD(或程逻辑器件)等电路。引脚中心距 1.27mm，引脚数从 18 到 84。J 形引脚不易变形，比 QFP 容易操作，但焊接后的外观检查较为困难。PLCC 与 LCC(也称 QFN)相似。以前，两者的区别仅在于前者用塑料，后者用陶瓷。 8、
14、QFP( 扁平四边形封装) 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。 。 9、COB(板上芯片封装) 通过基板将 IC 裸片固定于印刷线路板
15、上。也就是是将芯片直接粘在 PCB上用引线键合达到芯片与 PCB 的电气联结然后用黑胶包封。COB 的关键技术在于 Wire Bonding（俗称打线）及 Molding（封胶成型） ，是指对裸露的机体电路晶片(IC Chip)，进行封装，形成电子元件的制程，其中 IC 藉由焊线(Wire Bonding)、覆晶接合(Flip Chip)、或卷带接合(Tape Automatic Bonding；简称（TAB) 等技术，将其 I/O 经封装体的线路延伸出来。 常见集成电路的封装序号 名称 图片 说明1 金属圆形封装 To99最初的芯片封装形式。引脚数8-12，散热好，价格高，屏蔽性能良好，主要
16、用于高档产品。2 塑料 ZIP型封装引脚数 3-16，散热性能好，多用于大功率器件，材质：P3 单列直插式封装SIP引脚中心距通常为 2.54mm，引脚数 2-23，多数为定制产品，造价低且安装便宜，广泛用于民品。材质：P4 双列直插式封装DIP绝大多数中小规模 IC 采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100 个。适合在 PCB 板上插孔焊接，操作方便，塑封 DIP 应用最广泛。材质：P 、C5 双列表面安装式封装 SOP引脚有 J 型和 L 型两种形式，中心距一般分 1.27mm 和 0.8mm两种，引脚数 8-32，体积小，是最普及的表面贴片封装。6 PQFP 塑料方型扁平式封装芯片引脚
17、之间距离很小，管脚很细，一般大功率或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在 100 个以上，适用于高频线路，一般采用 SMT 技术在PCB 板上安装。7 PGA 插针网格阵列封装插装型封装之一，其底面垂直引脚量阵列装排列，一般要通过插座与 PCB 板连接引脚中心距通常为 2.54mm，引脚数从 64 到447 左右，插拔操作方便，可靠性高，可适应跟高的频率。8 BGA 球栅阵列封装表面贴装型封装之一，其底面按阵列方式制作出球形凸起点用以代替引脚，适应频率超过100MHz，I/0 引脚数大于208pin，电热性能好，信号传输延迟小，可靠性高。9 PLCC 塑料有引线芯片载体引脚从封装的
18、四个侧面引出，呈J 字型，引脚中心距 1.27mm，引脚数 18-84，J 形引脚不易变形，但焊接后的外观检查较为困难。10 CLCC 陶瓷有引线陶瓷封装，其他同 PLCC芯片载体11 LCCC 陶瓷无引线芯片载体芯片封装在陶瓷载体中，无引线的电极焊端排列在底面的四边，引脚中心距 1.27mm，引脚数18-156，高频特性好，造价高，一般用于军品。12 COB 板上芯片封装裸芯片贴装技术之一，俗称“软封装” ，IC 芯片直接黏贴在 PCB板上，引脚焊在铜箔上并用黑塑胶包封，形成“绑定”板，该封装成本最低，主要用于民品。13 SIMM 单列存贮器组件通常指插入插座的组件，只在印刷羁绊的一个侧面附近配有电极的存贮器组件，有中心距为2.54mm 和中心距为 1.27mm 两种规格。14 FP 扁平封装 LQFP 薄型 QFP封装本体厚度为1.4mm15 HSOP 带散热器的 SOP CSP 芯片缩放式封装芯片面积与封装面积之比超过 1:1.14目前世界上产量较多的几类封装序号 封装1 SOP（小外形封装） 5557%2 PDIP（塑料双列封装） 14%3 QFP（PLCC ） （四边引线扁平封装） 12%4 BGA（球栅阵列封装） 45%IC 封装的生命周期
