Что такое технология упаковки полупроводников?

Технология упаковки полупроводников заключается в упаковке и герметизации микросхем интегральных схем (или полупроводниковых дискретных устройств) в оболочке, чтобы они могли стабильно и надежно работать в требуемой внешней среде и условиях труда. Технологию упаковки полупроводников обычно можно разделить на три процесса: монтаж чипа, соединение проводов и покрытие.

Монтаж чипа: сборка микросхем интегральной схемы на корпусе или выводной рамке. Обычно для сборки чипа и корпуса или выводной рамки в единое целое используется метод связующего материала или сплава. ① Клейкий материал для приклеивания чипа: используйте клейкий материал, чтобы приклеить чип к корпусу, а затем нагрейте его, чтобы клейкий материал затвердел. Существует много типов клеящих материалов. Обычно используемый проводящий клей состоит из эпоксидной смолы и серебряного порошка. После использования его для склеивания чипа и основания корпуса нагрейте его примерно до 200°C, чтобы отвердить эпоксидную смолу. Функция добавления серебряного порошка заключается в улучшении тепло- и электропроводности связующего материала, что помогает чипу распространять тепло через корпус в окружающую среду, а также помогает улучшить проводимость между чипом и основанием корпуса; Серебряная паста — еще один широко используемый клейкий материал. Ее основным компонентом является оксид серебра, который используется для склеивания чипов. После нагревания оксид серебра разлагается, восстанавливается до серебра и затвердевает. ②Склеивание методом сплава: используйте металлический материал для образования сплава между задней частью чипа и основанием корпуса, чтобы чип фиксировался на основании.

Соединение проводов: Также известное как сварка давлением, оно заключается в соединении выводных проводов корпуса с соответствующими частями чипа с помощью металлических нитей, обычно с использованием ультразвуковой сварки давлением или сварки горячим давлением (шаровая сварка золотой проволокой). Обычно используемые нити представляют собой кремний-алюминиевую проволоку и золотую проволоку. Кремний-алюминиевые проволоки соединяются между собой в герметичных пакетах с помощью ультразвуковой сварки давлением, золотые проволоки соединяются между собой в пластиковых корпусах с помощью шаровой сварки или ультразвуковой шаровой сварки (см. Процесс сварки интегральных схем).

Закрытие (или инкапсуляция): Закрытие и герметизация (или формование) корпуса (или выводной рамки), содержащего интегральную схему или чип дискретного устройства. Обычно используемые типы упаковки полупроводников:

1. Металлическая круглая упаковка: в основном используется для упаковки дискретных устройств (например, транзисторов) и линейных интегральных схем. Нижний корпус и круглая крышка изготовлены из ковара. Герметизация крышки заключается в сварке и герметизации круглой крышки и нижнего корпуса под азотной защитой высоким током, после чего проводится проверка на герметичность для обеспечения надежности устройства.

2. Плоский корпус из белой керамики: плоский корпус из белой керамики с металлическим кольцом и металлической крышкой спаян и загерметизирован припоем. Для припоя обычно используются сплавы олова с температурой плавления выше 200°C. После упаковки требуется точное обнаружение утечек с помощью гелиевой масс-спектрометрии и грубое обнаружение утечек с помощью давления фтористого масла. Первый проверяет небольшие утечки, а второй — большие. Устройства, прошедшие течеискатель, обладают хорошей герметичностью и надежностью.

3. Двухлинейный корпус из белой керамики. Подобно плоскому корпусу из белой керамики, он обычно паяется и упаковывается в цепной печи под защитой водорода и азота. Сварочный аппарат с параллельными швами также можно использовать для сварки крышки и корпуса с использованием сильноточного нагрева. Цепная печь имеет высокую эффективность производства и большую производительность, а машина для сварки параллельных швов имеет простое оборудование и низкую стоимость. Обнаружение утечек необходимо после упаковки. Белый керамический пакет обладает хорошей герметизацией и высокой надежностью. Плоские упаковки маленькие и легкие. Однако двойная поточная упаковка облегчает автоматическую загрузку и разгрузку во время производственного процесса, что делает ее подходящей для автоматизированного крупномасштабного производства. Волновую пайку можно использовать для припаивания корпусной схемы с двойным линейным расположением к печатной плате всей машины. Когда монтажная плата проходит над оловянным горшком и вступает в контакт с пиком волны расплавленного припоя, обдуваемым сжатым воздухом, вся сварка может быть завершена, что обеспечивает автоматическую сварку и высокую эффективность производства.

4. Двухлинейная упаковка из легкоплавкого стекла: установите керамическое основание и керамическую крышку, покрытую легкоплавким стеклом. При прохождении через цепную печь легкоплавкое стекло сплавляет крышку и основание со стружкой. пакет целый. Керамика и стекло, используемые в этом типе корпуса, черные, поэтому его еще называют черной керамической упаковкой. Температура заварки такого ракушечного стекла составляет всего более 400 градусов, что значительно ниже температуры плавления обычного стекла, поэтому его называют легкоплавким стеклом. Его стойкость к кислотной коррозии и надежность не так хороши, как у белого керамического корпуса, но его стоимость ниже, чем у белого керамического корпуса. Упакованные устройства также должны быть проверены на герметичность.

5. Пластиковая двухпоточная упаковка. Также называемая пластиковым формованием или пластиковой упаковкой, выводная рама с прикрепленным чипом и сваркой под давлением помещается в упаковочную форму гидравлического пресса для запечатывания пластика. Затем поместите предварительно нагретый пластик (обычно эпоксидную или силиконовую смолу) в полость подачи, и под определенным давлением пластик течет в нагретую полость формы, чтобы затвердеть и завершить упаковку. Обычно используемые гидравлические прессы имеют давление от десятков до более ста тонн. Пресс-форма для инкапсуляции может одновременно формовать от десятков до сотен интегральных схем или более дискретных устройств. Она имеет высокую эффективность производства и подходит для автоматизированного производства. После инкапсуляции интегральная схема должна пройти процессы пост-отверждения, лужения или погружения в олово, а также штамповки и изгиба, но обнаружение утечек не выполняется.

6. Пластиковая однолинейная упаковка: она аналогична пластиковой двухрядной упаковке, но имеет другой внешний вид.