浅谈芯片封装技术 很多关注电脑核心配件发展的朋友都会注意到，一般新的 CPU 内存 以及芯片组出现时都会强调其采用新的封装形式，不过很多人对封装 并不了解。其实，所谓封装就是指安装半导体集成电路芯片用的外壳， 它不仅起着安放、固定、密封、保持芯片和增强电热性能的作用。 V+CnK��8a� �[�[Wk}96* 而且芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又 通过印制板上的导线与其他器件建立连接，从而实现内部芯片与外部 电路的连接。因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片 电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面，封装后的芯片也更便于 安装和运输。 ^[-,GWpi ! )�[%q~l*S: 由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之 连接的 PCB(印制电路板)的设计和制造，因此它是至关重要的。 因 此，封装对 CPU 以及其他芯片都有着重要的作用。 FT}�u;&J}6 mZi$#` b! 封装时主要考虑的因素：芯片面积与封装面积之比为提高封装效 率，尽量接近 1：1。引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远， 以保证互不干扰，提高性能。基于散热的要求，封装越薄越好。下面， 就让我们通过图例，来了解一下一些比较有代表性的封装的具体情况 吧。 S�4|~�f�� << O���-�� 一、CPU 的封装方式 *go}AyJIbm �m4/'<�;C@ CPU 封装是 CPU 生产过程中的最后一道工序，封装是采用特定 的材料将 CPU 芯片或 CPU 模块固化在其中以防损坏的保护措施， 一般必须在封装后 CPU 才能交付用户使用。 |U " {vUtm 6A/9 �G/[B CPU 的封装方式取决于 CPU 安装形式和器件集成设计，从大的 分类来看通常采用 Socket 插座进行安装的 CPU 使用 PGA(栅格阵列) 方式封装， 而采用 Slot x槽安装的 CPU则全部采用 SEC(单边接插盒) 的 形 式 封 装 。 现 在 还 有 PLGA(Plastic Land Grid Array)、 OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激 烈，目前 CPU 封装技术的发展方向以节约成本为主。下面我们就一 起来看看几种有代表性的 CPU 封装方式。 ',VEP�wNcW )@[!�_]H<1 1、早期 CPU 封装方式 *~ 3xWjb4 (F8E�HR �5 CPU 封装方式可追朔到 8088 时代，这一代的 CPU 采用的是 DIP 双列直插式封装。DIP(DualIn－line Package)是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(IC)均采用这种封 装形式，其引脚数一般不超过 100 个。采用 DIP 封装的 CPU 芯片有
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发光二极管封装结构及技术（1） 1、LED 封装的特殊性 LED 封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊 性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电 气互连。而 LED 封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出：可见光的功能，既有 电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于 LED。 LED 的核心发光部分是由 p 型和 n 型半导体构成的 pn 结管芯，当注入 pn 结的少数载流子 与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但 pn 结区发出的光子是非定 向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来， 这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求 提高 LED 的内、外部量子效率。常规 Φ5mm 型 LED 封装是将边长 0.25mm 的正方形管芯粘 结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连， 负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收 集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状， 有这样几种作用：保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂)， 起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯内 部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次 反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管 芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管芯发出 光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响 是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。 若采用尖形树脂透镜，可使光集中到 LED 的轴线方向，相应的视角较小；如果顶部的树脂透 镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。 一般情况下，LED 的发光波长随温度变化为 0．2-0．3nm／℃，光谱宽度随之增加，影 响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经 pn 结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近， 温度每升高 1℃，LED 的发光强度会相应地减少 1％左右，封装散热；时保持色纯度与发光 强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数 LED 的驱动电流限制在 20mA 左右。但是，LED 的光输出会随电流的增大而增加，目前，很多功率型 LED 的驱动电 流可以达到 70mA、100mA 甚至 1A 级，需要改进封装结构，全新的 LED 封装设计理念和低 热阻封装结构及技术，改善热特性。例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能好的银胶， 增大金属支架的表面积，焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外，在应用设计中， PCB 线路板等的热设计、导热性能也十分重要。 进入 21 世纪后，LED 的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，红、橙 LED 光效 已达到 100Im／W，绿 LED 为 501m／W，单只 LED 的光通量也达到数十 Im。LED 芯片和 封装不再沿龚传统的设计理念与制造生产模式，在增加芯片的光输出方面，研发不仅仅限于 改变材料内杂质数量，晶格缺陷和位错来提高内部效率，同时，如何改善管芯及封装内部结 构，增强 LED 内部产生光子出射的几率，提高光效，解决散热，取光和热沉优化设计，改进 光学性能，加速表面贴装化 SMD 进程更是产业界研发的主流方向。 2、产品封装结构类型 自上世纪九十年代以来，LED 芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，透明衬底梯形 结构、纹理表面结构、芯片倒装结构，商品化的超高亮度(1cd 以上)红、橙、黄、绿、蓝的 LED 产品相继问市，如表 1 所示，2000 年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应用。LED 的上、 中游产业受到前所未有的重视，进一步推动下游的封装技术及产业发展，采用不同封装结构 形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多种系列，品种、 规格的产品。 LED 产品封装结构的类型如表 2 所示，也有根据发光颜色、芯片材料、发光亮度、尺寸大 小等情况特征来分类的。单个管芯一般构成点光源，多个管芯组装一般可构成面光源和线光 源，作信息、状态指示及显示用，发光显示器也是用多个管芯，通过管芯的适当连接(包括串 联和并联)与合适的光学结构组合而成的，构成发光显示器的发光段和发光点。表面贴装 LED
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《在中国投资开发及生产微电子.集成电路.光导纤维封装材料项目计划书》 项目名称：在中国投资开发及生产微电子/ 集成电路/光导纤维封装材料项目 一、项目概况(项目所依据的前期成果，转化的必要性，国内外现状、水平及发展趋势， 主要内容简介)： 1. 概 况 九十年代以来，发达国家的发展证明实现社会信息化及网络化的关键在于大力开发及应 用各种计算器及微电子设备（保括光线通讯设备）。这些微电子设备的基础都是集成电路。 集成电路是现代信息社会经济发展的基础和核心。特别是个人计算器、手机以及互连网 的迅速普及，世界微电子市场需求平均以每年 15%的速度增长。未来 15 年，全球微电子销 售将保持年均 9.7%的增长速度。仅就集成电路而言，2000 年我国的需求已达 232 亿块， 而国内目前自给量仍不足 10%，如果今后 10 年内，我国 GDP 的平均增长率为 7%，则集成 电路消费量的增长率为 30%以上。据此预测，到 2010 年，我国集成电路市场需求将达到 1230 亿美元，约占当时世界集成电路销售总量的 13%，如此巨大的产能落差，使得中国成 为集成电路产业投资热点。未来三到五年,10 到 12 条 8~12 英寸晶园生产线将在我国上海， 天津，北京等地投产并将生产出大量多用途晶园。 将这些晶园加工成集成电路模块及微电子器件需要大量特殊封装材料。到目前为止，中 国微电子封装材料工业几乎是零，IC 封装所用材料全部依靠进口。迅速建立中国封装材料 工业，大力开发及生产高性能封装材料已成为发展中国微电子工业的当务之急。非常明显， 无论微电子产品怎样更新换代，都需要封装材料，可以毫不夸张的说，微电子封装材料工业 在中国有非常广阔的市场。 2. 技术转化内容简介 本项目转化内容基于何枫博士及其所创立的 SPT Materials 公司的技术资源而产生。 在近 10 年从事微电子封装材料的开发过程中，何枫博士有意识的收集了世界微电子封装材 料公司的工业配方和加工工艺并在其基础上加以改造创新。这些技术转化内容包括 · 生产微电子封装材料（厚膜材料、芯片粘接材料、Encapsulant 材料及光导纤 维器件封装材料）的配方及制造工艺共 72 项；这些材料的技术参数均达到当今世界先进水 平; · 生产上述微电子封装材料加工工艺流程及测试技术参数; · 生产上述微电子封装材料所需加工设备及测试设备的采购、安装、与调试; · 与产品相关的原材料的来源及价格信息; · 主要微电子封装材料的市场销售信息和相关经验。 SPT Materials 公司拥有以上全部技术。其知识产权体现于它所拥有的技术秘密和商 业秘密（即 Know-how & Trade secrets）。 二、项目转化内容(项目的试验内容，工艺、技术路线，主要技术及需解决的技术关键)： 本项目转化内容为生产微电子封装材料（厚膜材料、集成电路芯片 Encapsulant 材 料及光导纤维器件封装材料）的配方及加工工艺流程及测试技术参数。 1. 项目转化内容 1.1 BGA/CSP 芯片粘接材料(Die Attach Materials) ﹐两个配方。 这些材料用于将芯片于基片的连接。主要材料特性包括导电、导热、低热膨胀系数、及 高可靠性。取决于不同应用及不同工艺，材料的配方也相应不同。 1.2 COB 芯片包封材料(Chip On Board (COB)Encapsulant) 一个配方。 用于芯片机械及环境保护，要求材料具有低线性膨胀系数以及高纯度等特性。 1.3 低应力芯片包封材料(Low Stress Encapsulant) 一个配方。 用于包封对应力敏感芯片。 1.4 高聚物表面封料(Polymer Overcoats)﹐共六个配方。 1.5 UV 固 化 光 纤 器 件 封 装 材 料 (UV Curable Fiber Optic Packaging Materials) ﹐共三个配方。 光导纤维器件是近年来发展起来的新兴工业， UV 固化技术特别适应于此市场。在未来 十年内，随着光纤通信及数据通信以及计算器网络化的发展，适合于光纤系统的封装材料必 然有巨大的市场潜力。 厚膜材料是技术性非常高的材料，材料的各种物理特性和材料的配方密切相关。在未来 十年内，厚膜电路工业在中国将以高速度增长。本项目将要转化的厚膜技术包括 1.6 厚膜导体材料 (Thick Film Conductors)﹐共十七个配方。 1.7 厚膜电阻 (Thick Film Resistors)﹐共六个配方。 1.8 厚膜电位电阻 (Thick Film Potentiometers)﹐共七个配方。 1.9 厚膜浪涌保护电阻 (Thick Film Surge Protection Resistors)﹐共十个 配方。 1.10 厚膜热敏电阻 (Thick Film PTC/NTC Thermistors)﹐共九个配方。 1.11 厚膜电感与介电材料(Thick Film Dielectrics)﹐共十一个配方。 2. 工艺/技术路线/工工艺流程 微电子封装材料可概括为两大类﹐一类为厚膜材料﹐另一类为聚合材料。这些材料加工
分类：安全管理制度 行业：建筑加工行业 文件类型：Word 文件大小：182 KB 时间：2026-03-08 价格：¥2.00
无铅化挑战组装和封装材料 用镂板印刷或电镀制作的晶圆凸点，显示了无铅在倒装芯片和芯 片级封装和组装领域的可行性。 无铅是 90 年代末期发自日本的信息，而今已经被欧洲联盟以严 格的法律加以响应。铅的毒性已经广为人知，人们虽然仍在争论电子 元件中的铅是否真的对人类和环境造成威胁，但人们已经更为关注废 弃的电子器件垃圾中铅的渗透并产生的污染。另外，含铅器件的再利 用过程中有毒物质的扩散也是一个关注的热点。大多数可行的替换方 案并不是类似于铅毒性的威胁，而是对环境的其它负面影响，例如， 高熔点意味的高能耗。当然，使用先进的设备和新的回流焊温度设置 在某种程度上也许有可能得到高熔点低能耗的效果。另外，如果用含 银的材料来替代铅锡焊料，会产生另一个负面的对生态环境的影响， 那就是需要大量开采和加工贵重的金属矿石。 立法规定最后期限 历经了数年的磋商和议论之后，现在有 25 个欧洲联盟成员国， 已经在执行禁止在电子器件中使用铅的法律。2006 年 7 月 1 月开始， 所有用于欧洲市场的电子产品必须是无铅的，包括信息和通讯技术设 备、消费类电子、家用电器等等。 该项法律也规定了多项例外。用于服务器、存储器、以及特种网 络设施的焊料，到 2010 前仍然可以含铅。另外，含铅量超过 85％的 焊料也不在此项规定之列。欧洲委员会还在启动一项针对更多免责的 评估，比如用于高端PC处理器的倒装芯片封装的互连中的含铅焊料。 大多数这种互连是将高度含铅的 C4 焊球。欧盟关于铅等危险物的限 制原则是尽量替换铅，只有在“技术上无法替换”时才可以使用铅。指 令的适用范围有时定义得也不太明确。例如，消费电子不可以用铅， 而汽车电子可以，那么，汽车内的收音机怎么办？目前允许汽车收音 机含铅，但是还有些类似情况仍然有待进一步裁决。 欧联的无铅法律将影响全球的电子产业，一来是由于供应链的全 球化，再者也是由于在其它国家已经开始有类似的法律。例如，中国 已经提出了禁止同样物质的类似法律，而且最后期限也设定为 2006 年 7 月 1 日。 为了实现无铅化，人们需要对倒装芯片封装、晶圆级封装、SMT 和波峰焊进行广泛的材料研究和工艺评价。我们已经着手为板上倒装 芯片和芯片级封装技术研究合适的材料和工艺。
分类：安全管理制度 行业：其它行业 文件类型：Word 文件大小：128 KB 时间：2026-03-09 价格：¥2.00
倒裝焊与晶片級封裝技術的研 究 Why Flip Chip? ◼ Better manufacturing yield than wirebond for high pin-count chips. 對于高密度引腳芯片，成品率优于丝键合。 ◼ Faster manufacturing through-put than wirebond for high pin-count chips. 對于高密度引腳芯片，生产效率高于丝键合。 ◼ More reliability than wirebonded chips. 可靠性优于丝键合封装芯片。 ◼ Better electrical characteristics (less inductance) for high-speed chips. A must for RF, optoelectronics, high-speed digital (>500MHz). 对于高速芯片，具有良好的电学性能。
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