车规级智能座舱芯片封装技术要点与芯片封装清洗剂介绍

车规级智能座舱芯片封装技术要点

一、满足车规级可靠性要求

1. 温度适应性

o    汽车工作环境温度范围较宽，从寒冷的冬季到炎热的夏季，芯片封装需要能够承受 -40℃到125℃甚至更宽的温度变化。例如，在发动机舱附近的芯片，由于发动机运行产生的热量，可能会经历高温环境；而在寒冷地区的冬季启动时，又会面临低温环境。为了适应这种温度变化，封装材料的热膨胀系数要与芯片和电路板相匹配，防止在温度变化时产生应力导致芯片损坏或连接失效。一些封装采用特殊的散热结构，如散热片或散热通道，以确保芯片在高温下能有效散热。例如，某些高功率的智能座舱芯片封装采用金属散热片，通过导热胶与芯片紧密连接，将热量快速传导出去。

2. 抗振动和冲击能力

o    汽车在行驶过程中会产生振动，如路面颠簸、发动机运转等。车规级智能座舱芯片封装必须能够抵抗这些振动和可能的冲击。封装结构要具有足够的机械强度，以防止芯片内部的连接线路断裂或焊点松动。例如，采用加固的引脚结构，将芯片引脚与封装外壳牢固连接。同时，封装材料也要具备一定的柔韧性，以吸收振动能量。一些先进的封装技术会在芯片和封装外壳之间使用缓冲材料，如硅胶等，来减轻振动对芯片的影响。

3. 湿度和化学物质抵抗性

o    汽车内部可能存在湿度变化，并且可能会接触到各种化学物质，如油污、清洁剂等。封装材料需要具有良好的防潮性和化学稳定性。例如，采用密封性能好的封装形式，防止水分进入芯片内部导致短路或腐蚀。在封装材料的选择上，要避免使用容易被化学物质侵蚀的材料，以确保芯片在汽车复杂的化学环境下能够长期稳定工作。

二、高性能信号传输

1. 高速信号完整性

o    随着智能座舱功能的不断增加，芯片需要处理大量的高速信号，如视频信号、音频信号以及各种传感器信号等。封装要能够保证这些高速信号的完整性，减少信号失真和衰减。例如，在封装设计中，采用低介电常数的材料来制作线路层，以降低信号传输延迟。同时，合理的布线设计也是关键，要避免信号之间的串扰。例如，通过分层布线、增加信号间距等方式，确保高速信号能够准确无误地在芯片内部和芯片与外部电路之间传输。一些封装还会采用信号屏蔽技术，如在关键信号线路周围添加金属屏蔽层，防止外界电磁干扰对信号的影响。

2. 多信号集成传输

o    智能座舱芯片往往需要集成多种不同类型的信号传输功能，如模拟信号、数字信号、电源信号等。封装要能够有效地将这些不同类型的信号进行隔离和整合，确保它们在传输过程中互不干扰。例如，采用分区布局的方式，将模拟信号区和数字信号区分开，减少数字信号对模拟信号的干扰。同时，在电源供应方面，要保证稳定的电源分配，防止电源波动对芯片性能的影响。例如，在封装内设置多个电源层，通过合理的电路设计来实现稳定的电源供应给不同的芯片模块。

三、小型化与集成化

1. 小型化封装形式

o    为了满足智能座舱对空间的限制要求，芯片封装需要不断朝着小型化方向发展。例如，采用球栅阵列（BGA）封装形式，它可以在较小的封装面积内容纳更多的引脚，从而实现芯片与外部电路的高密度连接。与传统的双列直插式封装（DIP）相比，BGA封装的体积更小，更适合于空间有限的智能座舱应用。此外，系统级封装（SiP）技术也在车规级智能座舱芯片中得到应用，它将多个芯片、无源元件等集成在一个封装内，进一步减小了整体的体积和占用空间，提高了集成度。

2. 多功能集成封装

o    智能座舱芯片封装不仅要实现芯片的物理保护，还要集成一些其他功能。例如，在封装内集成射频（RF）功能，对于支持车联网功能的智能座舱芯片来说非常重要。这样可以减少外部射频元件的使用，简化电路设计，同时也提高了射频信号的传输性能。此外，还可以在封装内集成传感器，如温度传感器，用于实时监测芯片的工作温度，以便进行有效的散热管理和故障预警。

四、车规级智能座舱芯片封装清洗剂选择：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

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