车载SoC芯片封装技术要点与芯片封装清洗介绍

一、车载SoC芯片封装技术要点

（一）适应严苛环境

1. 温度范围

o    车载SoC芯片需要在宽温域下正常工作，通常为 - 40℃~150℃。汽车在不同的地域和工况下会面临极端的温度环境，例如在寒冷的北方冬季启动时温度极低，而在炎热的南方夏季或者发动机舱内温度又会很高。如果芯片不能适应这样的温度范围，可能会出现性能下降、数据错误甚至损坏等问题。所以封装技术要能够保护芯片在这种宽温域下稳定运行，例如采用特殊的散热材料或者隔热结构来保证芯片内部温度处于合适的工作区间。

2. 机械振动和冲击抵抗

o    汽车在行驶过程中会产生机械振动和冲击，这对车载SoC芯片是一种考验。封装需要具备良好的机械稳定性，防止芯片内部的电路连接因为振动和冲击而断开或者产生短路。例如，封装材料的选择要考虑其弹性和韧性，能够吸收和分散机械应力，像一些高性能的树脂材料或者特殊的金属封装结构可以提供较好的机械保护。

3. 电气和电磁兼容性

o    汽车内部存在复杂的电气系统，包括各种电源、电机和电子设备等，会产生大量的电磁干扰。车载SoC芯片的封装要能够抵御这些电磁干扰，同时自身也不能产生过多的电磁辐射影响其他设备。例如，采用屏蔽层来防止外界电磁干扰进入芯片内部，同时合理设计芯片的引脚布局和接地方式，减少电磁辐射的产生，保证芯片在复杂的电气和电磁环境下正常工作。

（二）满足车规级可靠性要求

1. AEC - Q100标准

o    AEC - Q100是汽车电子委员会制定的针对集成电路的车规级标准，涵盖了加速环境压力、加速寿命仿真、封装/组装、芯片制程、电气验证、不良品筛选、腔体封装完整性等关键测试类别。在封装方面，需要满足相应的标准要求，例如封装的完整性要能够通过严格的测试，防止水分、灰尘等进入芯片内部影响芯片性能。封装过程中的工艺控制也要符合标准，如焊接质量、材料的纯度等都要满足AEC - Q100的要求，以确保芯片的可靠性和稳定性，只有通过AEC - Q100认证的芯片才能够被广泛应用于汽车领域。

2. 长寿命设计

o    车规级芯片一般要求较长的设计寿命，通常为15年或20万公里。这就对芯片的封装提出了很高的要求，封装材料要具有良好的耐久性，不会因为长时间的使用而出现老化、变形等问题。例如，某些陶瓷封装材料具有较好的化学稳定性和机械性能，能够在长时间的使用过程中保持对芯片的保护作用，确保芯片在整个生命周期内正常工作。

（三）高性能与集成度支持

1. 多芯片集成需求

o    随着汽车智能化和电动化的发展，车载SoC芯片往往需要集成多个功能模块，如多个处理器内核、硬件加速单元和高速接口等。封装技术要能够适应这种高度集成的需求，例如采用系统级封装（SIP）技术，通过并排排列、堆叠或采用3D封装等方法，将多个独立的芯片和组件紧密集成，从而实现更高的集成度和更小的封装尺寸。这样可以在有限的空间内集成更多的功能，满足汽车电子系统日益复杂的需求，同时也有助于提高芯片之间的数据传输速度和降低功耗。

2. 高速信号传输

o    车载SoC芯片内部有大量的高速信号传输，如处理器与内存之间、不同功能模块之间的数据交互等。封装技术需要提供良好的信号传输通道，减少信号衰减和串扰。例如，采用低介电常数的材料作为信号传输线路的绝缘层，可以提高信号传输速度；合理设计引脚布局和布线规则，能够减少信号之间的相互干扰，保证高速信号的完整性，从而提高芯片的整体性能。

车载SoC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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