半导体芯片封装的四个阶段与芯片封装清洗
芯片封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。利用一系列技术,将芯片在框架上布局粘贴固定及连接,引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。此概念为狭义的封装定义。通俗的说就是给芯片加一个外壳并固定在电路板上。
更广义的封装是指封装工程,将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程。将前面的两个定义结合起来构成广义的封装概念。
芯片封装是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁,同时还可以起到安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,是半导体制造业的核心技术。
芯片封装的四个阶段
第一阶段芯片封装
20世纪70年代是通孔插装时代,以双列直插封装(DIP)为代表,DIP适合在印刷电路板上穿孔焊接,操作方便。在衡量一个芯片封装技术是否先进的重要指标是芯片面积和封装面积之比越接近于1,这种封装技术越先进。DIP封装因为芯片面积和封装面积之比相差大,故封装完成后体积也比较大,因此在无法满足小型化等要求的情况下而逐步被淘汰。
第二阶段芯片封装
20世纪80年代是表面贴装时代,以薄型小尺寸封装技术(TSOP)为代表,到目前为止依然保留着内存封装的主流地位。改进的TSOP技术依然被三星、现代、Kingston等内存制造商所采用。
第三阶段芯片封装
20世纪90年代出现了跨越式发展,进入了面积阵列封装时代,该阶段出现了球栅阵列封装(BGA)为代表的先进封装技术,这种技术在缩减体积的同时提高了系统性能。其次还有芯片尺寸封装(CSP)、无引线四边扁平封装(PQFN)、多芯片组件(MCM)。BGA技术的成功开发,让一直落后于芯片发展的封装终于追上了芯片发展的步伐,CSP技术解决了长期存在的芯片小,封装大的矛盾,引发了集成电路封装领域的技术革命。
第四阶段芯片封装
进入21世纪,封装技术迎来了三维封装、系统级封装的时代。它在封装观念上发生了革命性的变化,从原来的封装元件概念演变成封装系统,主要有系统级芯片封装(SoC)、微机电系统封装(MEMS)。
从材料介质方面,半导体封装包括金属、塑料、陶瓷、玻璃等。在军工和航天方面,由于芯片工作环境恶劣,所以大部分采用的是金属封装。陶瓷封装在电、热、机械等特性方面极其稳定,并且有较好的气密性保护和优良的可靠度,但与塑料封装相比,它的工艺温度和成本都较高。
芯片封装清洗
芯片封装清洗: 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。
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。
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以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。
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