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          一文幫你梳理微電子元器件封裝的過去、現在與未來

          作者:歐朗電子   發布日期:2022-04-01 11:06:46   閱讀量:

          一文幫你梳理微電子元器件封裝的過去、現在與未來(圖1)

          20世紀以來,計算機等通信行業的快速發展,使微電子行業逐漸成為世界上一個重要的產業,于此同時,微電子產業也是我國的一項重要的支柱產業?,F在我們所說的微電子已經逐漸的分離成為設計、制造以及封裝三個獨立的支柱產業,隨著近幾年微電子產業的不斷發展,微電子封裝技術已經成為IT行業的重要技術,也成為微電子產業的重要組成部分。

          所謂微電子封裝技術是指把很多半導體電子原件組裝成為一套完整的封裝體,電源由外界提供。微電子封裝能夠確保IC在正常運作中有效地避免外界的干擾,因此微電子封裝一定要在電子器件上滿足設計的需求,能夠在質量以及可靠性等方面滿足各項指標要求。

          微電子封裝的發展歷程

          微電子封裝的技術種類很多,按照封裝的方式分為通孔入式和表面安裝式。我們把微電子封裝技術的發展分為三個階段:

          第一階段,20世紀70年代,當時微電子封裝技術主要是以插裝型封裝技術為主,到了70年代的后期已經發展成雙列直插封裝技術,這種封裝技術能夠應用在很多地方,比如說模壓陶瓷。

          第二階段,20世紀 80年代其主要微電子封裝技術就是表面安裝技術,在這個時期其封裝技術是相對成熟的,但是由于表面封裝技術在其引線排列上有缺陷,就會使想保持表面上的全部引線共面就有很大的困難。為了解決這種封裝技術上的不足,就出現了另一種新的微電子封裝技術,就是微電子引線扁平封裝技術。這種技術與插裝型封裝技術相比較在封裝大小以及操作上的難易程度都有大幅度的減小。

          第三階段,20世紀 90年代,隨著時代的發展,電子技術的不斷發展以及集成電路技術的不斷進步,許多新技術的不斷出現,這樣對于現存的微電子封裝技術的要求就更加嚴格,同時也出現了由原來的四邊引線封裝技術轉向平面型的發展,這種封裝技術就成為當時運用得比較多的封裝技術,直到90年代的后期,封裝技術的不斷革新,并經過長時間的發展,現在的微電子封裝技術已經逐漸向小型化以及低功耗的方向發展。

          表面封裝技術

          現在微電子封裝技術主要使用的是釬焊技術,其主要的工作原理是把表面上的電子原件釬焊到指定的焊盤上,這樣就使這些原件與焊盤之間實現了具有可靠性的電路功能。釬焊主要有以下兩點特征:

          表面組裝技術采用軟釬焊技術,釬焊中的釬劑能夠有效將金屬表面的雜質去除,這樣就使釬料起到一定的潤滑作用。

          釬焊金屬與釬料之間能夠有效的形成金屬物質,使其在封裝過程中更加的簡便快捷。

          芯片級互聯技術

          芯片級互聯技術是電子封裝技術的基礎,對于電子封裝技術有重要的作用,無論是芯片裝連還是電子封裝技術都是在基板上進行操作,因此這些都能夠運用到互聯的微技術,可以這樣說,微互聯技術是封裝技術的核心。

          現在的微互聯技術主要包含以下幾個:

          ①引線鍵合技術,所謂的引線鍵合技術,其主要的工作內容是把半導體芯片與電子封裝的外部運用一定的手段連接起來的技術。載體自動焊技術是一種有較高水準的互聯技術,其主要的技術內容是按照導體的圖樣用需要的高聚物做成相應的引腳。

          ②將相應的晶片放入對應的鍵合區,最后通過熱電極把全部的引線有序地進行鍵合到目前位置,載體自動焊技術相對其他技術比較成熟,其主要優點是制作成本低,操作簡單。

          ③倒裝芯片技術是現在封裝上的主要技術,其主要特點是把芯片直接倒置放在相應的基片上,這種技術的主要優點是焊區能夠放在芯片的任意地方,這樣就使得芯片的利用率大大地提高,因此倒裝芯片技術在微電子封裝技術上有著至關重要的作用。

          總結

          微電子封裝技術經歷了從插裝型封裝、表面安裝封裝、窄間距表面安裝、焊球陣列封裝、芯片尺寸封裝等幾個發展階段。目前最流行的微電子封裝技術是表面安裝封裝以及芯片尺寸封裝這兩種技術,因為其成本低并且容易操作。表面安裝焊球陣列封裝總體發展方向是:逐漸的采用無鉛焊,這樣有助于保護環境,同時,在電子器件體積的使用上也逐漸偏小。另外,安裝的數量以及難度也隨之增大,因此,對于封裝技術的可靠性現在已經成為研究的新課題。


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