陶瓷封裝在IC產(chǎn)業(yè)鏈中的主要應(yīng)用是為IC設(shè)計(jì)電路功能及其版圖驗(yàn)證、設(shè)計(jì)方案優(yōu)選和可靠性分析提供快速的驗(yàn)證服務(wù)。

隨著晶圓（芯片）生產(chǎn)線投資上升、規(guī)模增大，其風(fēng)險(xiǎn)也增大，怎樣才能保持生產(chǎn)線的加工能力和技術(shù)質(zhì)量控制水平不斷提高是其重要任務(wù)，而陶瓷封裝為其提供了很好的手段。晶圓制造的其他評(píng)價(jià)（如柵、互連通孔等）均可利用陶瓷封裝來(lái)進(jìn)行，而塑料封裝因不耐高溫和試驗(yàn)后還需精心去表面的包裹物，其費(fèi)用也很高，陶瓷封裝的優(yōu)勢(shì)即刻體現(xiàn)出來(lái)。

陶瓷封裝優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

芯片設(shè)計(jì)公司對(duì)其多目標(biāo)的IC需進(jìn)行快速封裝，其封裝能在不需繁雜的專業(yè)處理即可直接分析，甚至提供用戶進(jìn)行試用評(píng)價(jià)，在目前高可靠的封裝方面其首選是陶瓷封裝。陶瓷封裝具有縮短IC電路測(cè)試分析的周期、承受高溫、便于電路流片后功能異常等分析優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)IC芯片局部存在某特定的問(wèn)題時(shí)，有時(shí)又不可能肯定問(wèn)題所在，如重新制版流片，不僅費(fèi)用高而且周期長(zhǎng)，這時(shí)最好的方式是將有疑問(wèn)地方的鈍化層局部剖開(kāi)，切斷互連線或重新連線用探針測(cè)試分析線路等，使問(wèn)題在最快、最低的成本內(nèi)尋找到，采用陶瓷封裝可為尋找問(wèn)題提供方便。

IC產(chǎn)業(yè)鏈中的陶瓷封裝工藝流程

陶瓷封裝的主要流程包括減薄、劃片、X-RAY無(wú)損檢查、芯片強(qiáng)度抗拉/剪強(qiáng)度測(cè)試、等離子清洗、引線鍵合、鍵合檢查、封帽前內(nèi)部檢查、氣密性檢查、X-RAY無(wú)損檢查、成型、外觀檢查等。

陶瓷封裝主要形式

目前，陶瓷封裝的主要形式有陶瓷雙列直插封裝CDIP、陶瓷針柵陣列CPGA、玻璃熔封（CerDIP，已逐漸被陶瓷雙列直插封裝取代而不常使用，因其封裝過(guò)程中需電鍍，使工序加工時(shí)間延長(zhǎng)）、陶瓷無(wú)引線載體CLCC、陶瓷四方扁平CQFP、陶瓷四邊無(wú)引線外殼CQFN、陶瓷扁平CFP等。

陶瓷封裝所需材料

陶瓷封裝材料一般要具備與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)，同時(shí)具有很好的散熱性能。而廣義的陶瓷封裝材料指除芯片以外，封裝體中剩下的所有部分，包括封裝外殼、基板、鍵合線、粘結(jié)材料、引線框架、封裝體底部焊點(diǎn)、散熱片等。下面一起來(lái)看看幾種在陶瓷封裝中需要應(yīng)用到的較為常見(jiàn)的材料。

① 陶瓷封裝外殼

陶瓷封裝外殼主要對(duì)芯片和引線框架起到密封和保護(hù)的作用，通常需要具有與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)，散熱性較好且與內(nèi)部器件的黏結(jié)性較好。目前而言，在導(dǎo)熱和可靠性要求較高的場(chǎng)合，會(huì)采用陶瓷封裝，比如一些軍用模塊、激光雷達(dá)、通訊器件等會(huì)使用陶瓷封裝。

② 基板

基板主要對(duì)芯片起到固定、支撐、散熱以及連接下層電路板的作用，在很多封裝形式當(dāng)中可能不涉及基板，而是芯片直接貼裝在引線框架上?；逋ǔ？梢苑譃闃?shù)脂基板、陶瓷基板、金屬基板。常見(jiàn)的樹(shù)脂基板有玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基板、BT樹(shù)脂基板，常見(jiàn)的陶瓷基板為高溫共燒陶瓷基板（HTCC）和低溫共燒陶瓷基板（LTCC），金屬基板有銅基板、鋁基板。

③ 引線框架

引線框架的主要作用是承托芯片和外引管腳。一般需要具備高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，良好的熱匹配，良好的耐蝕性和抗氧化性。引線框架采用的材料一般為銅合金或鐵鎳合金。對(duì)于小尺寸芯片，引線框架一般采用綜合性能較好的銅合金（包括銅-鐵系，銅-鎳-硅系，銅-鉻系，銅-鎳-錫系），而一般的芯片則采用鐵鎳合金作為引線框架，其表面鍍銅。

④ 鍵合線

常用的鍵合線為金線、銅線或鋁線。鍵合線常用來(lái)連接芯片焊點(diǎn)和引線框架或基板，以實(shí)現(xiàn)芯片和外電路的電氣連接。鍵合線一般應(yīng)具備良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，且與芯片之間焊接性良好。

鍵合線

⑤ 粘結(jié)材料

粘結(jié)材料是將芯片與承載體連接的材料，以起到固定芯片的作用。一般應(yīng)具有物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，導(dǎo)電導(dǎo)熱性強(qiáng)，低固化溫度等要求。根據(jù)貼裝方式的不同，常用的粘結(jié)材料有銀漿、低熔點(diǎn)玻璃、導(dǎo)電膠、環(huán)氧樹(shù)脂、金屬-硅共晶體。

⑥ 焊料

焊點(diǎn)指的是封裝體底部與電路板連接時(shí)的焊球以及焊球與封裝體連接使用的共晶焊料。通常陶瓷球柵陣列封裝（CBGA）會(huì)采用底部焊點(diǎn)與電路板相連，其焊球材料為高溫共晶焊料10Sn90Pb，焊球和封裝體的連接采用低溫共晶焊料63Sn37Pb。

編輯：黃飛

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