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环氧类材料
胺类环氧树脂
大多数胺为固态或粘滞液态，需要溶剂来溶解 包封中存在溶剂，在固化过程中会产生空洞， 可能导致环氧结构塑化，从而弱化机械强度 使用的比较少
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环氧类材料
酚醛类环氧树脂
由于其固态的特点，一般用于模塑料 固化时间最长，180℃固化几个小时 机械强度好，吸湿性强
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氰酸脂
氰酸脂特点
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硅酮树脂
硅酮树脂
最早的电子包封材料有机聚合物之一，具有热 稳定性和一致性 玻璃转化温度低（~-125℃)，相当高的CTE， 以及低模量，限制其在保护涂层、密封以及腔 体填充等领域的应用 抗溶解性差，机械强度低
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引线框架结构
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引线框架材料
分为镍铁合金、复合或覆盖金属、铜合金三大类
镍铁合金：42镍58铁，与硅和氧化铝CTE相近，良 好的强度和韧性，不需镀镍即可电镀或焊锡沉浸等工 艺，缺点是低热传导率 复合金属：将铜箔滚轧在不锈钢片上再进行固溶热处 理接合而成，与镍铁合金机械性能相当，但有良好的 特传导率 铜合金：良好的电、热传导率；机械强度低，需添加 铁、锌、锡、磷等元素增强机械性能；热膨胀系数高， 不适合用金锡共晶钎料进行IC芯片粘贴，但与塑料 封装材料的CTE接近，因此是塑料封装常用的引线 框架
二光檢查(2/O)
黏晶粒(D/A)
後段
三光(3/O)
焊线站(W/B)
电浆清洗
银胶烘fer
Frame
上晶机
晶圆Wafer
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站别: 芯片切割
IC封装前段流程
研磨
黏晶片
晶片切割
二光檢查(2/O)
黏晶粒(D/A)
後段
三光(3/O)
焊线站(W/B)
电浆清洗
我们是一群 连体婴
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塑料封装的概念
塑料封装：是指对半导体器件或电路芯片 采用树脂等材料进行包封的一类封装，塑 料封装一般被认为是非气密性封装。
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塑料封装的特点
工艺简单，成本低 便于自动化生产 塑封产品约占IC封装市场的95％，并且可 靠性不断提高，在3GHz以下的工程中大量 使用 一般为非气密封装 吸湿性带来可靠性问题
液体包封-封顶包封
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液体包封-底部填充
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塑封开裂机理
塑封开裂过程分为水汽吸收聚蓄期、水汽蒸 发膨胀期和开裂萌生扩展期三个阶段
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引起开裂的因素
水汽含量，水汽分布位置 引线框架、芯片、粘结剂和塑封料之间的热 膨胀系数不匹配
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塑封吸潮开裂对策
从封装结构的改进上增强抗开裂能力 对塑料器件进行适宜的烘烤是防止焊接时开 裂的有效措施 合适的包装和良好的贮存条件是控制塑封器 件吸潮的必要手段
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站别: 研磨
研磨
黏晶片
IC封装前段流程
晶片切割
二光检查(2/O)
黏晶粒(D/A)
後段
三光(3/O)
焊线站(W/B)
电浆清洗
银胶烘烤
研磨晶圆(Wafer)厚度至客户所要求厚度
注意我变薄了, 很脆弱, 要小心哟!
晶圓 (未研磨)
研磨机
晶圓 (研磨後)
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站别: 黏芯片
IC封装前段流程
研磨
黏晶片
晶片切割
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塑料材料需具备的性能
高纯度，控制氯、钠离子浓度 与引脚材料有良好的粘著性 与铸模模具表面的粘著力低 低吸水性与渗水性 能形成足够硬度的密封结构 低热膨胀系数与体积收缩变化 足以忍受后续焊接工艺的热阻特性 低粘滞性，烘烤时间短，应用容易 价格低廉
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塑料封装材料
常用的塑料包封材料有四种：
环氧类 氰酸脂类 聚氨酯类 硅酮类（聚硅氧烷）
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引线框架制作
薄板状：合金原料准备、铸造、锻造或滚压。 切割、热处理、车铣、研磨抛光、电镀等工 艺制成厚度0.1mm~0.25mm薄片 针状引脚：常用镍铁合金或可伐合金制成
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包封工艺
包封工艺分类
模塑包封 液体包封
腔体填充 封顶包封 底部填充
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典型的递模成型工艺
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液体包封-腔体填充
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切割芯片使各个晶粒(Die)形成
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Chi on Board 组装方法制造过程
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塑料封装结构
PDIP PLCC PSOP PQFP PBGA
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我是钉架系列 产品代表
IC封装前段流程
我是基板系列 产品代表
ASE®
TM2633 B92283.1 #6 9852Z
QFP
ASE®
TM2633 B92283.1 #6
9852Z
BGA
哈尔滨工业大学（威海） 材料科学与工程学院
电子器件与组件结构设计
王华涛
办公室：A 楼208 Tel：5297952 Email：wanghuatao@
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第七章 塑料封装结构
塑料封装的概念及特点； 塑料封装材料种类及性能； 塑料封装可靠性问题 塑料封装的工艺方法； 典型塑料封装结构及工艺流程
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塑封材料优化方法
所有塑封材料都有一定的聚合作用和交联作 用，可以进一步提高封装体的机械性能
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环氧类材料
酸酐类环氧树脂
该物质分子为聚酯连接，对水解比较敏感 固化温度下（150℃～175 ℃），酐的相对高 气压会因酐的气化损失而产生化学剂量比的问 题，因此在高温处理前，需进入较低温(～125 ℃)的中间胶脂态 液体包封很好的选择（底部填充材料、腔体填 充材料、半球式包封剂等封装材料）
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相对湿度对水汽吸收的影响
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125℃，不同烘烤时间水汽脱附曲线
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焊接前不同贮存条件下最长暴露时间
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塑料封装工艺
主要工艺有三种：转移铸模、轴向喷洒涂布、 反应式射出成形 转移铸模：
硅片减薄、切片、芯片贴装、引线键合、转移 成形、后固化、去飞边毛刺、上焊锡、切筋打 弯、激光打码等多道工序 生产速度高，低原料损耗，低设备维护费用， 成品边缘不会产生膜，可选择涂敷方式
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转移铸模设备
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模板结构
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直接板上组装-液体包封
Solder
Under-fill encapsulant Chip
Substrate / PCB
Chip
Chip
Chip attachment
Wire loop
Encapsulant
Tape lead
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Chip on Board Assembly－COB
具有较高的固化温度（192℃～ 289℃)，比对应 的环氧物吸湿性低 原材料成本高，一般与环氧树脂混合来降低成本 自干燥性，抗水解能力强
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聚氨酯
聚氨酯
保形涂层的主要成分，作为包覆层主要用来保 护电路板免受热冲击，流体的喷溅，湿气等腐 蚀气体和其他有害环境的影响 与电路板有很好的粘附强度，对电子封装提供 应力释放