芯片气密性封装与非气密性封装是什么?

芯片封装是芯片成品至关重要的一步,封装最初定义是保护电路芯片免受周围环境的影响,包括来自物理、化学方面的影响。芯片连接好之后就到了封装的步骤,就是要将芯片与引线架“包装”起来,气密性封装是集成电路芯片封装技术的关键之一。所谓气密性封装是指完全能够防止污染物(液体或固体)的侵入和腐蚀的封装。
集成电路密封是为了保护器件不受环境影响(外部冲击、热及水)而能长期可靠工作,所以对集成电路封装的要求有以下几点:
1、气密性和非气密性要求:
1.1气密性封装:钎焊、熔焊、压力焊和玻璃熔封四种(军工产品)。
1.2非气密性封装:胶粘法和塑封法(多用于民用器件)。
器件的受热要求:对塑封温度的要求。器件的其他要求:必须能满足筛选条件或环境试验条件,如振动、冲击、离心加速度、检漏压力以及高温老化等的要求。4、器件使用环境及经济要求。
集成电路芯片封装的主要目的之一即为提供ic芯片的保护,避免不适当的电、热、化学及机械等因素的破坏。在外来环境的侵害中,水汽是引起ic芯片损坏最主要的因素,由于ic芯片中导线的间距极小,在导体间很容易建立起一个强大的电场,如果有水汽侵入在不同金属之间将因电解反应(galvanic cell)引发金属腐蚀;在相同金属之间则产生电解反应(electrolytic reaction),使阳极处的导体逐渐溶解,阴极处的导体则产生镀着或所谓的树枝状成长(dendrite growth)。这些效应都将造成ic芯片的短路、断路与破坏。
主要的封装密封材料的水渗透率如图3-1所示,可以看出没有一种材料能永远阻绝水汽的渗透。以高分子树脂密封的塑料封装中,水分子通常在几个小时内就能侵入。能达到所谓气密性封装的材料通常指金属、陶瓷及玻璃,因此金属封装、陶瓷封装及玻璃封装被归类于高可靠度封装,也称为气密性封装或封装的密封。塑料封装则为非气密性封装。
气密性封装可以大大提高电路特别是有源器件的可靠性。有源器件对很多潜在的失效机理都很敏感,如腐蚀、可能受到水汽的侵蚀,会从钝化的氧化物中浸出磷而形成磷酸,这样又会侵蚀铝键合焊盘。
是否气密性封装主要是考虑密封腔内的水分多少,密封腔体内的水分主要来源于以下几部分:
(1)封入腔体内的气体中含有的水分。
(2)管壳内部材料吸附的水分。
(3)封盖时密封材料放出的水分。
(4)储存期间,通过微裂纹及封装缺陷渗人的水分。
而降低密封腔体内部水分的主要途径有以下几种:
(1)采取合理的预烘工艺。
(2)避免烘烤后的管壳重新接触室内大气环境。
(3)尽量降低保护气体的湿度。
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