陶瓷還能用來(lái)封裝？

封裝技術(shù)是一種將芯片的焊區(qū)與封裝的外引腳互聯(lián)起來(lái)，并用絕緣的材料外殼打包起來(lái)的技術(shù)，用通俗的話來(lái)講，就是一種將集成電路打包的技術(shù)。用我們最常見的內(nèi)存條來(lái)舉例，我們直觀瞧見的體積和外觀并非真正內(nèi)存的大小和面貌，而是內(nèi)存芯片經(jīng)過打包（即封裝）后的產(chǎn)品。

合格的封裝能夠?qū)χ黧w產(chǎn)品進(jìn)行物理保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格化互連。電子封裝材料伴隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)小型化、高密度、高質(zhì)量組裝的要求越來(lái)越高；并且集成電路的集成度迅猛增加，芯片運(yùn)行的發(fā)熱量也急劇上升，封裝材料若不能緩解這個(gè)問題，芯片的使用壽命下降是必然的。本文就常用的幾種電子封裝材料進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：

合格的電子封裝材料需要擁有的性能要求有哪些？

（1）低的熱膨脹系數(shù)

（2）優(yōu)異的導(dǎo)熱性能

（3）良好的氣密性，可抵御高溫、高濕、腐蝕輻射等極端環(huán)境對(duì)電子器件的影響

（4）高強(qiáng)度和高剛度，可對(duì)內(nèi)里芯片起到支撐保護(hù)作用

（5）良好的加工成型和焊接性能，以便加工成復(fù)雜形狀

（6）在航空航天和其他便攜式電子器件的應(yīng)用中，電子封裝材料應(yīng)具有密度小的特性，以便減輕器件重量。

常見的幾種電子封裝材料有：

根據(jù)所用的材料來(lái)劃分半導(dǎo)體器件封裝形式有金屬封裝、陶瓷封裝和塑料封裝。

（1）金屬封裝：

金屬封裝是半導(dǎo)體器件封裝的最原始形式，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、散熱性能優(yōu)良等特點(diǎn)，且氣密性好，不受外界環(huán)境因素的 影響；缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，外形靈活性小，不能滿足半導(dǎo)體器件日益快速發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的金屬封裝材料有Cu、Al、Mo、W、Kovar、Invar以及W/Cu和Mo/Cu合金。

（2）塑料封裝：

塑料封裝的散熱性、耐熱性、密封性雖然遜于陶瓷封裝和金屬封裝，但塑料封裝具有低成本、薄型化、工藝較為簡(jiǎn)單、適合自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用范圍極廣，從一般的消費(fèi)性電子產(chǎn)品到精密的超高速電腦中隨處可見，也是目前微電子工業(yè)使用最多的封裝方法。

塑料封裝所使用的材料主要是熱固性塑料，包括酚醛類、聚酯類、環(huán)氧類和有機(jī)硅類，其中環(huán)氧樹脂應(yīng)用最為廣泛，但氣密性不好，對(duì)濕度敏感，例如潮濕環(huán)境下水汽會(huì)造成封裝器件中的內(nèi)部金屬層被腐蝕破壞，并且塑料封裝晶體管多數(shù)含鉛，毒性較大。

（3）陶瓷封裝：

陶瓷是硬脆性材料，陶瓷封裝屬于氣密性封裝，是高可靠度需求的主要封裝技術(shù)，主要材料包括氧化鋁、氧化鈹和氮化鋁等。

當(dāng)今的陶瓷技術(shù)已可將燒結(jié)的尺寸變化控制在0.1%的范圍，可結(jié)合厚膜技術(shù)制成30-60層的多層連線傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，因此陶瓷也是作為制作多芯片組件（MCM）封裝基板主要的材料之一。

優(yōu)勢(shì)：

1.在各種IC元器件的封裝中，陶瓷封裝能提供IC芯片氣密性的密封保護(hù)，使其具有優(yōu)良的可靠度；

2.陶瓷被用作IC芯片封裝的材料，是因其在電、熱、機(jī)械特性等方面極其穩(wěn)定，耐蝕性好、機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小和熱導(dǎo)率高；而且它的特性可通過改變其化學(xué)成分和工藝的控制調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)，不僅可作為封裝的封蓋材料，它也是各種微電子產(chǎn)品重要的承載基板。

劣勢(shì)：

1.與塑料封裝相比較，它的工藝溫度較高，成本較高；

2.工藝自動(dòng)化與薄型化封裝的能力遜于塑料封裝；

3.其具有較高的脆性，易致應(yīng)力損害；

4.在需要低介電常數(shù)與高連線密度的封裝中，其必須與薄膜封裝技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)

隨著電子產(chǎn)品各方面性能要求的不斷提高，陶瓷封裝外殼在高可靠、大功率電子器件中有了很廣泛的應(yīng)用，芯片需要封裝外殼在確保機(jī)械保護(hù)和密封可靠以外，有很好的與外界的導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力。這就要求陶瓷要能夠與和不同的金屬很好的封接，其中金屬化工藝是關(guān)鍵的一道工藝過程。金屬化是指在陶瓷上燒結(jié)或沉積一層金屬，以便陶瓷和金屬能高質(zhì)量的封接在一起。金屬化的好壞直接影響到封裝的氣密性和強(qiáng)度。

由于陶瓷封裝行業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)具有較高的技術(shù)壁壘，實(shí)用產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)比較高，因此其實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋面還需考慮成本原因。