包封属于封装技术中的一种,主要是为了保护电子元件。大多数芯片只有在封装以后,才能实现其预先设计的功能。由于电子元件要在各种不同的环境下工作,故对湿、热、霉、盐、雾等要有足够的抵抗能力。潮湿对元件的影响很大,对电子元件进行包封,就是为绝缘防潮而采取的一种保护措施。包封是将芯片与外部温度、湿度、空气等环境隔绝,起保护和电气绝缘作用;同时还可以向外散热及释放应力。使用有机物材料封装称为包封,通常用低温聚合物来实现,包封是非密封性的,又称非气密封装。
包封
通过涂刷、浸渍、喷涂等方法将热塑性或热固性树脂包覆在制件表面作为制件保护涂层或绝缘层的封装方法。
- 英文名称
- encapsulation
- 所属学科
- 化学
常用的包封封装法,一般是将树脂覆盖在半导体芯片上,使其与外界环境隔绝,主要包括:涂刷法、浸渍法、滴灌法、粉末涂装法、模注固化法等。
涂刷法:用笔或毛刷等蘸取树脂,在半导体芯片上涂布,然后加热固化完成封装。
浸渍法:将芯片浸入装满环氧树脂或酚醛树脂液体的浴槽中,浸渍一定时间后向上提拉,然后加热固化完成封装。
滴灌法:又称滴下法,用注射器及布液器将液态树脂滴灌在半导体芯片上,然后加热固化完成封装。该方法要求树脂黏度比较低。
粉末涂装法:将芯片置于预加热的状态,浸入装满环氧树脂与氧化硅粉末的混合粉体,并置于流动状态的流动浴槽中,浸渍一定时间,待粉体附着达到一定厚度后,经加热固化完成封装。
模注固化法:将芯片放入比其尺寸略大的模具或树脂盒中,构成模块,向模块间隙中注入液体树脂,然后加热固化完成封装,这是最常见的一中包封形式。
封装的气密性一般用阻挡氮气扩散的能力来度量,漏气率低于10-8厘米3/秒,则认为是气密的。密封封装可靠性较高,但价格也较高。由于密封材料的改进,包封封装的可靠性已大大提高,有机物封装是非气密封装,但其可靠性已为许多实际应用所接受。
通常是以环氧树脂为基础成分添加了各种添加剂的混合物。趋向高端化的集成电路对包封材料性能的要求,主要包括:成型性(流动性、固化性、脱模性等)、耐热性、耐湿性、耐腐蚀性、黏结性、电气特性、机械特性等。
由于包封需要高纯度的聚合物,早期这些聚合物不能有效阻止湿气的侵蚀,且包封工艺不成熟,使得塑料封装发展受到限制。随着树脂、填充技术、材料形成技术以及工艺等方面技术的显著提高,包封封装在20世纪70年代开始崭露头角。随着微电子技术和集成电路产业的发展,包封材料和包封工艺也迅速发展。包封已占据了封装市场份额95%以上,扩大在军事、太空、水下等特殊领域的应用是包封材料未来发展趋势。
扩展阅读
- 金玉丰,王志平,陈兢.微系统封装技术概论.北京:科学出版社,2006.