氣密性封裝和非氣密性封裝介紹

封裝的目的之一就是使芯片免受外部氣體的影響，因此，封裝的形式可分為氣密性封裝和非氣密性封裝兩類。

氣密性封裝是指能夠防止水汽和其他污染物侵人的封裝，屬于高可靠性封裝。

氣密性封裝的材料包括金屬、陶瓷和玻璃。氣密性封裝一般在封裝前需加熱到較高的溫度以去除水汽。氣密性封裝防止了污染，可以大大提高電路的可靠性，特別是有源器件的可靠性。

非氣密性封裝以塑料作為集成電路外殼，主要是熱固性塑料，包括有機(jī)硅類、聚酯類、酚醛類和環(huán)氧類，其中以環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用最為廣泛。相對(duì)而言，非氣密性封裝是水汽和其他污染物易滲透到電路元件中的一種封裝。

金屬封裝是最常用的氣密封裝類型，常用玻璃絕緣子、陶瓷絕緣子制作信號(hào)、電源的輸人和輸出端口。金屬材料主要是由 4J29（Fe54-Ni29-Co17 合金，與ASTM F-15 合金對(duì)應(yīng)）制成的，它與玻璃具有優(yōu)良的結(jié)合特性，常用作腔體和弓腳材料。金屬封裝不僅具有優(yōu)良的水分子滲透阻絕能力，還可以提供良好的熱傳導(dǎo)和電磁屏蔽性能。

在陶瓷外殼或陶瓷基板制造過(guò)程中，鎢或鎢鉬等金屬漿料被印刷在生瓷膜片上，并在高溫共燒時(shí)形成互連導(dǎo)線、通孔及金屬化密封區(qū)，之后再活化并鍍上鎳層，釬焊金屬零部件后鍍上可焊接的鎳-金層；用4J42、4J29 等與陶瓷相近的定膨賬封按鐵鎳合金、鐵鎳鈷合金制成的蓋板以相同的方式電鍍，在氮?dú)獗Ｗo(hù)爐內(nèi)常用 Au80/Sn20 合金焊料熔融后形成密封。

另一種便宜但密封可靠性稍差的密封方法是，使用低熔點(diǎn)玻璃將一個(gè)陶瓷蓋板及必要的金屬引線直接密封到陶瓷底座上，這種方法簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)并精減了工藝步驟，大大降低了成本。

玻璃既可用于金屬封裝，也可用于陶瓷封裝。玻璃材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性、電絕緣性和致密性，且可以通過(guò)成分的調(diào)整來(lái)改變其熱性質(zhì)。

非氣密性封裝發(fā)展迅猛，并且隨著塑料封裝技術(shù)和芯片鈍化技術(shù)的進(jìn)步，因潮氣侵人而引起的電子器件失效能力已大大降低，因此塑料封裝的地位越來(lái)越高。

與氣密性封裝相比，非氣密性封裝制造工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高；質(zhì)小適合電路的小型化、微型化；絕緣性能好；性價(jià)比高。非氣密性封裝的缺點(diǎn)是機(jī)械性能較差，散熱性、耐熱性較弱，容易膨胩等。

氣密性封裝在多芯片組件 （Multi-Chip Module, MCM)、微機(jī)電系統(tǒng) (MicroElectro-Mechanical System， MEMS） 和單片微波集成電路(Monolithic MicrowaxemiIntegrated Circuit, MMIC)等封裝中均有應(yīng)用，且因其具有高可靠性而被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。

非氣密性封裝的應(yīng)用極為廣泛，如消費(fèi)類電子產(chǎn)品、高端處理器、車載品等，也是半導(dǎo)體工業(yè)中使用最多的封裝方法。現(xiàn)在，人們?cè)谧非箅娮赢a(chǎn)品高性能的同時(shí)，對(duì)其氣密性的要求也越來(lái)越高：這就需要企業(yè)通過(guò)開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料去面對(duì)高可靠性、低成本等挑戰(zhàn)。

審核編輯：劉清