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封装基板材料 - Coggle Diagram
封装基板材料
半导体硅材料
特点
热导率高、成本低、与芯片热失配小、易于加工切割等特点
大功率芯片的散热基板材料
缺点
导电通孔的技术不成熟
材料脆性大、绝缘性不良等
陶瓷
三氧化二铝(Al2O3),氮化铝(AlN),氧化硼(BeO),碳化硅(SiC),四氮化三硅(Si3N4)等
Al2O3热导率只有24W/(m·K)
AlN:320W/(m·K)
BeO:剧毒
SiC:成本高,
Si3N4:共价化合物,其热膨胀系数低、热导率高,并且耐热疲劳性能良好,很适合用作高导热高强度的陶瓷基板材料。
大功率芯片封装
绝缘性好、强度较高、热膨胀系数小和导热性好
芯片底部散热工艺
underfill
虹吸
优点:成熟,
缺点:慢。空洞(国内厂商难以克服),爬胶不好刮胶
目的
保护器件免受湿气、离子污染物、辐射和诸如机械拉伸、剪切、扭曲、振动等有害的操作环境的影响
降低硅芯片和有机基板之间CTE
增强Flip chip封装的可靠性
材质
硅填充的环氧树脂基体材料
在真空或是当用一层油脂涂层保护时,焊料疲劳寿命可以得到改善,这是由于避免了裂纹端点的氧化,减缓了裂纹的生长。
性能要求
适当的流动性、固化温度低、固化速度快,树脂固化物无缺陷、无气泡、耐热性能好、热膨胀系数低、低模量、高粘接强度、内应力小、翘曲度小等。
非导电膜(Non-ConductiveFilm,NCF)
用Film的形式来替代胶水,可以做的特别薄
非导电胶(Non-Conductive Paste,NCP)
工艺
机械压迫式熔接(ThermoCompression Bonding,TC Bonding)
金属基板
AL,CU,金属核印刷电路板
(Metal Core Print Circuit Board, MCPCB)
铝和铜的力学性能优良,热导率高,并且易于加工,很适合作为金属基板的材料。
由于使用了环氧树脂作为填充物,使其热导率通常较低,且铝和铜的热膨胀系数与芯片不匹配,极易使芯片开裂
复合材料