第八章陶瓷封装.ppt

第八章 陶瓷封装 8.1? 陶瓷封装简介 8.2 氧化铝陶瓷封装的材料 作业与讨论 （1） 什么是陶瓷封装？它的优点和缺点有哪些？ （2）简述什么是塑料封装以及它的优缺点？ （3）简述轴向喷洒涂胶封装工艺的优缺点？ （4）简述反应式射出成型封装工艺的优缺点？ （5）简述气密性封装的定义、作用以及必要性？ （6）画图并详细解释产品可靠性的浴盆曲线 （7）分析T/C测试失效的原因 （8）分析HTS测试 失效的原因，以及解决HTS测试 失效的措施 （9）简述Precon测试中可能出现的问题 11.6 TH测试 TH (Temperature Humidity)测试，是测试封装在高温潮湿环境下的耐久性的实验 图11.9 TH测试的锅体和温箱 如图11.9所示，TH测试是在一个能保持恒定温度和适度的锅体中进行的，一般测试参数如表11.5 1000小时 85RH% 85℃ 时间 湿度 温度 实验结束时也是靠测定封装体电路的通断特性来断定产品是否有优良的耐高温湿性。在TH测试中，由于EMC （Epoxy molding compound环氧塑封料 ）材料有一定的吸湿性，而内部电路在潮湿的环境下，很容易导致漏电，短路等效应。为了有更好的防湿性，我们会选择使用陶瓷封装来代替塑料封装，因为塑料封装的EMC材料比较容易吸水。当然也可控制EMC的材料成分，以达到改善其吸湿性的目的。 表11.5 高温潮湿环境耐久性参数表 11.7 PC测试 PC (Pressure Cooker)测试，是对封装体抵抗抗潮湿环境能力的测试。PC测试与TH测试类似，只是增加了压强环境以缩短测试时间，通常做PC测试实验的工具我们叫“高压锅”。 图11.10 PC测试的蒸煮锅和测试炉 PC测试的参数如表11.6所示： 表11.6 2个大气压 504小时 100RH% 121℃ 压力 时间 湿度 温度 在PC测试最后，也同样是测试产品的电路通断性能。在Leadframe封装中，Lead frame材料和EMC材料结合处很容易水分渗入，这样就容易腐蚀内部的电路，腐蚀铝而破坏产品功能。这种情况，一般建议用UV光来照射产品检测Leadframe材料和EMC材料结合情况。 PC针对性的解决方法就是提高Leadframe和EMC之间的结合力度，我们可以调节EMC材料成分，也可以针对性地处理Leadframe的表面。 11.8 Precon测试 Precon测试，即Pre-conditioning测试。从集成电路芯片封装完成以后到实际再组装，这个产品还有很长一段过程，这个过程包括包装、运输等，这些都会损坏产品，所以我们就需要先模拟这个过程，测试产品的可靠性。这就是Precon测试。其实在Precon测试中，包括了前面的T/C,TH等多项测试的组合。 Precon测试模拟的过程如下图所示： 图11.11 产品完成封装后需要包装好，运输到组装厂，然后拆开包装把封装后芯片组装在下一级板子上，并且组装还要经过焊锡的过程，整个过程既有类似TC的经过，也有类似TH的过程，焊锡过程也需要模拟测试。 整个Precon测试有一定的测试流程，测试前检查电气性能和内部结构（用超声波检测），确定没有问题，开始各项恶劣环境的考验，先是T/C测试模拟运输过程中的温度变化，再模拟水分子干燥过程（一般的包装都是真空包装，类似于水分干燥），然后恒温，定时放置一段时间（随着参数的不同，分为6个等级，用于模拟开封后吸湿的过程），最后模拟焊锡过程后再检查电气特性和内部结构。 模拟吸湿过程的6个等级如表11.7所示，1的等级最高，依次下降，看需要选择等级。 表11.7 6小时 6小时 30/60 6 48小时（2天） 76小时 30/60 5 72小时（3天） 92小时 30/60 4 168小时（一星期） 192小时 30/60 3 一年 168小时 85/60 2 无限 168小时 85/85 1 干燥包装开封后有效寿命 温、湿度条件（℃/％RH）测试时间 等级 在Precon测试中，会出现的问题有：爆米花效应，脱层，电路失效等问题。这些问题都是因为封装体会在吸湿后再遭遇高温而造成的，高温时，封装体内的水分变为气体从而体积急剧膨胀，造成对封装体的破坏。我们应该减弱EMC的吸湿性解决爆米花效应，减少封装的热膨胀系数，增强附着能力来改善脱层问题，防止电路失效发生。 只有在顺利通过了Precon测试以后，才能保证产品能顺利送到最终用户端，这就是Precon被放在第一个测试位置的原因所