金属封装
发布时间:2022-03-02 16:49:42 点击次数:29 文章作者:
——金属封装是半导体器件封装的最原始的形式,它将分立器件或集成电路置于一个金属容器中,用镍作封盖并镀上金。金属圆形外壳采用由可伐合金材料冲制成的金属底座,借助封接玻璃,在氮气保护气氛下将可伐合金引线按照规定的布线方式熔装在金属底座上,经过引线端头的切平和磨光后,再镀镍、金等惰性金属给与保护。在底座中心进行芯片安装和在引线端头用铝硅丝进行键合。组装完成后,用10号钢带所冲制成的镀镍封帽进行封装,构成气密的、坚固的封装结构。金属封装的优点是气密性好,不受外界环境因素的影响。它的缺点是价格昂贵,外型灵活性小,不能满足半导体器件日益快速发展的需要。现在,金属封装所占的市场份额已越来越小,几乎已没有商品化的产品。少量产品用于特殊性能要求的军事或航空航天技术中。金属封装形式多样、加工灵活,可以和某些部件(如混合集成的A/D或D/A转换器)融合为一体,适合于低I/O数的单芯片和多芯片的用途,也适合于射频、微波、光电、声表面波和大功率器件,可以满足小批量、高可靠性的要求。此外,为解决封装的散热问题,各类封装也大多使用金属作为热沉和散热片。传统金属封装材料包括Al、Cu、Mo、W、钢、可伐合金以及Cu/W和Cu/Mo等。这些封装材料都是单一金属或合金,它们都有某些不足,难以应对现代封装的发展。新型的金属封装材料及其应用除了Cu/W及Cu/Mo以外,在此基础上研究和开发了很多种金属基复合材料(MMC),它们是以金属(如Mg、Al、Cu、Ti)或金属间化合物(如TiAl、NiAl)为基体,以颗粒、晶须、短纤维或连续纤维为增强体的一种复合材料。与传统金属封装材料相比,它们主要有以下优点:1.可以通过改变增强体的种类、体积分数、排列方式或改变基体合金,改变材料的热物理性能,满足封装热耗散的要求,甚至简化封装的设计。2.材料制造灵活,价格不断降低,特别是可直接成形,避免了昂贵的加工费用和加工造成的材料损耗。3.不少低密度、高性能的金属基复合材料非常适合航空、航天用途。金属基复合材料的基体材料有很多种,但作为热匹配复合材料用于封装的主要是Cu基和灿基复合材料。随着电子封装朝着高性能、低成本、低密度和集成化方向的发展,对金属封装材料提出越来越高的要求,金属基复合材料将为此发挥着越来越重要的作用。