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1、第十章第十章 气密性封装气密性封装1、金属气密性封装、金属气密性封装2、陶瓷气密性封装、陶瓷气密性封装3、玻璃气密性封装、玻璃气密性封装尹小田概概 述述 金属、陶瓷、玻璃、塑料都可以做封装材料，但是塑金属、陶瓷、玻璃、塑料都可以做封装材料，但是塑料的气密性不好，不能做气密性封装的材料，气密性封料的气密性不好，不能做气密性封装的材料，气密性封装的材料只有：金属、陶瓷、玻璃，其封装为高可靠性装的材料只有：金属、陶瓷、玻璃，其封装为高可靠性封装。封装。气密性封装：是指完全能够防止污染物（液体或固体）的气密性封装：是指完全能够防止污染物（液体或固体）的侵入和腐蚀的封装。侵入和腐蚀的封装。 因为芯片导线
2、的间距极小，在导体间很容易建立起一因为芯片导线的间距极小，在导体间很容易建立起一个强大的电场，若水汽侵入，会使不同金属间的电解反个强大的电场，若水汽侵入，会使不同金属间的电解反应而腐蚀，相同金属间电解反应而使阳极溶解，阴极镀应而腐蚀，相同金属间电解反应而使阳极溶解，阴极镀着。着。尹小田1 1、金属气密性封装、金属气密性封装金属封装：常常用镀镍或金的金属基座来固定芯片，用硬金属封装：常常用镀镍或金的金属基座来固定芯片，用硬焊或焊锡接合后，基座周围再用熔接、硬焊或焊或焊锡接合后，基座周围再用熔接、硬焊或焊锡等方法与另一金属封盖接合。焊锡等方法与另一金属封盖接合。 为减低硅与金属的热膨胀系数的差异，
3、金属封装基座表为减低硅与金属的热膨胀系数的差异，金属封装基座表面通常焊有一金属片缓冲层，以缓和热应力并增加散热能面通常焊有一金属片缓冲层，以缓和热应力并增加散热能力。力。 熔接的密封速度、合格率和可靠性最好，只是不能移熔接的密封速度、合格率和可靠性最好，只是不能移去封盖作修护，硬焊或焊锡可以。去封盖作修护，硬焊或焊锡可以。金属材料的优点：具有优良的水分子渗透阻绝能力、可靠金属材料的优点：具有优良的水分子渗透阻绝能力、可靠度、密封性，还可以提供良好的热传导和电屏蔽。度、密封性，还可以提供良好的热传导和电屏蔽。尹小田1 1、金属气密性封装、金属气密性封装科瓦铁镍钴合金与玻璃具有优良的接合特性，常科
4、瓦铁镍钴合金与玻璃具有优良的接合特性，常用作罐体和引脚材料。但是需要钼金属作用作罐体和引脚材料。但是需要钼金属作金属缓冲层，以改善科瓦铁镍钴合金的热金属缓冲层，以改善科瓦铁镍钴合金的热传导性质的不佳。传导性质的不佳。铜的热传导性能和导电性能高，但是强度不足，铜的热传导性能和导电性能高，但是强度不足，要加铝或银改善其机械特性。要加铝或银改善其机械特性。尹小田2 2、陶瓷气密性封装、陶瓷气密性封装陶瓷封装：利用玻璃与陶瓷及科瓦铁镍钴或陶瓷封装：利用玻璃与陶瓷及科瓦铁镍钴或Alloy42合金合金引脚架材料间能形成紧密接合的特性提供可引脚架材料间能形成紧密接合的特性提供可靠度和密封性。靠度和密封性。陶
5、瓷封装：陶瓷封装：（以陶瓷双列式封装为例）（以陶瓷双列式封装为例）把金属引脚架用暂时把金属引脚架用暂时软化的玻璃固定在釉化表面的氧化铝陶瓷基板软化的玻璃固定在釉化表面的氧化铝陶瓷基板上，芯片粘贴和打线接合后，用另一陶瓷封盖上，芯片粘贴和打线接合后，用另一陶瓷封盖经过热处理或涂上硼硅酸玻璃材料而密封。经过热处理或涂上硼硅酸玻璃材料而密封。 针格式陶瓷封装（针格式陶瓷封装（PGA）或晶粒承载器（）或晶粒承载器（CLCC）的）的密封，是在基板和封盖的周围用厚膜技术镀上镍或金的密封，是在基板和封盖的周围用厚膜技术镀上镍或金的密封环，再用焊锡、硬焊的方法把金属或陶瓷的封盖与密封环，再用焊锡、硬焊的方法把
6、金属或陶瓷的封盖与基板接合。基板接合。尹小田3 3、玻璃气密性封装、玻璃气密性封装玻璃材料的优点：具有良好的化学稳定性、抗氧化性、电玻璃材料的优点：具有良好的化学稳定性、抗氧化性、电绝缘性和致密性，且可以通过成分的调绝缘性和致密性，且可以通过成分的调整改变热性质。整改变热性质。 玻璃可用于金属封装中，用来把针状的引脚固定在基座的玻璃可用于金属封装中，用来把针状的引脚固定在基座的钻孔上，提高电绝缘，形成金属和玻璃间的封装。钻孔上，提高电绝缘，形成金属和玻璃间的封装。 玻璃可用于陶瓷封装中，提供氧化铝陶瓷、金属引脚间的玻璃可用于陶瓷封装中，提供氧化铝陶瓷、金属引脚间的密封粘贴。密封粘贴。 玻璃和陶
7、瓷材料黏着性好，与金属的黏着性质，除了科瓦玻璃和陶瓷材料黏着性好，与金属的黏着性质，除了科瓦铁镍钴外普遍不佳，需要控制好玻璃在金属表面的润湿能力。铁镍钴外普遍不佳，需要控制好玻璃在金属表面的润湿能力。当含有饱和金属氧化物浓度的玻璃与干净的金属表面接触时，当含有饱和金属氧化物浓度的玻璃与干净的金属表面接触时，润湿能力最佳。金属氧化物时关键辅助。润湿能力最佳。金属氧化物时关键辅助。尹小田3 3、玻璃气密性封装、玻璃气密性封装 玻璃跟金属间的压缩密封，不需要金属氧化物的辅助。玻璃跟金属间的压缩密封，不需要金属氧化物的辅助。因为压缩密封选用热膨胀系数低于金属的玻璃材料进行粘因为压缩密封选用热膨胀系数低于金属的玻璃材料进行粘结。密封冷却时，金属有较大的收缩而压迫玻璃造成密封。结。密封冷却时，金属有较大的收缩而压迫玻璃造成密封。 压缩密封所得的强度和密封性都比匹配密封高，接面的压缩密封所得的强度和密封性都比匹配密封高，接面的热稳定性比匹配密封低。热稳定性比匹配密封低。尹小田尹小田
