陶瓷在包装材料中的地位是什么？

封装技术是将芯片的焊接区域与封装体外部引脚互连，并用绝缘材料外壳封装的技术。换句话说，它是一种封装集成电路的技术。以我们最常见的内存条为例，我们直观看到的体积和外观并不是真实的，而是内存芯片封装后的产品。

合格的封装可以对主要产品和标准规范互连进行物理保护。随着电子技术的快速发展，电子封装材料对小型化、高密度、高质量组装的要求越来越高；而且集成电路的集成度迅速提高，芯片运行时的热量也急剧上升，如果封装材料不能缓解这个问题，芯片的使用寿命不可避免。本文简单介绍几种常用的电子封装材料：

合格的封装可以对主要产品和标准规范互连进行物理保护。随着电子技术的快速发展，电子封装材料对小型化、高密度、高质量组装的要求越来越高；而且集成电路的集成度迅速提高，芯片运行时的热量也急剧上升，如果封装材料不能缓解这个问题，芯片的使用寿命不可避免。本文简单介绍了几种常用的电子封装材料。

合格的电子封装材料有哪些性能要求？

(1)热膨胀系数低

(2)优良的导热性

(3)气密性好，能抵抗高温、高湿、腐蚀辐射等极端环境对电子设备的影响

(4)高强度、高刚性，可以支撑和保护内部切屑

(5)良好的加工成型和焊接性能，以便加工成复杂的形状

(6)在航空航天和其他便携式电子设备应用中，电子封装材料应具有低密度的特性，以减轻设备的重量。

常见的电子封装材料有：按所用材料来划分半导体器件的封装形式包括金属封装、陶瓷封装和塑料封装。

(1) 金属包装：

金属封装是半导体器件封装最原始的形式，具有机械强度高、散热性能优良的特点，并且气密性好，不受外界环境因素的影响；其缺点是价格昂贵且外形灵活性较小，无法满足半导体器件日益快速发展的需求。传统的金属封装材料包括Cu、Al、Mo、W、Kovar、Invar以及W/Cu和Mo/Cu合金。

(2)塑料包装：

虽然塑料封装的散热、耐热性和密封性不及陶瓷封装和金属封装，但塑料封装具有成本低、薄型化、工艺相对简单、适合自动化生产等优点，其应用范围极其广泛，从一般消费电子产品到精密超高速计算机随处可见，也是微电子行业中使用最多的封装方式。

塑料封装所用的材料主要是热固性塑料，包括酚醛、聚酯、环氧树脂和硅酮等，其中环氧树脂应用最广泛，但气密性不好，对湿度敏感，如潮湿环境中的水蒸气会导致封装器件内部金属层被腐蚀和损坏，而塑料封装晶体管大多含有铅，毒性较大。

(3)陶瓷包装：

陶瓷是硬脆材料，而陶瓷封装属于气密式封装，是高可靠性要求的主要封装技术，主要材料包括氧化铝、氧化铍和氮化铝。

当今的陶瓷技术可以将烧结的尺寸变化控制在0.1%的范围内，并且可以与厚膜技术结合制成30-60层的多层导线导电结构，因此陶瓷也是制造的主要材料之一多芯片模块（MCM）封装基板。

优势：

① 在各种IC元件的封装中，陶瓷封装可以提供IC芯片气密性的密封保护，使其具有优异的可靠性；

② 陶瓷作为IC芯片封装的材料，因其电学、热学、机械性能等极其稳定，且具有良好的耐腐蚀性、机械强度高、热膨胀系数小、导热系数高；而且其特性可以通过改变其化学成分和工艺控制调整来实现，不仅作为封装的密封材料，也是各种微电子产品的重要承载基板。

弱点：

①与塑料包装相比，其工艺温度较高，成本较高；

②工艺自动化和薄型包装能力不如塑料包装；

③脆性高，易造成应力破坏；

④在需要低介电常数和高布线密度的封装中，它们必须与薄膜封装技术竞争。

随着电子产品各方面性能要求的不断提高，陶瓷封装外壳已广泛应用于高可靠性、大功率电子设备中，芯片除了保证机械保护和可靠密封外还需要进行封装，并与外界具有良好的导电性和导热性。这就要求陶瓷能够与不同金属良好密封，其中金属化是关键工艺。金属化是指在陶瓷上烧结或沉积一层金属，使陶瓷和金属高质量地密封在一起。金属化质量的好坏直接影响封装的气密性和强度。

由于陶瓷封装行业的研发和生产技术壁垒较高，实用产品的价格相对较高，因此其实际应用领域的覆盖需要考虑成本原因。

本文转载自 塞拉迪尔.