板上芯片的热应力分析+文献综述(2)
4.2合金底座厚度的影响 27
4.3外界环境温度的影响 28
结论 . 29
致谢 . 30
参考文献 . 31
1绪论
随着集成电路技术的飞速发展，电子封装件的体积越来越小，单位面积功耗迅速
上升，进而热流密度猛增。电子设备的散热问题日益严重，而产生的直接结果就是产
生的可靠度降低，其在工作中受热载荷作用导致封装件失效的问题愈来愈引起人们的
关注，本文将对PQFP型电子封装进行热载荷分析。
1.1 电子封装技术介绍
电子封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。它是集成电路芯片生产完成后不可
缺少的一道工序，是器件到系统的桥梁。封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞
争力都有极大的影响。按目前国际上流行的看法认为，在微电子器件的总体成本中，
设计占了三分之一，芯片生产占了三分之一，而封装和测试也占了三分之一，真可谓
三分天下有其一。封装研究在全国范围的发展如此迅猛，而它所面临的挑战和机遇也
是电子产品问世以来所从未遇到过的；封装所涉及的问题之多之广，也是其它许多领
域中少见的，它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等
等许许多多似乎毫不关联的专家的协同努力，是一门综合性非常强的新型高科技学科。
什么是电子封装 (electronic packaging)? 封装最初的定义是：保护电路芯片
免受周围环境的影响（包括物理、化学的影响）。所以，在最初的微电子封装中，是
用金属罐 (metal can) 作为外壳，用与外界完全隔离的、气密的方法，来保护脆弱
的电子元件。但是，随着集成电路技术的发展，尤其是芯片钝化层技术的不断改进，
封装的功能也在慢慢异化。通常认为，封装主要有四大功能，即功率分配、信号分配、
散热及包装保护，它的作用是从集成电路器件到系统之间的连接，包括电学连接和物
理连接。目前，集成电路芯片的I/O线越来越多，它们的电源供应和信号传送都是要
通过封装来实现与系统的连接；芯片的速度越来越快，功率也越来越大，使得芯片的
散热问题日趋严重；由于芯片钝化层质量的提高，封装用以保护电路功能的作用其重
要性正在下降。
1.2 电子封装的种类
电子封装的类型也很复杂。从使用的包装材料来分，我们可以将封装划分为金属
封装、陶瓷封装和塑料封装；从成型工艺来分，我们又可以将封装划分为预成型封装
(pre-mold)和后成型封装（post-mold）；至于从封装外型来讲，则有 SIP(single
in-line package)、 DIP(dual in-line package)、 PLCC(plastic-leaded chip carrier)、
PQFP(plastic quad flat pack) 、 SOP(small-outline package) 、 TSOP(thin
small-outline package)、PPGA(plastic pin grid array)、PBGA(plastic ball grid
array)、CSP (chip scale package)等等；若按第一级连接到第二级连接的方式来分，
则可以划分为PTH (pin-through-hole)和SMT （surface-mount-technology）二大类，
即通常所称的插孔式（或通孔式）和表面贴装式。
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