一开始对电子封装的定义是[4]，保护电路内部的芯片，使其能够安全、稳定、正 常的工作。通常情况下对电子封装定义为，电子封装有机械保护功能即保护芯片，有 信号分配功能，有散热功能以及防潮防辐射功能这四大功能[5]。电子封装的发展推动 着电子产品的发展，而电子元器件的发展则是电子封装发展的基石，然而，封装的形 式有很多种，每一种形式都对应着一种元器件，加速电子封装的发展能够促进元器件 的发展。论文网

电子封装的划分种类有很多，按照材料分[6]，可以分为陶瓷封装、金属封装以及 塑料封装。按照外型分[7]，可以分为小外形封装（SOP）、单列直插式封装（SIP）、双 列直插式封装（DIP）、塑料四方扁平封装（PQFP）、球栅阵列封装（BGA）、以及芯 片级封装（CSP）等。还有一些其他的分类方式，本文就不一一列举了。

电子封装的等级分为三个等级，即一、二以及三级封装[8-11]。一级封装为芯片级 封装，简称 IC 封装；二级封装是在基板上的封装，简称板级封装；三级封装是将所 有的基板相连接组成一个系统，简称系统封装。

1。2。2  微电子焊接技术

第一阶段[12]处于上世纪 80 年代前的插孔式安装（THD）时代。那时最初的是金 属圆形封装。因为插孔式安装的性能在当时体现的非常优良，价格成本又比较廉价， 因此在当时成为封装的主流而得以批量生产，广泛应用。但同时也存在一些问题，比 如板的装配密度较小，引脚数少，引脚节距固定等。

第二阶段处于上世纪 80 年代表面安装器件时代。这个时候，应运而生了一批适 应在表面安装技术的封装形式并且在当时得到了迅烈的发展。这类封装的生产效率得 到了大大的提高。在当时，引线数最大可达到 300，安装密度达到 10～50 脚/cm²，这 也使金属引线塑料封装达到了黄金时代。

第三阶段处于上世纪 90 年代芯片尺寸封装/焊球阵列封装时代。BGA 封装技术 的出现对于封装技术而言无疑是一大突破，把引线从封装基板底部再以阵列球的方 式引出，进一步提高了封装密度。在之后的 3D 叠层封装[13]中，依然有着广泛的应 用。

第四阶段处于 21 世纪才迎来的 3D 叠层封装的新时代。SIP 从本质上讲是一系统 级的多芯片封装，是将多个芯片和有可能的无源元件全部集成在同一封装之内，从而 形成具有系统功能的模块，封装效率提高了 60～80%，可靠性增加了 10 倍。

1。2。3  电子封装的分类

电子封装的材料随着时代的发展，科技的不断进步，电子产品的密度越来越高、 功率越来越大、体积越来越小、速度越来越快[14-16]。电子封装结构按材料可以化分为 陶瓷封装、金属封装、高分子封装[17]。陶瓷封装属于气密性封装，是封装的主要形式 之一。陶瓷封装的价格要比金属封装便宜得多，但陶瓷封装的密度相比较金属封装来 说较低。金属封装[18]是把集成电路和分立元器件放置在金属容器中，然后封盖密封， 并在容器表面镀上一层金属。金属封装大都用于 I/O 引脚数低的封装。金属的散热性 能较好，因此一些封装都用金属片来散热。塑料封装即高分子封装，这种封装形式发 展非常迅速，再加上现在的芯片钝化技术的改善，防潮性能也越来越高，因此塑料封 装在整个封装行业的地位也越来越高[19]。文献综述

1。3  无铅焊料的发展背景和研究现状

1。3。1  无铅焊料的提出

长期以来，铅以及其化合物都具有各种良好的性能，而且铅在自然界储存充足， 成本低，因此铅及其各种合金在电子封装行业中得到大量的使用。在最近的几十年， 铅广泛用于电子元器件的印刷电路板的加工和电子组装行业内。在各种焊料合金的性 能上，Sn-Pb 焊料合金无论在性能方面还是成本方面都是最好，最低的，而且在润湿 性、可靠性以及稳定性方面都一直很好。但是，随着时代的发展，人类越来越注重绿 色生活，由于 Pb 及含 Pb 化合物对人类的身体和地球都有害，所以人类转而研究其他 一些焊料合金来取代 Sn-Pb 焊料合金。