6.1  软件简介 25

6.2  温度场有限元建模 25

6.2.1  三维几何模型建立 25

6.2.2  ANSYS有限元热分析过程 26

6.3  结果分析 27

6.3.1  加热效果与加热距离的关系 27

6.3.2  加热效果与加热时间的关系 30

7  封装实验及结果 33

结  论 35

致  谢 36

参考文献37 

1 绪论

1.1  本课题的研究意义

封装对于芯片来说至关重要。封装的作用主要有如下几点：电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑、环境保护。一方面，封装使得芯片与外界环境隔离，起到放置、固定、密封、保护芯片的作用，有效防止外界杂质对芯片内部电路造成腐蚀，导致电气性能下降。另一方面，封装后的芯片更便于安装和运输 [1]。封装案例如图1.1所示。

 封装案例图

由于微电子技术的持续发展，促使芯片尺寸不断减小；芯片的I/O口数量增加，要求使用微间距封装；集成度提高使得单位面积芯片的发热量增加；科研和生产实践对芯片工作频率的要求越来越高，更需要提升互连的电气性能和可靠性。总体来说封装形式正朝着轻、薄、小型化方向发展，上述的各种因素都对封装提出了更严格的要求[2]。封装材料性能的不足，封装的相关失效都严重的制约了新型封装形式的发展，也使封装成为整个微电子产业发展的一个瓶颈。对封装材料、封装的相关失效进行研究分析，可以从根本上解决封装发展的难题。

1.2  封装技术发展状况

芯片封装技术已历经了好几代变迁，从80年代中后期开始，市场需求对电子产品的电路组装提出了新的更高的要求：单位体积信息的提高（高密度化）；单位时间处理速度的提高（高速化）[3]。

1.2.1  国内发展状况

在微电子发展初期，主要使用的TH（Through Hole）技术进行封装，芯片采用的封装形式主要以SIP（Single In-line Integration），DIP（Double In-line Integration）, PGA（Pin Gray Array）等针插式为主。

现在，主要使用SMT（Surface Mount Technology）技术进行封装，主要有QFP（Quad Flat Package）, SOP（Small Outline Package）, BGA（Ball Grid Array）等形式[4]。

国内目前广泛使用的封装工艺如下：

（1） 灌封技术

灌封技术是使用固态介质在未固化之前填充到电子元件周围，完全排除空气，从而加固电子元件，提高抗干扰能力[5]。灌封工艺示意图如图1.2所示：

图1.2  灌封工艺流程图

（2） 低压注塑

塑料熔体用稳定的速度注满模腔，由于膜腔压力差很小，使得塑件均匀，不容易变形，品质高。低压注塑所需的锁模力是高压注塑的1/3，因此对模具的要求相对降低[6]。

传统灌封工艺流程包括置备模型外壳、添加垫片、插入电子元件、预热、灌注、沉降或真空、固化和测试。低压注塑工艺流程包括插入电子元件、注塑和测试。低压注塑工艺与传统灌封工艺相比，低压注塑工艺的优点是环境友好，有助于提高生产效率，节约生产成本。