微电子封装6.ppt

（1）外壳的电性能设计原则（主要针对金属外壳） 绝缘电阻 集成电路封装外壳的绝缘电阻，通常是两相邻的引线间或任一引线与金属底座间的电阻值。这个数值的大小不仅与引线间的距离和外壳结构有关，也与绝缘体的绝缘性能与环境条件有关。 外壳绝缘电阻的降低将会导致电极问的漏电流增大，使整个集成电路的性能下降或变坏，这对MOS集成电路则更为突出。 绝缘电阻可分为体积电阻和表面电阻．前者的性能好坏决定于本身内在的物质结构．而后者则与所处环境条件及材料表面状态有关，特别是水分、潮气对材料表面电阻影响甚大。因此在进行封装外壳设计时，要注意结构安排的合理性，并考虑到材料加工后的表面状态，应尽量选用一些表面抗电强度和绝缘电阻高的材料。 * 第七章 微电子封装的设计技术 陶瓷封装外壳 芯片 低熔点玻璃 陶瓷盖板 封装外壳的设计 封接的设计 封装引线和互连线的设计 互连线 引线 一、封装引线和互连线的设计 引线和引线框架是构成集成电路封装外壳的主要组成零件。它的作用就是通过引线能够把电路芯片的各个功能瑞与外部连接起来。由于集成电路的封装外壳的种类甚多，结构形成也不一样，因此其引线的图形尺寸和使用材料也都各有特点，在集成电路使用过程中，由于引线加工和材料使用不当而造成封装外壳的引线断裂和脱焊等事例为数不少，因而如何提高引线质量、改进制造技术和开发一些新型引线是很重要的。 引线的结构尺寸是根据封装外壳整体要求来设计的。 引线除了要保证两引线间具有一定的距离外，而且在使用时要按一定的规格进行排列和不致松散，所以要设计成引线框架形式。这样在集成电路组装中它既能起到整齐排列的作用，也能达到保护引线的目的(在老化测试前，剪去多余的连条部分，就成为我们所需要的引线)。 集成电路封装外壳的引线电阻决定于所用的材料和引线的几何形状。在陶瓷外壳中，引线电阻又与陶瓷金属化材料和图形尺寸有关。若引线电阻过大，则会使电路增加一个不必要的电压降，从而使整个电路的功耗增大，并且影响了电路的性能。 ? 在高频模拟电路或高速数字中，封装结构的电设计非常重要。在高频模拟电路中，元件的型号及参数直接决定了电路系统的性能；而在高速的数字系统中，大部分的时钟延时被消耗在信号发送和芯片间信号的传输而造成的延迟上。封装结构的电设计，一方面是元件参数的选择及优化或通过控制信号的延迟而最大限度地发挥系统的性能; 电设计的另一目标是实现噪声控制，减小系统工作时因噪声导致错误的可能性。 现在来考虑传输延迟时间，信号沿传输线以介质中的光速传输， 传播速度Vprop=  将在介质中的传输时间定义为飞行时间tf  tf= = 式中l——内连线长度(m)。 由上式可见，布线的信号传输延迟时间与基板的介电常数 及布线长度成正比. 介电常数值越小，传输延迟时间越短。采 用介电常数较小的介质作基板材料，有利于降低内连线的传输延 迟时间。 §1.1 传输延迟的影响因素 芯片 封装体 芯片 封装外壳 印制板 单芯片封装电路板 多芯片封装电路板 可大幅度减小封体积 减少互连线的长度与时延 电路总延迟时间由各元件的延迟之和组成，不同的生产厂家，由于电路和封装的加工及处理方法不同而可能引起的最大实际延迟也是不同的。 §1.2 传输线的损耗 传输线上的损耗主要有如下三种： (1)导体损耗 在信号导体和参考层（接地层与电源层）回路中用的金 属材料如铜、铝等存在电 阻，电流流过时引起欧姆损耗。 (2)介质损耗 由于介质材料对电磁波的吸收造成的损耗。 (3)辐射损耗 传输线的部分能量向外辐射引起的损耗。当传输线的横截 面尺寸远小于传输波长时，这部分损耗可以忽略，只有在传输 线的 不均匀处辐射损耗才较显著。 若选择损耗很小的介质如氧化铝陶瓷作基板材料，介质损 耗很小，可忽略不计。但若传输线的截面积尺寸很小，特别是 在薄膜MCM中的导线都极薄，导线的电阻损耗却不能不考虑。 欧姆损耗由传输线的阻值决定。在直流或低频下，导线单位长度的电阻R0为  R0=