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第22期（总第553期）新潮电子电子技术

半导体封装工艺中金属外壳的材料选择与性能分析

姜亮，吴清光，王伟

250014)

（济南市半导体元件实验所，山东济南2

摘要：半导体封装是电子器件制造中至关重要的一环，而金属外壳作为封装的关键组成部分，在保护芯

片、散热和电磁屏蔽等方面发挥重要作用。本文对半导体封装工艺进行论述，在此基础上，分别从材料需求、常

用材料及材料选择的影响因素等方面进一步探讨金属外壳材料的选择，并对金属外壳的性能进行分析，通过比

较不同材料在这些性能方面的表现，为合理选择金属外壳材料提供科学依据。

关键词：半导体封装；金属外壳；材料；性能

随着现代电子技术的快速发展，半导体器件的封是环氧树脂、硅胶、塑料等。注人封装材料的过程需

装工艺在电子产品制造中扮演至关重要的角色。半导要控制温度和压力，确保封装材料均匀地填充整个外

体封装是将微小而脆弱的芯片封装在保护性外壳中，壳，并将芯片完全包裹。

以保护其免受外界环境的影响，提高器件的可靠性和（4）材料固化。注人封装材料后，需要进行材料

稳定性。金属外壳作为一种重要的封装材料，被广泛固化。这可以通过加热或紫外线照射等方式完成。固

应用于半导体封装工艺中，合理选择适合的金属材料，化后的封装材料具有较好的物理性能，能够保护芯片

可以充分发挥其保护、散热和屏蔽等功能，从而确保并保持稳定的封装结构。

半导体器件的高性能和长寿命。（5)外壳封装。封装材料固化后,将封装外壳密封。

一、半导体封装工艺概述外壳通常由金属或塑料制成，以提供机械保护和电磁

（一）半导体封装的基本原理屏蔽。封装外壳的选择取决于具体的应用需求和封装

半导体封装作为半导体工业中的重要环节，扮演类型。

将芯片与外部环境隔离、保护和连接的关键角色。其基（6）引脚处理。在封装外壳上，需要进行引脚处

本原理是将微小且易损的半导体芯片封装在坚固的外理。这包括切割外壳、镀金属等步骤,以形成外部引脚，

壳内，以提供机械保护和热传导，并实现芯片与外部引使半导体器件能够与其他电子元器件连接。

脚的连接。封装过程不仅有助于增强芯片的稳定性和（7）测试和封装验证。在封装工艺完成后，对封

耐用性，还能提供更多的引脚，以实现与其他电子元器装好的半导体器件进行测试和验证。这些测试包括电

件的连接和信息交换。性能测试、温度测试和可靠性测试等，以确保封装水

(二）封装工艺流程平和性能符合要求!。

半导体封装工艺是将裸露的半导体芯片封装在二、金属外壳材料的选择

外壳内，使其具备保护、连接和散热功能的过程。封(一)材料需求分析

装工艺的常用流程和步骤包括：首先，导热性是金属外壳的一个关键性能指标。

（1）芯片前处理。在封装之前，需要对半导体芯在封装过程中，半导体芯片会产生大量的热量，如果

片进行前处理，包括切割、刻蚀、清洗和涂覆薄膜等热量不能有效地传导到外部环境，会导致器件温度升

步骤。这些步骤旨在使芯片表面光滑整齐、去除不需高，甚至过热损坏。因此，金属外壳需要具备优异的导

要的材料和残留物，并增加对封装材料的附着性。热性，能够高效地将芯片产生的热量传递出去。一般

（2）焊接引脚。在封装过程中，将外部引脚与芯来说，金属具有较高的导热性能，特别是铜、铝等高导

片内部的金属引线连接起来是关键的一步。常用的引热性金属，常常被用作金属外壳的材料。此外，在设计

脚连接方式包括焊接和焊球。焊接通常是将引脚直接金属外壳时，还需要考虑其结构，如散热片、散热鳍片

焊