帶引腳的陶瓷芯片載體(CLCC)是什么意思

帶引腳的陶瓷芯片載體，表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出，呈丁字形。CLCC封裝結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。帶有窗口的用于封裝紫外線擦除型EPROM以及帶有EPROM的微機(jī)電路等。此封裝也稱為QFJ、QFJ－G。

QFJ封裝是四側(cè)J形引腳扁平封裝，表面貼裝封裝之一。引腳從封裝四個(gè)側(cè)面引出，向下呈J字形。是日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)規(guī)定的名稱。陶瓷QFJ也稱為CLCC、JLCC。

圖1 CLCC封裝結(jié)構(gòu)示意圖

CLCC陶瓷無(wú)引線片式載體外殼設(shè)計(jì)

CLCC型外殼到二十世紀(jì)九十年代發(fā)展迅速，并且進(jìn)入了一個(gè)成熟的規(guī)模化生產(chǎn)階段，形成了適于不同用途的系列外殼。此時(shí)，手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)玩具、遙控器及視頻/音頻器件、數(shù)碼相機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品的體積越來(lái)越小，工作速度越來(lái)越快，智能化程度越來(lái)越高。這些都為電子封裝與組裝技術(shù)帶來(lái)的許多挑戰(zhàn)和機(jī)遇，并且逐步應(yīng)用到國(guó)防軍事領(lǐng)域。

微電子技術(shù)的發(fā)展主要是芯片設(shè)計(jì)、制造與封裝技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代武器對(duì)封裝的要求也越來(lái)越高。CLCC型外殼以其體積小、重量輕、布線面積小、長(zhǎng)壽命、分布電感和線間電容小、I/O數(shù)目大、高可靠、低成本等優(yōu)勢(shì)，在軍事裝備及各種現(xiàn)代化通訊系統(tǒng)設(shè)備、電子儀器中地位越來(lái)越顯著。在國(guó)外，CLCC型外殼發(fā)展極快，特別是日本京瓷已經(jīng)研制出適用于高密度、高可靠、表面貼裝用的標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品，目前國(guó)內(nèi)幾家研制單位大都還處于CLCC型外殼的小批量供貨階段，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)CLCC型外殼差距較大，主要表現(xiàn)在：尺寸和產(chǎn)品性能參數(shù)一致性差、表面粗糙、可靠性差、無(wú)法形成大批量生產(chǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足各種工程的需要，因此國(guó)內(nèi)所需CLCC型外殼大多依賴進(jìn)口。

CLCC無(wú)引線陶瓷片式載體外殼根據(jù)需要，設(shè)計(jì)成正方形、長(zhǎng)方形、雙列形。其基體采用Al2O3陶瓷與W金屬化高溫共燒的上、中、底三層結(jié)構(gòu)。第一層為封接環(huán)焊區(qū)；第二層為鍵合區(qū)；第三層為芯片放置區(qū)。如圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)示意圖

（1）封接環(huán)設(shè)計(jì)

CLCC無(wú)引線陶瓷片式載體外殼分為外殼上表面帶封接環(huán)和不帶封接環(huán)兩種。

①上表面帶封接環(huán)，是通過(guò)基體表面印上W金屬化，用銀銅焊料釬焊實(shí)現(xiàn)封接環(huán)和陶瓷的緊密結(jié)合，產(chǎn)品通過(guò)0.10mm或0.30mm鐵鎳合金或可伐蓋板與封接環(huán)進(jìn)行平行封焊或熔封。

②上表面不帶封接環(huán)，是通過(guò)基體表面印上W金屬化，用0.30mm帶金錫焊料環(huán)的鐵鎳合金或可伐蓋板與基體進(jìn)行熔封。因此，根據(jù)不同要求設(shè)計(jì)成不同的形式。但帶金錫焊料環(huán)的鐵鎳合金或可伐蓋板成本較高，國(guó)內(nèi)目前更多地采用外殼表面帶封接環(huán)的這種結(jié)構(gòu)。

（2）底面焊盤(pán)設(shè)計(jì)

焊盤(pán)的幾何形狀和尺寸決定了陶瓷無(wú)引線片式載體與焊接板的結(jié)合強(qiáng)度，根據(jù)多年的實(shí)踐，焊盤(pán)一般設(shè)計(jì)成矩形與城堡狀區(qū)對(duì)接，焊盤(pán)尺寸根據(jù)產(chǎn)品節(jié)距，長(zhǎng)設(shè)計(jì)在0.85mm-1.91mm范圍內(nèi)，寬設(shè)計(jì)在0.64mm-1.0mm范圍內(nèi)。如圖3所示。

圖3 焊盤(pán)示意圖

(3)布線設(shè)計(jì)

布線影響外殼的電參數(shù)、整個(gè)結(jié)構(gòu)和工藝性。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，布線長(zhǎng)度盡可能取最短，以利于減小引出線導(dǎo)通電阻、電感。在保證線條間距和絕緣電阻的前提下，盡量加大線條寬度以滿足合同對(duì)導(dǎo)通電阻等電參數(shù)的要求。

(4)可靠性設(shè)計(jì)

外殼在使用過(guò)程中，遇到環(huán)境變化和機(jī)械沖擊等情況時(shí)，焊盤(pán)的牢固性、外殼的抗機(jī)械沖擊能力和氣密性是影響外殼質(zhì)量的重要因素。

1)焊盤(pán)的牢固性

外殼對(duì)變頻振動(dòng)和恒定加速度等項(xiàng)目都有著嚴(yán)格的要求，焊盤(pán)的牢固性是至關(guān)重要的。因此，要著重考慮陶瓷粉料和金屬粉料的純度、顆粒尺寸及顆料分布；陶瓷與金屬化層的匹配性以及排膠、燒結(jié)工藝；電鍍層的純度、致密度、厚度、均勻性等。

2)抗機(jī)械沖擊能力

外殼的抗機(jī)械沖擊能力，由瓷體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度決定，與外殼設(shè)計(jì)、流延片厚度均勻性、層壓壓力大小、排膠曲線、燒結(jié)溫度等多種因素有關(guān)。為提高外殼抗機(jī)械沖擊的能力，對(duì)上述工藝必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3)氣密性

4)熱設(shè)計(jì)

(5)CLCC陶瓷片式載體外殼工藝設(shè)計(jì)

由于設(shè)計(jì)所引起的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題在生產(chǎn)中是很難克服的，因此，設(shè)計(jì)師要了解CLCC陶瓷片式載體外殼的工藝特點(diǎn)，根據(jù)不同的工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1)大版設(shè)計(jì)要考慮到模具的強(qiáng)度，四小方陣的間隙應(yīng)不小于6mm。

2)上片、底片圖版設(shè)計(jì)應(yīng)有切痕標(biāo)志，以利于生瓷體切割對(duì)準(zhǔn)。

3)根據(jù)正方形、長(zhǎng)方形、雙列形等不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和孔壁金屬化工藝，通過(guò)掛漿工裝板抽真空吸附印刷實(shí)現(xiàn)。有的采用優(yōu)先掛漿后印刷；有的采用先印刷后掛漿；有的采用印刷、掛漿同時(shí)進(jìn)行的辦法，可較好地解決大版孔壁金屬化工藝，大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。

4)壓痕技術(shù)關(guān)系到大版成品分離。因此，對(duì)壓痕深度、寬度要求很高。既要對(duì)位準(zhǔn)確，又要壓痕深淺、寬窄適中。壓痕太深易造成電鍍引線斷路，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大版電鍍，壓痕太淺、寬度太窄易造成成品分離困難。經(jīng)過(guò)反復(fù)工藝試驗(yàn)，壓痕深度正面控制到上片厚度尺寸，反面控制到底片加中片厚度的1／3、寬度為0.20mm時(shí)較理想。