薄膜封装技术的发展历程
引言
薄膜封装技术作为现代芯片封装工艺流程中的一部分,起着至关重要的作用。它不仅能够保护芯片免受外界环境影响,还能提高芯片的性能和可靠性。本文将从薄膜封装技术的定义、发展历程、工作原理以及在未来芯片封装工艺流程中的应用等方面进行详细探讨。
定义与概念
薄膜封装是一种通过微型化透明或半透明材料(如硅胶、聚合物等)对晶体管和其他电子元件进行包裹,以实现电气隔离和机械保护的方法。这种技术可以使得晶体管尺寸更加小巧,同时保持其高性能特性,是当今最先进的集成电路制造工艺之一。
发展历程
早期阶段:20世纪60年代,随着集成电路技术的快速发展,人们开始寻求一种新的包裝方法以适应越来越小化的电子元件。这时,由于缺乏先进材料和加工技巧,对于传统金属外壳包裹方式存在一定限制,因此研究人员开始探索使用塑料材料作为替代品。
关键转折点:1970年代初期,当硅基半导体器件出现后,硅胶作为一种新型无机固态涂层材料被广泛采用,这标志着薄膜封装工艺正式走向了商业化。
创新突破:进入21世纪,随着纳米级别精度加工能力的大幅提升,以及新型功能性塑料材料研发成功,如有机场效应晶体(OLEDs)、超声波清洗等多项创新,使得薄膜封装工艺更加精细、高效,并且具有更好的耐用性。
工作原理
Thin film encapsulation technology 的核心在于如何有效地防止空气中氧气与水分侵入到存储在内层表面的活性化学物质(如有机光伏单元中的活性染料)。为了实现这一目标,其主要步骤如下:
预处理:首先,将前驱过程后的光伏单元放置在干燥纯净空气中,让其完全脱水。
涂覆第一层:接着,用一层稀释过而不是浓缩过溶液涂覆到光伏单元上,这一层通常是由氮或氩气保护下制备出来。
烘焙并冷却:然后,将涂覆后的样品送入真空烘箱加热至一定温度,使涂覆出的第一层蒸发掉所有杂质,然后再慢慢降温至室温以避免因急速冷却而引起内部压力变化导致产品破裂。
重复以上步骤若干次并添加第二、三、四...几层不同类型功能性的低熔点有机玻璃
在未来芯片封装工艺流程中的应用
随着科技日新月异,不断推陈出新的是基于MEMS(微机电系统)的集成设备。在这些设备中,由于它们需要承受各种极端条件,如高温、高压、辐射强度等,所以对传统金属外壳来说显然是不够用的。因此,在设计MEMS时往往会考虑采用薄膜结构或者结合其他非金属材质进行组合,以达到最佳效果。此外,该技术也正在逐渐被用于柔软电子领域,如柔软显示屏,因为这类设备需要灵活曲折,而传统硬壳无法满足这一需求。
结论
总结来说,从定义到实际操作,再到未来的发展趋势,每一步都反映出了人类对于更好科技解决方案不断追求的心态。而Thin film encapsulation technology 作为一个不断完善自我的人造生态系统,无疑为我们提供了一种全新的视角去理解世界,并让我们对那些看似不可思议的事情产生了信心。