评职称或毕业的时候，都会遇到论文的烦恼，为此精选了《封装工艺论文范文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!【摘要】这里公开了一套简单可行的注油型光纤水听阵列的封装工艺，通过工艺流程总结将阵列封装过程公开化，每道工艺中对涉及到的材料及设备做了一些介绍。具体的工艺流程分为：绷绳，固定器件，阵列穿管，固定连接器，阵列充油排气。按照这些工艺流程进行操作，可以生产出满足封装要求的、合格的光纤水听阵列。
第一篇：封装工艺论文范文
汽车催化器超薄壁载体封装工艺探析
摘要：国家对排放标准的日趋严格，为催化器的科学研究提供了必要的条件，但要真正控制汽车的排放，不仅对设计、匹配方面提出了更高的要求，工艺设计及控制也更突出。封装工艺的先进性需结合自动化的高精准优点，由此诞生的自动封装线体已陆续实现量产，并逐步替代人工封装，后期进一步深入研究自动化机器人在封装工艺中的应用势在必行。
关键词：汽车；催化器；超薄壁；封装工艺
1催化转换器存装技术
催化转换器是由载体、衬垫和壳体组成。载体和载体涂层决定了催化转换器的效率和化学老化寿命，而载体在壳体中的固定性能影响催化转换器的机械寿命。陶瓷体通过高温膨胀纤维衬垫被固定在催化器壳体中，膨胀纤维衬垫的挤压密度、衬垫的侵蚀、载体公差、壳体的形式和壳体公差，决定壳体与陶瓷载体间的磨擦力及载体在壳体中紧固的程度，影响催化转换器的机械寿命。为了减少气流对衬垫的冲刷，在衬垫的两端设置密封圈。壳体是催化转换器的支撑，外壳材料的热膨胀系数和高温抗腐蚀性能，也影响催化转换器在高温时的封装与使用性能。壳体的结构类型分为恒定直径的蚌壳式、填充式、定挤压力的捆绑式。前者工艺性较好但载体受力不均；后者制造难度较高但挤压力分布均匀。我国催化转换器壳体的结构类型从制造工艺考虑多采用蚌壳式或填充式结构。
2封装工艺关键控制参数排气系统
催化器的设计，主要是封装密度设计，这项指标的合理设计及工艺控制是催化器达标的必要条件二衬垫封装密度（简称GBD）按以下计算：
目前常用的封转工艺有蚌壳式封装工艺、捆绑式封装工艺、塞人式封装工艺及导人式封装工艺。而只有后两种工艺适用于薄壁及超薄壁载体的封装薄壁载体。
2.1工作原理
塞人式封装先将不锈钢板通过卷板机卷圆并焊接成壳体，然后将涂覆载体在外力的作用下压人，属于定型腔封装，其型腔尺寸能精确控制，受力状况比蚌壳式好。采取一些辅助措施后可得到较长使用寿命。塞人式封装又可分为分组封装和缩径封装，适用于规则形状载体进行精准缩径，封装过程如图1所示。
2.2工艺缺陷分析
主要缺陷：①包裹衬垫的薄壁载体是封装过程应力承受体。同时直接承受着径向和轴向压力作用无法回避的极限应力峰值的影响。陶瓷载体本身可承受一定的压力，但易碎，耐冲击性差；②载体挤压衬垫过程中，衬垫变形无法控制，挤压阻力反作用于载体，使载体多重受力；③封装过快会导致衬垫中挤压气体高压冲击；④对壳体零件尺寸要求高，缩径时按照外径尺寸计算准确度差，缩径时易将薄壁载体压碎；不适用于超薄壁载体的封装。
3超薄壁载体封装工艺
超薄壁载体是指针对壁厚小于30mil的载体的统称，常用载体为四边形，甚至一些产品采用了六边形载体。此类载体可满足欧VI阶段排放法规要求。导人式封装工艺原理：将原超薄壁载体承受的应力转移给衬垫，避免超薄壁载体在封装过程中受应力直接冲击。由于衬垫为弹性结构，在GBD缩径封装基础上增加导柱装置，将塞人式变为导人式封装。
薄壁载体产生裂纹的原因：工艺导柱支撑衬垫为封装应力承受体，避免了载体受到极限应力峰值的影响；工艺导柱挤压衬垫过程中，衬垫沿导柱方向导力，挤压阻力反作用于导柱上，不作用于载体，保护了涂覆载体；导人式封装过程快。工艺导柱可承受冲击，直径比载体略大，先过渡挤压衬垫。排气较充分工艺导柱通过后载体只承受衬垫回复弹力。对载体起到引导和保护作用，载体承受应力大为降低；采用扩口保证内径尺寸，按照内徑尺寸计算准确度高。满足GBD值要求；封装效果验证通常采用轴向推力试验验证封装效果及GBD保证能力，试验方式为在室温下。将试验样件安放在电子万能试验机上，通过直径80mm的推杆沿载体压人方向均匀施加150N轴向推力，卸载后查看载体位移情况。要求总位移。
4结束语
在机动车尾气后处理技术中催化转换器得到广泛的应用，但是催化转换器载体在使用过程中的破损问题严重影响到催化转换器使用，有相当一部分催化器在远未到达其老化寿命前，因其载体破碎而失效造成使用寿命大为减少。有的仅运行几百公里就发生载体破碎，造成部分催化器提前失效的主要原因是催化转换器载体的封装设计和制造工艺等方法因素。
作者：李铁猛
第二篇：注油型光纤水听阵列封装工艺流程研究
【摘要】 这里公开了一套简单可行的注油型光纤水听阵列的封装工艺，通过工艺流程总结将阵列封装过程公开化，每道工艺中对涉及到的材料及设备做了一些介绍。具体的工艺流程分为：绷绳，固定器件，阵列穿管，固定连接器，阵列充油排气。按照这些工艺流程进行操作，可以生产出满足封装要求的、合格的光纤水听阵列。
【关键词】 注油型光纤水听阵列 封装 阵列穿管
引言
1977年美国海军研究室的J.A.Bucare等人发表论文，首次成功演示了一套基于光纤技术的水声传感系统，是一种建立在光纤光电子技术基础上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。它具有灵敏度高，频响特性好等特点。由于采用光纤作信息载体，适合远距离大范围监测。经过20多年的发展，在国外，光纤水听器的技术已比较成熟，目前已经在军事以及石油勘探上获得广泛应用。
光纤水听器在我国也有近20年的发展，其中注油型光纤水听阵列通过船体拖曳使用，具有很强的灵活性和机动性，所以运用较为广泛。但因要在海水中长时间工作、还需承担船体的拖拽拉力，因此对其制作工艺提出了很高的要求，本文则着重介绍了拖曳光纤水听直线阵封装的工艺流程。
一、光纤水听阵列工作原理
1.1 光纤水听阵列简介
文中提到的光纤水听阵列均为注油型光纤水听阵列，是新型的光纤水听拖曳阵列。光纤水听阵列一般由光纤水听器阵元、阵列加强绳、外护套以及护套内充油后组成。不同于船载声纳和普通拖体声纳，它是一种声阵段远离载体，基阵深度可变，托速变化范围大，监测范围远的被动型声纳。
1.2 光纤水听阵列封装要求
拖曳阵的工作方式、环境条件和结构安装等特点对水听器阵列的性能提出了特殊的要求。如何有效的抑制由拖缆抖动、涡流及拖曳力变化等引起的振动噪音的干扰，对此水听器阵列封装有了多条注意事项。
为保证水听器阵元在海中拖曳时的不受力，阵列中阵元浮子等需要穿在几根受力均匀的阵列加强绳上，阵列加强绳承担大部分拖拽力;阵列外层需要有一层高弹水密的护套进行包裹，避免脆弱的光纤、阵元等受力或直接与海水接触;护套自然状态下是不规则的椭圆形，需要充满轻蜡油进行保持圆润，避免收放时内部光纤以及器件受力;阵列两端配有连接器，方便阵列之间的连接，同时要保证密封，工作时阵列填充油不会泄露。
二、阵列封装工艺流程
2.1 绷绳
绷绳顾名思义，就是将阵列加强绳拉直绷紧。目的在于去除绳子自身轴向力，避免影响器件、阵元等穿绳后固定。
阵列加强绳材料选用芳纶绳，芳纶绳承担着拖曳阵工作时的大部分拖曳拉力，芳纶绳的抗拉系数需要根据项目需求进行决定。拖曳阵中一般需要2到4根不等的等长芳纶绳，每根芳纶绳要受力均匀，方法是绷绳时选用一段较长的芳纶绳(具体长度根据要做的阵列长度进行确定)来回折成所需段数进行绷紧操作。绷绳需在操作台上进行，绳上一端上接上拉力计，通过拉力计的显示的数值调节拉力装置，调节到指定拉力后需要静置半天以上。
2.2 固定器件
绷绳完成之后，将芳纶绳截成所需等长的段数，将浮子、阵元外壳等按照图纸穿到所截成的芳纶绳上去，使用胶枪将器件粘到芳纶绳。目的在于阵列整体承重，水听器阵元排列符合光路设计。
需要光学工程师先设计好图纸，图纸上有设计好的浮子、阵元外壳的排布，避免穿绳时穿错导致大规模拆卸。胶枪内的胶水使用环氧胶，环氧胶粘结力好，能避免器件脱落。打胶时对准器件上留有的打胶孔，将器件与芳纶绳粘接牢固即可。打胶完成后需要静置，静置时间由环氧胶的固化时间决定。
2.3 阵列穿管
上述工序完成后形成一条简易的内部阵列，简易阵列外部需要用护套进行包裹，护套材料选用高弹防水解的PU管。目的在于保护脆弱的光学器件，对整条阵列进行操作时，PU管承受外力，使得光学器件不直接受力。
阵列穿管分为胀管和穿管两步。大体流程如下：将PU管一端胀开后将牵引接头(直径比PU管内径稍大)快速放到PU管中，牵引接头后连接简易阵列，然后快速将胀开的PU管的一端接到穿阵设备(改造的压力容器)上，固定完成后，再通过给穿阵设备加压使得牵引接头带动简易阵列在PU管中前进直至完成。
胀管需要用到胀管设备，胀管设备通过气压将PU管一端胀开，胀管的长度大约为10cm，不容易胀开时可以用熱吹风枪进行外部均匀加热。胀管成功后需立即将牵引接头塞到PU管中，原因是PU管冷却很快，胀开的PU管的那端会很快回缩。牵引接头和简易阵列之间用绳子连接，连接没有问题之后将PU管胀开的那端接到穿阵设备的接头上，用卡箍箍紧。给穿阵设备(改造的压力容器)加压，压力维持在3.5到4个大气压即可。在压力的作用下，牵引接头会带动连接的阵列前进到达指定的位置即可停止操作。
2.4 固定连接器
阵列的两端需要有连接器，连接器的目的在于使PU管和简易阵列成为一个整体，阵列充油后整体不漏油，阵列之间也可以通过连接器互相连接。
阵列的连接器至少有可拆解组装的两部分，一部分在固定器件时固定在简易阵列的一端，待穿阵工作完成后，将该部分接头上的多余PU管割除，然后将接头与PU管接触的地方套上扣压环，用扣压机扣紧，扣紧后则可将连接器的另一部分接上，简易阵列另一端同理完成即可。
2.5 阵列充油排气
充油是阵列填充油通过油泵从连接器上的充油孔注入到护套中的过程，排气不仅指充油过程中的排气，也包括充油完成后排出充油过程中混入的空气。充油的目的在于使PU管整体保持充盈状态，能承受一定的压力，保护内部器件，也能调节整条阵列的密度。排气目的在于保证整条阵的密度一致，声音只在油这一种介质内传播，避免损耗。
充油时将油泵出油一端接到连接器上的充油孔中，然后开启充油泵向PU管中充油，建议将阵列斜放，容易排出PU管中的气体，充油过程中也可进行敲击，加速油中混入气体的排出。充油完成后，若管中仍留有大量小气泡，可静置一段时间，待小气泡聚成一个大气泡时，再进行排气。为保证整条阵的充盈状态，充油时可以多充0.5个大气压的油，不容易弯折，避免收放时弯曲过大对内部的器件或光纤造成损伤。
三、结论
详细介绍拖曳阵的封装流程，列举其中用到的设备和工具，说明每个步骤的要点和注意事项。光纤水声阵列的封装是一件细致严谨的工作，难点在于无合适材料设备以及流程的公开说明，根据需求选择合适的材料，再通过上述的步骤可以成功的完成光纤水声阵列的封装工艺。
作者：沙飞 刘伟 尹虎 李昌杰 王超
第三篇：MOSFET无损封装技术研究
【摘要】本文主要介绍功率MOSFET器件无损封装的研究。通过对封装过程中可能存在的一些易损伤环节进行了分析，同时根据测试发现不良样品的信息进行了反推解析，确定关键技术攻关问题点。该研究主要通过对MOSFET封装关键制程(划片、上芯、焊线三个环节)的工艺改善及优化，特别是创新的焊线定位装置设计，形成一套新颖有效的工艺流程，提升了MOSFET产品的测试良率。
【关键词】无损封装;划片;上芯;焊线;功率MOSFET器件
1.引言
电子技术的不断进步及市场的需求，半导体功率MOSFET器件的应用场合越来越广泛，相应的，MOSFET器件的要求也越来越高：要求可承受的反向电压从几十伏特到上千伏特不等，最大可承受电流更是高达数百安培。为满足各种需求，芯片设计者也开发了各类新型MOSFET芯片结构，如典型的MOSFET trench结构等，但同时也正是这些新型设计，使得芯片内部结构更加复杂精细，更容易受损。
由于MOSFET芯片自身抗静电能力较差，再加上芯片结构设计上的复杂精细化趋势，使得MOSFET器件对封装技术的要求也更加严格，封装过程中一点点细微的内部损伤或是静电都有可能造成产品的失效，如晶圆切割过程中的静电击穿、die bond过程中的平整度异常、wire bond过程的芯片损伤问题。目前国内封装厂都没有很好的解决这些问题，导致MOSFET测试良率偏低。所以，我们的研究目的就是解决这些问题，提升MOSFET的测试良率。
2.研究内容
2.1 设计一种新型的定位装置，使在焊线过程能够有效的固定住焊接框架，避免焊接过程中因紧固度不足而造成的损伤/虚焊问题。
在焊接过程中，既有横向的高频超声振动P，也有纵向的焊接压力F，若是焊接基板-框架框架在焊接过程中没有紧固，则一来在焊接能量的作用下框架会形成共振造成虚焊，二来芯片在这种不稳固的焊接中也容易产生内部损伤。如图1所示为焊线过程原理图。
图1 焊线过程原理图
通过对框架结构的研究，我们将焊线定位装置的定位叉设计成环抱式的机构。如图2、3所示：
图2 定位叉效果图 图3 定位叉效果图
2.2 采用一种新型的焊接方式(“品”型对称焊接)，提升MOSFET抗大电流冲击的能力。
通过对测试不良样品的解剖分析过程，我们发现部分功率MOSFET芯片表面存在黑色烧穿点，如图示：HFP3205芯片右上角处存在明显过流烧穿点，如图4所示。
由于功率MOSFET的开关特性，使得MOSFET产品广泛应用在负载开关上，如替代固态继电器作电机开关用。当MOSFET用于开关电源时，从电源接通到输出电压稳定下来的这段时间内，MOSFET芯片所承受的浪涌电流可能会超出其额定漏极电流ID，从而造成如上所示的芯片表面过流击穿。理论上，按照漏极电流ID的计算公式：
，其中;
如果能够降低Ta或是减小RDS(ON)就可以提高MOSFET的ID大小，从而提升管子的抗冲击能力。换句话说，通过改善MOSFET的散热条件可以有效防止MOSFET因电流过大而损坏。
图4 芯片表面过流烧穿
有研究表明，功率MOSFET产品在应用过程中，其hottest spot主要集中在芯片表面及铝线的接触面处，如图5-7所示为对D-PAK封装的某MOSFET进行的热点分析图。
图5 热点分析图 图6 热点分析图
图7 热点分析图
通过以上的对比试验结果，我们发现：对于此类大电流芯片，当焊接方式/焊接位置进行适当调整：对称焊接、增加导线条数/直径等，可以明显提升产品的耐电流冲击能力。
2.3 通过在去离子水中加定量CO2的方式，降低去离子水的电阻率，从而达到划片过程中预防/消除静电损伤的目的。
在半导体加工行业，一般使用高品质的去离子水进行辅助切割、清洗等，这样有助于良率的提升。为消除切割过程中的静电影响，我们采用在去离子水中注入CO2的方式，来降低去离子水的电阻率。去离子水的电阻值一般在12MΩ.cm以上，PH值约为5.5～7之间，而在通入CO2之后，CO2是微溶于水的，在纯水中分2步电离形成游离态的H+和CO3-：
H2O+CO2H++HCO3-2H++CO32-
去离子水在溶入CO2之后，其电阻率可降低至0.1～1MΩ.cm，正是这类游离态的带电离子可以中和切割过程中产生的静电，从而达到静电消除的目的。
按照溶解量的不同，碳酸溶液的酸碱度也不大一样，饱和碳酸溶液(纯CO2，压力为1atm)的pH约为4，而在自然条件下CO2含量是0.3%，溶解达到饱和时pH=5.6。我们知道，功率MOSFET芯片的表层都是有覆盖一层Al或是CuAl合金，其厚度薄至3um，在长时间的饱和酸性环境下，这种极薄的金属层很容易被酸腐蚀，甚至连芯片内部的Si/SiO2结构也会被破坏，从而造成芯片失效。但如果CO2溶解不足，则又不足以保证切割过程中的静电荷被完全中和掉。所以需要对溶入去离子水中的CO2含量进行控制，即控制CO2去离子水的电阻值。
2.4 设计一种减薄型的压锡头装置，减少台阶厚度，避免上芯压锡过程中压锡头碰撞到框架的风险，提升上芯后芯片的平整度。
对于功率MOSFET产品而言，为了提升功率处理能力，芯片尺寸一般会尽可能设计的大而薄，其一、芯片尺寸越大其可承受的电流及电压也越大，其二、芯片越薄其内阻也越小，产品工作过程中的能量耗散也越小。但是这种大而薄的芯片会对封装过程及产品可靠性带来不利影响，如图8所示。
图8 不完全溢锡
图9 压锡头台阶影响压锡深度
实际生产过程中，因各类框架的尺寸/结构不大一样，部分框架在压锡过程中会存在图9所示问题。对此，我们对ESEC公司压锡头标准件的尺寸进行了修改，将上述台阶厚度C进行减薄处理，由1mm调整为0.5mm的厚度，如图10所示。
在完成上述压锡头结构的改善后，我们对参数也进行再优化，从而得到理想的上芯效果，如图11所示。
3.结束语
通过对MOSFET无损封装技术研究工作的开展，我司功率MOSFET产品的测试良率及产品可靠性有了明显改善，测试良率从95%～96%稳定提升至98%以上。目前，该技术已经大规模应用在华汕公司加工的MOSFET产品上，其质量稳定可靠。这类MOSFET应用广泛，主要用于电动车无刷控制、电源适配器、马达控制开关、高速转换开关等场合。
参考文献
[1]褚华斌，胡俊，陈素鹏.表面贴装功率MOSFET封装技术研究进展[A].2010'全国半导体器件技术研讨会论文集[C].2010.
作者：李彬 方逸裕 刘驯