芯片贴装与芯片互连
第二章 封装工艺流程
封装工艺的基本流程：
硅片减薄 芯片切割 硅片贴装 芯片互连
打码
上焊锡 切筋成形
成型技术即 （塑料封装） 去飞边毛刺
尹小田
硅片的尺寸越来越大，为了方便制 造、测试和运送过程，厚度增加。
硅片减薄 芯片切割 硅片贴装 芯片互连
成型技术即
打码 上焊锡 切筋成形
（塑料封装） 去飞边毛刺
背面减薄技术有： 磨削、研磨、干式抛光(Dry Polishing)、 化学机械抛光(chemical mechanicai polishing,CMP)、 电化学腐蚀(Electrochemical Etching)、 湿法腐蚀(Wet Etching,WE)、 等离子增强化学腐蚀(Plasma-Enhanced Chemical Etching，PECE) 常压等离子腐蚀(Atmosphere Downstream Plasma
尹小田
（4）玻璃胶粘贴法
方法：用高分子材料聚合物玻璃胶进行芯片粘贴。 工艺：先以盖印、网印、点胶的技术把胶原料涂布在基
板的芯片座中，再把芯片置于玻璃胶上粘贴。
1、多用于陶瓷封装中 2、冷却过程谨慎控制降温的速度以免造成应力破 裂
优3、点增：加可热以、得点到传无导空性隙能、，热可稳以定加性金优属良如的：、箔低、结银合应力、 低湿气含量的芯片粘贴；
尹小田
4、芯片互连
硅片减薄 芯片切割 硅片贴装 芯 切筋成形
（塑料封装） 去飞边毛刺
定义：把电子外壳的I/O引线或基板上的金线焊区与芯片的 焊区相连。
涂布合适的厚度和轮廓的芯片焊盘上进行固化。
1、各向同性材料。
不精确会怎样？
2、导电硅橡胶。
3、各向异性导电聚合物。 导电胶的缺点：热稳定性不好、高温时容易劣化和引发导 目电用的胶于导是中高电：有可胶改机靠中善物度填胶气要充的体求银导充的颗热分封粒性泄装或，漏。银增而薄强降片散低，热产因能品此力的都。 可是靠是度导，电因的此。不
毕业论文(设计)：半导体封装技术分析与研究
常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系别：电子与电气工程学院专业：微电子技术班号：微电081 学生姓名：学生学号：设计（论文）题目：半导体封装技术分析与研究指导教师：设计地点：常州信息职业技术学院起迄日期：毕业设计（论文）任务书专业微电子技术班级微电081 姓名程增艳一、课题名称：半导体封装技术分析与研究二、主要技术指标：1．封装的工艺流程；2．封装的技术分类；3．封装的形式、材料、设备；4．封装过程中的缺陷分析；5．封装技术发展及未来的前景。
.三、工作内容和要求：1．查阅相关书籍明确半导体封装的概念、作用及性能；2．认真阅读半导体封装技术的资料了解具体封装工艺流程；3．接着围绕封装所实现的性能、封装的技术要素和层次进行有关知识的搜集；4．根据查找的封装技术知识对其进行详细分类；5．然后深入理解有关封装的书籍资料对封装的质量要求与缺陷作进一步分析；6．完成论文初稿；7．经多次修改，完成论文。
四、主要参考文献：[1]李可为．集成电路芯片封装技术[M] ．北京：电子工业出版社，2007．19-68[2]周良知．微电子器件封装—封装材料与封装技[M] ．北京：化学工业出版社，2006．57-64[3]邱碧秀．微系统封装原理与技术[M] ．北京：电子工业出版社，2006．113-124[4]姜岩峰，张常年译．电子制造技术[M] ．北京：化学工业出版社，2005．102-108学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目半导体封装技术分析与研究一、选题的背景和意义：半导体ＩＣ技术将以高速发展的势态呈现在２１世纪。
为了降低生产成本，国际半导体制造商以及封装测试代工企业纷纷将其封装产能转移至中国，从而直接拉动了中国半导体封装产业规模的迅速扩大。
同时，中国芯片制造规模的不断扩大以及巨大且快速成长的终端电子应用市场也极大地推动了中国半导体封装产业的成长。
第二章 封装工艺流程
各种连线技术依IC集成度区分的应用范围
3.1 打线键合技术
打线键合（焊接）技术 打线键合（焊接）技术为集成电路芯片与封装结构之间的电路连线最常被使用的方 法。其方法是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的键合点 （Pad）上而形成电路连接。 超声波键合（Ultrasonic Bonding U/ S Bonding ） 打线键合技术 热压键合（ Thermocompression Bonding T/C ） 热超声波焊接（Thermosonic Bonding T/S Bonding）
焊接粘结法
2.3 导电胶粘贴法
导电胶是大家熟悉的填充银的高分子材料聚合物，是具有良好导热导电性能的环氧 树脂。导电胶粘贴法不要求芯片背面和基板具有金属化层，芯片粘贴后，用导电胶 固化要求的温度时间进行固化，可在洁净的烘箱中完成固化，操作起来简便易行。 因此成为塑料封装常用的芯片粘贴法。以下有三种导电胶 三种导电胶的配方可以提供所需的电 三种导电胶 互连： （1）各向同性材料（ ICA，isotropic conductive adhesive ），它能沿所 有方向导电，代替热敏元件上的焊料，也能用于需要接地的元器件 （2）导电硅橡胶，它能有助于保护器件免受环境的危害，如水、汽，而且 可屏蔽电磁和射频干扰（EMI/RFI） （3）各向异性导电聚合物（ACA，anisotropic conductive adhesive ）， 它只允许电流沿某一方向流动，提供倒装芯片元器件的电连接和消除应变 以上三种类型导电胶都有两个共同点 两个共同点：在接合表面形成化学结合和导电功能。 两个共同点 导电胶填充料是银颗粒或者是银薄片，填充量一般在75%～80%之间，粘贴剂都是导电的。 但是，作为芯片的粘贴剂，添加如此高含量的填充料，其目的是改善粘贴剂的导热性，即 为了散热。因为在塑料封装中，电路运行过程产生的绝大部分热量将通过芯片粘贴剂和框 架散发出去。
集成电路封装和测试复习题答案
一、填空题1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装;在次根基之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。
2、芯片封装所实现的功能有传递电能;传递电路信号;提供散热途径；构造保护与支持。
3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。
4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。
5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。
6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。
7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做煤斜；；用于去除焊盘外表氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡直。
8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、陶瓷气密性封装、玻璃气密性封装。
9、薄膜工艺主要有遮射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。
10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（MOdUIe）、⅛路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。
11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。
12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。
13、DBG切割方法进展芯片处理时，首先进展在硅片正面切割一定深度切口再进展反面磨削。
14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料枯燥烧结的方法O15、芯片的外表组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。
16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。
二、名词解释1、芯片的引线键合技术（3种）是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。
多芯片封装(MCM)方案(二)
多芯片封装（MCM)方案随着科技的飞速发展，电子产品对高性能、小型化和低成本的需求日益增长。
为了满足这些需求，多芯片封装（MCM）技术应运而生。
本文将详细介绍MCM方案在产业结构改革中的重要性、工作原理、实施步骤、适用范围、创新点、预期效果、收益以及优缺点，并针对下一步改进提出建议。
一、实施背景随着物联网、人工智能和5G等技术的快速发展，电子产品的复杂性和集成度不断提高。
传统的单芯片封装已经无法满足这些需求，因此需要采用多芯片封装技术，将多个芯片集成到一个封装内，以提高性能、减小体积并降低成本。
二、工作原理MCM技术是一种将多个集成电路芯片同时封装在一个封装内的制造过程。
它通过将多个芯片连接到一个共享的基板上，实现芯片之间的互连和通信。
这种技术可以显著提高电子设备的性能和可靠性，同时降低成本和体积。
三、实施计划步骤1.确定封装需求：根据产品需求确定需要封装的芯片数量、类型和封装尺寸。
2.选择合适的基板：根据封装需求选择合适的基板材料和大小，确保基板具有优良的电气性能和热稳定性。
3.芯片贴装：将多个芯片贴装到基板上，确保芯片之间的间距和连接正确。
4.芯片互联：通过金属线或其他互联技术将芯片连接到底层基板上，实现芯片之间的互连和通信。
5.封装保护：对封装体进行保护，防止外界环境对芯片产生不良影响。
6.测试与验证：对封装好的芯片进行测试和验证，确保其性能符合要求。
四、适用范围MCM技术适用于各种需要高性能、小型化和低成本的电子产品，如手机、笔记本电脑、平板电脑、服务器、交换机等。
五、创新要点MCM技术的创新点在于它将多个芯片集成到一个封装内，从而实现高性能、小型化和低成本的目标。
此外，MCM 技术还可以采用先进的互联技术，如无线互联和光互联，进一步提高芯片之间的通信速度和可靠性。
六、预期效果与收益采用MCM技术可以带来以下预期效果和收益：1.提高性能：通过将多个芯片集成到一个封装内，可以显著提高电子设备的性能和可靠性。
封装工艺流程
软质焊料
2.3.3 导第电二胶章粘贴法封装工艺流程
导电胶是银粉与高分子聚合物（环氧树脂） 的混合物。银粉起导电作用，而环氧树脂起 粘接作用导。电胶有三种配方：
（1）各向同性材料，能沿所有方向导电。 （2）导电硅橡胶，能起到使器件与环境隔 绝，防止水、汽对芯片的影响，同时还可 以屏蔽电磁干扰。 （3）各向异性导电聚合物，电流只能在一 个方向流动。在倒装芯片封装中应用较多。 无应力影响。
（3）TAB技术中使用铜线而不使用铝线，从而改善器 件的热耗散性能。
（4）在芯片最终封装前可进行预测试和通电老化。这 样可剔除坏芯片，不使它流入下一道工序，从而节省了 成本，提高了可靠性。
（5）TAB工艺中引线的键合平面低，使器件薄化。
2.4.2 载第带二自动章键合封技术装工艺流程
TAB技术的关键材料
第二章 封装工艺流程
2.2.2减薄工艺
先划片DB后G(d减icin薄g b和efo减re g薄rin划din片g) 在两背种面方磨削法之前，将硅片的
正面切割出一定深度的切口，然后再进行磨削。
DBT(dicing by thinning) 在减薄之前先用机械的或化学 的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削方法减薄到一 定厚度后，采用常压等离子腐蚀技术去除掉剩余加工量。。
集成电路封装技术
2.1.1 为第什二么要章学习封封装装工工艺流艺程流程
熟悉封装工艺流程是认识封装技术的前提，是进行封 装设计、制造和优化的基础。
芯片封装和芯片制造不在同一工厂完成 它们可能在同一工厂不同的生产区、或不同的
地区，甚至在不同的国家。许多工厂将生产好 的芯片送到几千公里以外的地方去做封装。芯 片一般在做成集成电路的硅片上进行测试。在 测试中，先将有缺陷的芯片打上记号（打一个 黑色墨点），然后在自动拾片机上分辨出合格 的芯片。
半导体封装互连技术详解
1.引言任何一个电子元件，不论是一个三极管还是一个集成电路（Integrated Circuit, IC），想要使用它，都需要把它连入电路里。
一个三极管，只需要在源极、漏极、栅极引出三根线就可以了，然而对于拥有上百或上千个引脚的超大规模集成电路（Very Large Scale Integration Circuit, VLSI）来说，靠这种类似于手动把连线插到面包板的过程是不可能的。
直接把IC连接到（未经封装的集成电路本体，裸片，Die）电路中也是不可能实现的，因为裸片极容易收到外界的温度、杂质和外力的影响，非常容易遭到破坏而失效。
所以电子封装的主要目的就是提供芯片与其他电子元器件的互连以实现电信号的传输，同时提供保护，以便于将芯片安装在电路系统中。
一般的半导体封装都类似于下面的结构，将裸片安装到某个基板上，裸片的引脚通过内部连接路径与基板相连，通过塑封将内部封装好后，基板再通过封装提供的外部连接路径与外部电路相连，实现内部芯片与外界的连接，就像上面两个图一样，裸Die和封装内部复杂的连接等都埋在里面，封装好后就是对外就是一些规整的引脚了。
不论是多复杂的封装，从黑盒的角度来看其实现的基本功能都是一样的，最简单的就是封装一个分立器件，给出几个引脚；复杂一点想要封装具有多个I/O 接口的IC，以及多个IC一起封装，在封装的发展过程中也发展出了很多封装类型和很多技术，比如扇出技术、扇入技术这些。
这些概念和缩写非常多，尤其是当谈到先进封装（Advanced Packaging）的时候，为了实现高密度集成以及快速信号传输这些需求，不得不在每一个地方都发展一些新的技术，很多情况下会把它们都并入到先进封装技术里来介绍，这有时候会引起一些困惑，这里主要整理一下IC封装里的互连技术。
在IC封装种几种典型的互连技术包括引线键合（Wire Bonding，WB）、载带自动焊（Tape-automated Bonding，TAB）、倒装芯片（Flip Chip，FC）、晶圆级封装（Wafer-Level Packaging，WLP）、以及硅通孔（Through Silicon Via，TSV）。
微电子封装技术第2章 封装工艺流程
2.4芯片贴装
焊接粘贴法工艺是将芯片背面淀积一定厚度的 Au或Ni，同时在焊盘上淀积Au-Pd-Ag和Cu的金属 层。
其优点是热传导好。工艺是将芯片背面淀积一 定厚度的Au或Ni，同时在焊盘上淀积Au-Pd-Ag和 Cu的金属层。这样就可以使用Pb-Sn合金制作的合 金焊料将芯片焊接在焊盘上。焊接温度取决于PbSn合金的具体成分比例。
微电子封装技术
董海青 李荣茂
第2章 封装工艺流程
2.1 流程概述 2.2 芯片减薄 2.3 芯片切割 2.4 芯片贴装 2.5 芯片互连技术 2.6 成形技术 2.7 后续工艺
2.1 流程概述
芯片封装工艺流程一般可以分为两个部分：前 段操作和后段操作。前段操作一般是指用塑料封装 （固封）之前的工艺步骤，后段操作是指成形之后 的工艺步骤。
2.4芯片贴装
导电胶粘贴法不要求芯片背面和基板具有金属 化层，芯片座粘贴后，用导电胶固化要求的温度时 间进行固化，可以在洁净的烘箱中完成固化，操作 起来比较简便易行。
导电胶进行芯片贴装的工艺过程如下：用针筒 或注射器将黏着剂涂布在芯片焊盘上，然后将芯片 精确地放置到焊盘的黏着剂上面。
导电胶粘贴法的缺点是热稳定性不好，容易在 高温时发生劣化及引发黏着剂中有机物气体成分泄 露而降低产品的可靠度，因此不适用于高可靠度要 求的封装。
2.4芯片贴装
玻璃胶粘贴芯片时，先以盖印、网印、点胶等 技术将玻璃胶原料涂布在基板的芯片座上，将IC芯 片放置在玻璃胶上后，再将封装基板加热至玻璃熔 融温度以上即可完成粘贴。
玻璃胶粘贴法的优点是可以得到无空隙、热稳 定性优良、低结合应力与低湿气含量的芯片粘贴； 其缺点是玻璃胶中的有机成分与溶剂必须在热处理 时完全去除，否则对封装结构及其可靠度将有所损 害。
微电子封装技术-课后习题答案
3.1简述包封技术的特点。
答：
包封通过将有源器件和环境隔离来实现保护元器件的功能，同时芯片和封装材料形成一体，以达到机械保护的目的。包封一般采用有机材料，成本相对较低，在民用集成电路封装中占主导地位。但其耐湿性不佳，影响了产品可靠性。
3.2简述包封技术常用的材料。
答：
从基质材料的综合特性来看，最常用的包封材料分为四种类型：环氧类、氰酸酯类、聚硅酮类和氨基甲酸乙酯类，目前IC封装使用邻甲酚甲醛型环氧树脂体系的较多。具有耐湿、耐燃、易保存、流动充填性好、电绝缘性高、应力低、强度大和可靠性好等特点。
硅片的背面减薄技术主要有磨削、研磨、干式抛光（Dry Polishing）、化学机械平坦工艺（CMP）、电化学腐蚀（Electrochemical Etching）、湿法腐蚀（Wet Etching）、等离子增强化学腐蚀Plasma Enhanced Chemical Etching，PECE）、常压等离子腐蚀（Atmosphere Downstream Plasma Etching，ADPE）等。
3.5简述模注成形技术的常见问题。
答：
有塑封产品无论是采用先进的传递模注封装还是采用传统的单注塑模封装，塑封成形缺陷总是普遍存在的，而且无法完全消除。1.未填充；2.冲丝；3.气泡或气孔；4.麻点；5.开裂；6.溢料；7.其他缺陷，在塑封中还有粘污、偏芯等缺陷。
3.6简述模注成形技术常见问题的解决对策。
2.4简述芯片贴装的常用工艺技术。
答：
贴装的方式主要共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法和玻璃胶粘贴法。共晶粘贴法是利用金-硅合金（一般是69%的金和31%的Si），在363℃时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。焊接粘贴法是将芯片背面淀积一定厚度的Au或Ni，同时在焊盘上淀积Au-Pd-Ag和Cu的金属层。这样就可以使用Pb-Sn合金制作的合金焊料将芯片焊接在焊盘上。导电胶进行芯片贴装的工艺用针筒或注射器将黏着剂涂布在芯片焊盘上，然后将芯片精确地放置到焊盘的黏着剂上面。玻璃胶粘贴芯片先以盖印、网印、点胶等技术将玻璃胶原料涂布在基板的芯片座上，将IC芯片放置在玻璃胶上后，再将封装基板加热至玻璃熔融温度以上即可完成粘贴。
集成电路封装与测试复习题 - 问题详解
一、填空题1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装;在次基础之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。
2、芯片封装所实现的功能有传递电能；传递电路信号；提供散热途径；结构保护与支持。
3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。
4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。
5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。
6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。
7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做焊料；用于去除焊盘表面氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡膏。
8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、瓷气密性封装、玻璃气密性封装。
9、薄膜工艺主要有溅射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。
10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（Module）、电路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。
11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。
12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。
13、DBG切割方法进行芯片处理时，首先进行在硅片正面切割一定深度切口再进行背面磨削。
14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料干燥烧结的方法。
15、芯片的表面组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。
16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。
二、名词解释1、芯片的引线键合技术(3种)是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。
cob半导体封装工艺
cob半导体封装工艺一、COB的含义COB（Chip On Board），又称芯片直接贴装技术，是一种将裸芯片直接安装在印刷电路板（PCB）上，随后进行引线键合，并利用有机胶将芯片与引线封装保护的工艺技术。
这一过程实现了芯片与电路板电极之间在电气和机械层面的连接。
COB工艺是一种与表面贴装技术（SMD）封装相区别的新型封装方式。
相较于传统工艺，COB具备较高的设备精度，封装流程简便，且间距可以做到更小。
因此，它特别适用于加工线数较多、间隙较细、面积要求较小的PCB板。
在COB工艺中，芯片在焊接压接后采用有机胶进行固化密封保护，从而确保焊点及焊线免受外界损伤，进而实现极高的可靠性。
二、COB封装的工艺流程及步骤：1.擦板：在COB工艺流程中，由于PCB等电子板上存在焊锡残渣和灰尘污渍，下一阶段的固晶和焊线等工序可能会导致不良产品增多和报废。
为解决此问题，厂家需对电子线路板进行清洁。
2.固晶：传统工艺采用点胶机或手动点胶，在PCB印刷线路板的IC位置上涂上适量红胶，再用真空吸笔或镊子将IC裸片正确放置在红胶上。
3.烘干：将涂好红胶的裸片放入热循环烘箱中烘烤一段时间，也可自然固化（时间较长）。
4.绑定：采用铝丝焊线机，将晶片（如LED晶粒或IC芯片）与PCB板上对应的焊盘铝丝进行桥接，即COB的内引线焊接。
5. 前测：使用专用检测工具（根据COB不同用途选择不同设备，简单的高精密度稳压电源）检测COB板，对不合格的板子进行重新返修。
6.封胶：将适量黑胶涂在绑定好的晶粒上，并根据客户要求进行外观封装。
7.固化：将封好胶的PCB印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置，可根据要求设定不同的烘干时间。
8.测试：采用专用检测工具对封装好的PCB印刷线路板进行电气性能测试，以区分好坏优劣。
相较于其他封装技术，COB技术具有价格低（仅为同芯片的1/3左右）、节约空间、工艺成熟等优势，因此在半导体封装领域得到广泛应用。
三、主要焊接方法1、热压焊：此方法通过加热和加压力使金属丝与焊区紧密结合。
芯片封装技术
5 失效机理
要充分理解材料在使用过程中出现的失效机理仍需要通过湿气和腐蚀测试，如PCT和HAST等。不过这些测试是否应该用作鉴定失效的基本条件仍有争议。这些问题还有待JEDEC和其它机构的进一步商议。除此之外，封装界还在探讨其它的测试手段。一些公司认为，一理了解了失效的机理就可以取消某些测试标准。
由于受互连网带宽不断变化以及下面列举的一些其它因素的影响，许多设计人员和公司不得不小信号电感——40Gbps(与基板的设计有关)；
②降低电源／接地电感；
③提高信号的完整性；
④最佳的热、电性能和最高的可靠性；
⑤减少封装的引脚数量；
（2）超声焊
超声焊是利用超声波发生器产生的能量，通过换能器在超高频的磁场感应下，迅速伸缩产生弹性振动，使劈刀相应振动，同时在劈刀上施加一定的压力，于是劈刀在这两种力的共同作用下，带动AI丝在被焊区的金属化层如（AI膜）表面迅速摩擦，使AI丝和AI膜表面产生塑性变形，这种形变也破坏了AI层界面的氧化层，使两个纯净的金属表面紧密接触达到原子间的结合，从而形成焊接。主要焊接材料为铝线焊头，一般为楔形。
COB主要的焊接方法：
（1）热压焊
利用加热和加压力使金属丝与焊区压焊在一起。其原理是通过加热和加压力，使焊区（如AI）发生塑性形变同时破坏压焊界面上的氧化层，从而使原子间产生吸引力达到“键合”的目的，此外，两金属界面不平整加热加压时可使上下的金属相互镶嵌。此技术一般用为玻璃板上芯片COG。
第八步：前测。使用专用检测工具(按不同用途的COB有不同的设备，简单的就是高精密度稳压电源)检测COB板，将不合格的板子重新返修。
第九步：点胶。采用点胶机将调配好的AB胶适量地点到邦定好的LED晶粒上，IC则用黑胶封装，然后根据客户要求进行外观封装。
芯片互连 - 倒装键合
利用树脂的收缩应力，FCB为机械接触，不加热应力小。 适于微小凸点芯片FCB
避免横向导电短路 UV光固化
导电粒子压缩在凸点与基板金属焊区间，只上下导电。 适于各类要求低温度的显示器COC的FCB。
倒装键合的特点
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(6) 借助于凸点与基板焊区直接焊接。这样就省略了互连线，由互连线产生 的杂散电容和电感要比WB和TAB小得多，因此适合于高频、高速电路和高密 度组装的应用。 缺点： (1) 需要精选芯片 (2) 安装互连工艺有难度，芯片朝下，焊点检查困难 (3) 凸点制作工艺复杂，成本高 (4) 散热能力有待提高
感谢聆听！
凸点制作工艺很多,如蒸发/溅射法、焊膏印刷一回流法、化镀法、电镀法、钉 头法、置球凸点法(SB2- Jet)等。
各种凸点制作工艺各有其特点，关键是要保证凸点的一致性。特别是随着芯片 引脚数的增多以及对芯片尺寸缩小要求的提高，凸点尺寸及其间距越来越小，制 作凸点时又不能损伤脆弱的芯片。
现在主流应用的凸点制作方法是印刷/转写—搭载—回流法。该方法是通过网 板印刷或针转写的方式把助焊剂涂到芯片表面后，通过搭载头把锡球放置到涂有 助焊剂的焊点上，再进入回转炉固化。
凸点制作方法对比
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倒装键合关键技术
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倒装焊
倒装焊技术主要有熔焊、热压焊、超声焊、胶粘连接等。现在应用较 多的有热压焊和超声焊。常用方法有：热压FCB法；再流FCB法(C4)；环氧 树脂光固化FCB法；各向异性导电胶粘接FCB法。
热压焊接工艺要求在把芯片贴放到基板上时，同时加压加热。该方法 的优点是工艺简单，工艺温度低，无需使用焊剂，可以实现细间距连接； 缺点是热压压力较大，仅适用于刚性基底(如氧化铝或硅)，基板必须保证高 的平整度，热压头也要有高的平行度。为避免半导体材料受到不必要的损 害，设备施加压力要有精确的梯度控制能力ontents
芯片粘接技术
芯片粘接技术一、概述芯片粘接技术是一种将芯片与基板连接在一起的技术，常用于半导体封装和集成电路制造中。
它能够提高芯片的可靠性和稳定性，同时也可以实现更小型化、更高密度的封装。
二、芯片粘接方法1. 焊接法焊接法是最常用的芯片粘接方法之一，它将芯片与基板通过焊点连接在一起。
焊点可以分为金属焊点和锡球焊点两种类型。
金属焊点适合于大功率器件和高温环境下使用，而锡球焊点则适合于小功率器件和低温环境下使用。
2. 粘贴法粘贴法是另一种常用的芯片粘接方法，它使用粘合剂将芯片与基板连接在一起。
常见的粘合剂有环氧树脂、聚氨酯等。
这种方法优点是成本低、易于操作，缺点是可靠性较差。
3. 压合法压合法是将芯片与基板放在一起，在高压下进行连接。
这种方法可以保证连接质量，但需要特殊设备进行操作。
三、芯片粘接工艺流程1. 表面处理表面处理是芯片粘接的第一步，它可以提高连接质量。
常见的表面处理方法有金属化、去氧化、清洗等。
2. 粘接剂涂布将粘接剂涂布在基板上，注意要均匀涂布，避免出现气泡和空隙。
3. 芯片定位将芯片放在基板上，并进行定位。
定位需要非常准确，否则会影响连接质量。
4. 压合或焊接根据具体情况选择压合或焊接方法进行连接。
需要注意的是，在操作过程中要控制好温度和压力，避免芯片损坏。
5. 固化连接完成后，需要对粘合剂进行固化处理。
固化时间和温度需要按照粘合剂的要求进行控制。
6. 检验完成连接后，需要进行检验，确保连接质量符合要求。
四、芯片粘接技术应用芯片粘接技术广泛应用于半导体封装和集成电路制造中。
它可以实现更小型化、更高密度的封装，提高产品性能和可靠性。
同时也可以应用于MEMS器件、光电器件等领域。
五、总结芯片粘接技术是一种重要的连接技术，它可以提高产品性能和可靠性，实现更小型化、更高密度的封装。
在操作过程中需要注意控制好温度和压力，确保连接质量符合要求。
半导体封装的基本定义和内涵 电子封装的工程的六个阶段
（Finish Goods）入库所组成。
半导体器件制作工艺分为前道和后道工序，晶圆制造和测试被称为前道（Front End）工序，而芯片的封装、测试及成品入库则被称为后道（Back End）工序，前道和后道一般在不同的工厂分开处理。
前道工序是从整块硅圆片入手经多次重复的制膜、氧化、扩散，包括照相制版和光刻等工序，制成三极管、集成电路等半导体元件及电极等，开发材料的电子功能，以实现所要求的元器件特性。
后道工序是从由硅圆片分切好的一个一个的芯片入手，进行装片、固定、键合联接、塑料灌封、引出接线端子、按印检查等工序，完成作为器件、部件的封装体，以确保元器件的可靠性，并便于与外电路联接。
1.半导体制造工艺和流程1.1晶圆制造晶圆制造主要是在晶圆上制作电路与镶嵌电子元件（如电晶体、电容、逻辑闸等），是所需技术最复杂且资金投入最多的过程。
以微处理器为例，其所需处理步骤可达数百道，而且所需加工机器先进且昂贵。
虽然详细的处理程序是随着产品种类和使用技术的变化而不断变化，但其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗之后，接着进行氧化及沉积处理，最后进行微影、蚀刻及离子植入等反复步骤，最终完成晶圆上电路的加工与制作。
1.2 晶圆测试晶圆经过划片工艺后，表面上会形成一道一道小格，每个小格就是一个晶片或晶粒（Die），即一个独立的集成电路。
在一般情况下，一个晶圆上制作的晶片具有相同的规格，但是也有可能在同一个晶圆上制作规格等级不同的晶片。
晶圆测试要完成两个工作：一是对每一个晶片进行验收测试，通过针测仪器（Probe）检测每个晶片是否合格，不合格的晶片会被标上记号，以便在切割晶圆的时候将不合格晶片筛选出来；二是对每个晶片进行电气特性（如功率等）检测和分组，并作相应的区分标记。
1.3 芯片封装首先，将切割好的晶片用胶水贴装到框架衬垫（Substrate）上；其次，利用超细的金属导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘连接到框架衬垫的引脚，使晶片与外部电路相连，构成特定规格的集成电路芯片（Bin）；最后对独立的芯片用塑料外壳加以封装保护，以保护芯片元件免受外力损坏。
第8章芯片封装及装配技术
球焊的首选材料。但因金与铝之间容易形成金属间化，
26
合物，所以在使用Au丝时要避免金铝系统。Al线具有良
好的导电性，与半导体间也可形成和好的欧姆接触，成本也
低，但因其材质太软不易拉丝和键合，一般不采用纯铝丝。 标准的铝丝为加入1%硅的硅铝丝、加入0.5~1%镁的镁 铝丝。但其机械强度远比金差，且表面易氧化。是超声波键 合最常见的理想材料。
金属导线的选择会影响到焊接质量、器件可靠性等方
面。理想的材料应达到下面的要求：可与半导体材料间形成
良好的欧姆接触；化学性能稳定；与半导体材料间有很强的
结合力；导电性能良好；容易焊接；在键合过程中可保持一 定的形状。 Au、Al是键合时选择的两种材料。Au的化学稳定性、 抗拉性、延展性好，容易加工成丝，因此成为热压焊、金丝
影响很大。陶瓷封装的类型很多，总的来说有双列直插结构
和扁平结构两种。
41
（3）塑料封装
用一些树脂或特殊塑料来封装芯片的方法就是塑料封 装。塑料封装的散热性、气密性都较陶瓷封装和金属封装差 一些，但它价格低、重量轻、工艺简单、可满足小型化封 装，且适合自动化量产，已成为封装技术的主流。
42
塑封材料必须具有以下特征：绝缘性好；温度适应能力 强；吸水性和渗水性很低；抗辐射能力强；CTE很小；化学 稳定性好；和基板材料之间粘附性良好；致密性好；成本
先用等离子气体冲击die和lead frame表面，除去杂质。
11
10．Inspection（检测）
用低倍显微镜检查出不良的W/B产品。
12
11．Molding（压模） 为了防止周遭环境对die的影响，用EMC将W/B后的 产品封装起来，完成后的产品即可称为package。EMC在 常温下也会缓慢固化，且水分会影响EMC的成型质量，所以
集成电路封装技术-封装工艺流程介绍
〔4〕在芯片最终封装前可进行预测试和通电老化。这样可剔 除坏芯片，不使它流入下一道工序，从而节省了成本，提高了 可靠性。
〔5〕TAB工艺中引线的键合平面低，使器件薄化。
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
TAB技术的关键材料
第二章 封装工艺流程
2.3.1共晶粘贴法 预型片法，此方法适用于较大面积的芯片粘贴。优点是
可以降低芯片粘贴时孔隙平整度不佳而造成的粘贴不完全 的影响。
第二章 封装工艺流程
2.3.2 焊接粘贴法
变形方式的不同，继而产生的各种应力。当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发
在一点的集度焊称为接应粘力〔贴St法res是s〕利。物用体合由于金外反因而响变进形时行，芯在物片体粘内各贴局的部之方间法产生。相优互作点用是的内力， 应变方向平热行，传而导切应性力好的方。向与应变垂直。按照载荷〔Load〕作用的形式不同，应力又可以分为拉伸压
2.4.1 打线键合技术介绍 〔2〕热压键合
；然后再电子点火或氢焰将金属线烧断并利用熔融金属的外表张力作用使线的末端灼烧成球〔直径约为金
键合工具升起并引导金属线至第二键合点上进行楔形接合〔不需烧成金属球，而是将金属线直接压到焊区 状。 抗氧化性强〕。为降低成本有时也用铝线。铝线的2个焊接点是楔形的。原因是铝线不易在线的末端灼烧成
第二章 封装工艺流程
〔2〕影响打线键合可靠度因素
封胶和粘贴材料 与线材的反应
金属间化合物的形成
可靠度因素
可靠度常用拉力试验 和键合点的剪切试验 测试检查
第二章 封装工艺流程
2.4在.2其载载特带带定自的自动位动健置合键上技开合术出技是一在术个类窗似口于。1窗3口5胶为片蚀的刻柔出性一载定带的粘印结刷金线属路薄图片形，的〔金像属电箔影片
贴片芯片的焊接方法
贴片芯片的焊接方法
贴片芯片的焊接方法主要有以下几种：
1. 表面贴装（SMT）焊接：将贴片芯片放置在印刷电路板（PCB）上，然后使用热风炉或者回流焊炉进行焊接。
焊接时，先涂上焊膏，然后将贴片芯片放置在正确的位置上，最后通过加热使焊膏熔化，将芯片连接到PCB上。
2. 热风焊接：该方法使用热风枪，将热风直接喷向芯片和焊点之间的连接区域。
热风会加热焊点，使焊膏熔化，从而实现芯片与PCB的连接。
3. 红外焊接：该方法使用红外线加热来熔化焊膏。
焊接时，将PCB和贴片芯片放置在红外线加热器的下方，红外线会将焊
膏加热至熔点，从而实现焊接。
4. 露点焊接：该方法将贴片芯片的引脚沿着焊盘对准PCB上
的焊盘，然后通过加热使焊膏熔化，将芯片焊接到PCB上。
在加热的同时，引脚和焊盘之间的空隙保持一定的距离，称为露点。
这些方法根据具体的应用和设备要求可以选择不同的焊接方式。
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2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 涂胶
六甲基乙 硅氮烷
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 曝光
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 显影
后烘
显影
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺
湿法刻蚀
干法刻蚀
2.1 芯片制备
光刻光刻与刻蚀工艺
离子注入
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺
共同点：表面形成化学结合和导电功能。
2.2 芯片贴装
2.2.3 导电胶粘贴法
2.2 芯片贴装
2.2.3 导电胶粘贴法
芯片粘结剂： 环氧树脂；聚酰亚胺；硅氧烷聚酰亚胺。 填充料： 银颗粒或者银薄片（75-80%）
使用考虑因素： 流动性；粘着性；热传导性；电导性；玻璃化转变温度； 吸水性.
2.2 芯片贴装
2.3.1 打线键合技术(WB) 2.3.2 载带自动键合技术(TAB) 2.3.3 倒装芯片键合技术(FCB/C4)
2.3 芯片互连
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
主要的打线键合技术： .超声波键合；
热压键合； 热超声波键合 楔形接点
球形接点
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
18英寸（450mm） 13英寸（300mm） 8英寸（200mm）
据国外媒体报道，三大巨头 英特尔 、三星和台积电本周宣布，他们将于2012年 合作开发450mm晶圆的试生产 ；但是要研发450mm晶圆所需的设备，投资可能高达1000
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺
临时性地涂覆光刻胶到硅片上； 把设计图形最终转移到硅片上； IC制造中最重要的工艺； 占用40-50%的芯片制造时间； 决定着芯片的最终尺寸.
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB的关键技术 （1）芯片凸点制作技术
2.1 芯片制备
2.1 芯片制备
矽？晶圆？
1961，菲尔查德在硅晶片上制造的第一个集成电路
2.1 芯片制备
晶圆制备
硅的提纯
2.1 芯片制备
2.1 芯片制备
晶圆制备
硅的提纯
2.1 芯片制备
晶圆制备
晶棒制备 晶体生长技术：区熔法；布里曼生长法；CZ直拉法
优点：工艺成熟，投量量； 适于生长大直径单
劈刀端部形状-1
劈刀端部形状-2
劈刀头部凹槽形状
第一键合点形状
第二键合点
完整的丝球焊键合
键合强度与超声频率的关系
超声楔焊
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB的关键技术 2.3.2.2 TAB技术的关键材料 2.3.2.3 TAB的特点
第二章 芯片贴装与芯片互连
概述
概述
芯片封装技术（一级） 硅片减薄 硅片切割 芯片帖装 芯片互连
单晶硅棒
成型技术
打码
上焊锡 切筋成型 去飞边毛刺
封装流程
概述
前段操作 后段操作
塑料封装
前段操作：1000净化级别 净化级别：尘埃最允许数/立方米
第二章 芯片贴装与芯片互连
2.1 芯片制备 2.2 芯片贴装 2.3 芯片互连
缺点：不可避免来自坩埚及 加热棒的污染.
晶棒制备
2.1 芯片制备
2.1 芯片制备
晶圆制备
晶棒制备
晶圆制备
硅棒制备
2. 芯片制备
2.1 芯片制备
晶圆制备
硅棒制备
2.1 芯片制备
晶圆制备
晶圆切片
多线切割机
2.1 芯片制备
晶圆制备
晶圆尺寸
使用0.13微米的制程在 200mm的晶圆上可以生产 大约179个处理器核心， 而使用300mm的晶圆可以 制造大约427个处理器核 心。
频率：20-60kHz； 振幅：20-200μm； 冷焊？？？
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
打线键合的线材
铝线：铝-1%硅合金；
PCB或封装不能加热
0.5-1%镁的铝线； 的情况之下；
间距小于60 micron.
铝镁硅合金或铝铜合金.
金线： 含5-100ppm 铍
用量超过90%
含30-100ppm 铜 间距大于60micron。
其他线材： 银线，铜线
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
影响因素： 金铝金属间化合物（AuAl2或Au5Al2)是
主因； 线材、键合点与金属间化合物之间的交互扩散产生的孔
洞； 其他，键合点金属化工艺与封装材料之间的反应，亦可
生成金属间化合物。
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
键合拉力测试 键合剪切力测试
2.3 芯片互连
• 2.3.1 打线键合技术(WB)
–焊接方法
• 丝球焊 • 超声楔焊
丝球焊
丝球焊工艺
丝球焊设备-自动化设备
丝球焊设备-半自动
2.2 芯片贴装（die mount)
2.2.1 共晶粘贴法 2.2.2 焊接粘贴法 2.2.3 导电胶粘贴法 2.2.4 玻璃胶粘贴法
2.2 芯片贴装
2.2.1 共晶粘贴法
2.2 芯片贴装
2.2.1 共晶粘贴法
润湿性的重要性； 预型片的使用（Au-2%Si合金）；
优点：金-硅共晶焊接机械强度高、热阻小、稳定性 好、可靠性高,高温性能好，不脆化。
2.2.4 玻璃胶粘贴法
类似于银浆粘接技术，主要用于陶瓷封装需 要严格控制烧结温度.
优点：所得芯片封装无空隙、热稳定性优良、低结 合应力以及湿气含量低；
缺点：有机成分与溶剂必须除去，否则危害可靠性。
2.3 芯片互连
芯片焊区
芯片互连
I/O引线
半导体失效约有1/4-1/3是由芯片互连所引起， 因此芯片互连对器件可靠性意义重大！！！
缺点：生产效率低，不适应高速自动化生产。
2.2 芯片贴装
2.2.2 焊接粘贴法
所用材料 硬质焊料：金-硅、金-锡、金锗； （塑变应力高，抗疲劳抗潜变特性好） 软质焊料：铅-锡、铅-锡-铟.
所用气氛：热氮气
工艺优点：热传导性好
2.2 芯片贴装
2.2.3 导电胶粘贴法 三种导电胶： （1）各向同性材料； （2）导电硅橡胶； （3）各向异性导电聚合物。
芯片切割
2.1 芯片制备
DBG法（先划片后减薄）
2.1 芯片制备
芯片切割
2.1 芯片制备
芯片切割
2.2 芯片贴装
芯片贴装（die mount/bonding/attachment)
目的：实现芯片与底座（chip carrier）的连接. 要求： 机械强度 化学性能稳定 导电、导热 热匹配 可操作性