芯片封装工艺详解共42页
芯片封装工艺
芯片封装工艺芯片封装工艺是指将已经完成芯片制造的半导体元件进行封装，使之便于安装和使用的一项技术。
芯片封装工艺是整个半导体生产过程中的重要环节之一，它决定了芯片的可靠性、性能和成本。
在芯片封装工艺中，主要包含封装形式、封装材料、封装工艺流程等多个方面。
封装形式是芯片封装工艺的第一步。
不同的应用领域对芯片的封装形式有不同的要求，常见的封装形式包括裸片封装、晶圆级封装、卷带封装、贴片封装等。
裸片封装是将芯片直接焊接在PCB上，裸露出来，通常用于成本敏感的应用。
晶圆级封装是将多个芯片应用于一个集成电路芯片上，这样可以有效地提高集成度和减小封装尺寸。
卷带封装是将芯片放在一个带状载体上，并用可溶性胶粘在上面，可以自动化地进行封装。
贴片封装是将芯片粘贴在封装底座上，并用导电胶进行连接，适用于要求高密度和高性能的应用。
封装材料是芯片封装工艺的关键。
封装材料主要包括封装底座、导电胶、封装胶等。
封装底座是芯片固定的载体，可以是塑料、陶瓷或金属等材料。
导电胶是将芯片与封装底座之间的连接介质，它能够提供良好的电导性和机械强度。
封装胶是用于保护芯片和连接线的材料，它要具有良好的绝缘性、粘接性和耐高温性。
封装工艺流程是芯片封装工艺的核心。
封装工艺流程主要包括下料、焊接、封装、测试等多个步骤。
下料是将芯片从晶圆上切割成单个的芯片。
焊接是将芯片与封装底座进行连接，常见的焊接方式有焊锡、焊球、焊盘等。
封装是将芯片和封装底座固定在一起，并将导线与芯片连接起来。
测试是对封装好的芯片进行性能和可靠性测试，以确保芯片的质量。
芯片封装工艺的目标是实现高可靠性、高性能和低成本。
高可靠性是指芯片在运行过程中能够稳定可靠地工作，不受外界环境的影响。
高性能是指芯片具有良好的工作性能，如高速、低功耗、低噪声等。
低成本是指封装工艺能够提供高效率、低成本的生产方式，以降低芯片的制造成本。
总之，芯片封装工艺是实现芯片可靠性、性能和成本的关键环节。
随着科技的不断发展，封装工艺也在不断更新和改进，以适应更多应用场景的需求。
芯片封装详细图解通用课件
焊接方法主要有两种：热压焊接 和超声焊接。
焊接过程中需要控制温度、时间 和压力等参数，以保证焊接质量
和可靠性。
封装成型
封装成型是将已贴装和焊接好的芯片封装在保护壳内的过程。
封装材料主要有金属、陶瓷和塑料等。
成型过程中需要注意保护好芯片和引脚，防止损坏和短路。同时要保证封装质量和 外观要求。
质量检测
VS
详细描述
高性能的芯片封装需要具备低延迟、高传 输速率和低功耗等特性，以满足电子设备 在运行速度、响应时间和能效等方面的需 求。同时，高可靠性的封装能够确保芯片 在各种环境条件下稳定运行，提高产品的 使用寿命和可靠性。
多功能集成化
总结词
为了满足电子设备多功能化的需求，芯片封 装也呈现出多功能集成化的趋势。
02
芯片封装流程
芯片贴装
芯片贴装是芯片封装流程的第 一个环节，主要涉及将芯片按 照设计要求粘贴在基板上。
粘贴方法主要有三种：粘结剂 粘贴、导电胶粘贴和焊接粘贴 。
粘贴过程中需要注意芯片的方 向和位置，确保与设计要求一 致，同时要保的引脚与基板 的引脚对应焊接在一起的过程。
塑料材料具有成本低、重量轻、加工方便等优点，常用于 封装壳体和绝缘材料等。
常用的塑料材料包括聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯等，其加 工工艺包括注塑成型、热压成型等。
其他材料
其他材料包括玻璃、石墨烯、碳纳米管等新型材料，具有优异的性能和广阔的应 用前景。
这些新型材料的加工工艺尚在不断发展和完善中。
05
芯片封装发展趋势
02
陶瓷材料主要包括95%Al2O3、 Al2O3-ZrO2、Al2O3-TiO2等， 其加工工艺包括高温烧结、等静 压成型和干压成型等。
金属材料
芯片封装详细图解
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IC Package （IC的封装形式）
• QFN—Quad Flat No-lead Package 四方无引脚扁平封装 • SOIC—Small Outline IC 小外形IC封装 • TSSOP—Thin Small Shrink Outline Package 薄小外形封装 • QFP—Quad Flat Package 四方引脚扁平式封装 • BGA—Ball Grid Array Package 球栅阵列式封装 • CSP—Chip Scale Package 芯片尺寸级封装
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Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Mold Compound】塑封料/环氧树脂
➢主要成分为：环氧树脂及各种添加剂（固化剂，改性剂，脱 模剂，染色剂，阻燃剂等）；
➢主要功能为：在熔融状态下将Die和Lead Frame包裹起来， 提供物理和电气保护，防止外界干扰；
的Pad上，具体位置可控； 4、Bond Head Resolution：
X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um； 5、Bond Head Speed：1.3m/s；
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FOL– Die Attach 芯片粘接
Epoxy Write： Coverage >75%;
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
EFO打火杆在磁 Cap下降到芯片的Pad
【半导体切片】芯片封装详细图解
※ W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
Key Words：
Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个Bonding Tool，内部为 空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和Lead Frame的Lead上形成 第一和第二焊点；
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EOL– Molding（注塑）
Before Molding After Molding
※为了防止外部环境的冲击，利用EMC 把Wire Bonding完成后的产品封装起 来的过程，并需要加热硬化。
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EOL– Molding（注塑）
L/F L/F
➢除了BGA和CSP外，其他Package都会采用Lead Frame，
BGA采用的是Substrate；
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Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Gold Wire】焊接金线
➢实现芯片和外部引线框架的电性和物 理连接；
➢金线采用的是99.99%的高纯度金；
➢磨片时，需要在正面（Active Area）贴胶带保护电路区域 同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；
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FOL– Wafer Saw晶圆切割
Wafer Mount 晶圆安装
Wafer Saw 晶圆切割
Wafer Wash 清洗
将晶圆粘贴在蓝膜（Mylar）上，使得即使被切割开后，不会散落；
通过Saw Blade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便后面的 Die Attach等工序；
芯片封装技术详解
芯片封装技术详解1、BGA(ball grid array)也称CPAC(globe top pad array carrier)。
球形触点陈列，表面贴装型封装之一。
在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。
也称为凸点陈列载体(PAC)。
引脚可超过200，是多引脚LSI用的一种封装。
封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。
例如，引脚中心距为1.5mm的360引脚BGA仅为31mm见方；而引脚中心距为0.5mm的304 引脚QFP 为40mm 见方。
而且BGA不用担心QFP 那样的引脚变形问题。
该封装是美国Motorola 公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，随后在个人计算机中普及。
最初，BGA 的引脚(凸点)中心距为1.5mm，引脚数为225。
现在也有一些LSI 厂家正在开发500 引脚的BGA。
BGA 的问题是回流焊后的外观检查。
美国Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC，而把灌封方法密封的封装称为GPAC。
2、C－(ceramic)表示陶瓷封装的记号。
例如，CDIP 表示的是陶瓷DIP。
是在实际中经常使用的记号。
3、COB(chip on board)板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用树脂覆盖以确保可靠性。
虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术，但它的封装密度远不如TAB 和倒片焊技术。
4、DIP(dual in-line package)双列直插式封装。
插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。
欧洲半导体厂家多用DIL。
DIP 是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC，存贮器LSI，微机电路等。
引脚中心距2.54mm，引脚数从6 到64。
封装宽度通常为15.2mm。
有的把宽度为7.52mm和10.16mm 的封装分别称为SK－DIP(skinny dual in-line package) 和SL－DIP(slim dual in-line package)窄体型DIP。
芯片封装工艺详解培训资料
集成化
集成化是芯片封装技术的重要发展方向 。通过将多个芯片和器件集成到一个封 装体内，实现系统级集成，提高性能和 可靠性。
VS
模块化
模块化封装可以实现快速开发和批量生产 。通过模块化的封装方式，可以快速组合 和定制不同功能的芯片模块，缩短产品上 市时间。
高性能与高可靠性
高性能
随着电子设备对性能要求的不断提高，高性 能的芯片封装技术也得到了快速发展。高性 能封装可以实现更快的传输速度和更低的功 耗。
包装
将检测合格的芯片按照规定进行包装， 以保护芯片在运输和存储过程中不受 损坏，同时标明产品规格和性能参数 等信息。
03 芯片封装材料
塑封材料
塑封材料是芯片封装中常用的材料之一，主要起到保护、绝缘和固定芯片的作用。
塑封材料通常由环氧树脂、聚氨酯、硅橡胶等高分子材料制成，具有良好的电气性 能、耐热性、耐腐蚀性和机械强度。
汽车电子领域
汽车电子领域是芯片封装工艺应用的另一个重要领域，主要涉及汽车安全、自动驾驶、车联网等领域 。由于汽车电子系统对可靠性和安全性的要求非常高，因此对芯片封装工艺的要求也相应较高。
总结词：汽车电子领域对芯片封装工艺的可靠性和安全性要求极高，需要具备抗振、抗冲击、耐高温 等性能。
THANKS FOR WATCHING
异形封装与多芯片封装
异形封装
为了满足不同电子设备的特殊需求，芯片封装呈现出异形化的趋势。异形封装可以根据产品需求定制 不同形状和结构的封装体，提高产品的独特性和差异化。
多芯片封装
多芯片封装技术可以将多个芯片集成到一个封装体内，实现更高的集成度和更小的体积，同时降低成 本和提高性能。
集成化与模块化
脚与芯片之间的可靠连接。
简述芯片封装技术的基本工艺流程
简述芯片封装技术的基本工艺流程一、芯片封装技术的起始：晶圆切割。
1.1 晶圆可是芯片制造的基础啊，一大片晶圆上有好多芯片呢。
首先得把这晶圆切割开，就像把一大块蛋糕切成小块一样。
这可不能随便切，得用专门的设备，精确得很。
要是切歪了或者切坏了，那芯片可就报废了，这就好比做饭的时候切菜切坏了，整道菜都受影响。
1.2 切割的时候，设备的参数得设置得恰到好处。
就像调收音机的频率一样，差一点都不行。
这是个细致活，操作人员得全神贯注，稍有不慎就会前功尽弃。
二、芯片粘贴：固定芯片的关键步骤。
2.1 切割好的芯片得粘到封装基板上。
这就像盖房子打地基一样重要。
胶水的选择可讲究了，不能太稀，不然芯片粘不牢；也不能太稠，否则会影响芯片的性能。
这就跟做菜放盐似的，多了少了都不行。
2.2 粘贴的时候还得保证芯片的位置准确无误。
这可不像把贴纸随便一贴就行，那得精确到微米级别的。
这就好比射击，差之毫厘，谬以千里。
一旦位置不对，后续的工序都会受到影响，整个芯片封装就可能失败。
三、引线键合：连接芯片与外部的桥梁。
3.1 接下来就是引线键合啦。
这一步是用金属丝把芯片上的电极和封装基板上的引脚连接起来。
这金属丝就像桥梁一样，把芯片和外界连接起来。
这过程就像绣花一样，得小心翼翼。
3.2 键合的时候，要控制好键合的力度和温度。
力度大了，可能会把芯片或者引脚弄坏；温度不合适，键合就不牢固。
这就像打铁，火候得掌握好，不然打出来的铁制品就不合格。
四、封装成型：给芯片穿上保护衣。
4.1 然后就是封装成型啦。
用塑料或者陶瓷等材料把芯片包裹起来，这就像是给芯片穿上了一件保护衣。
这不仅能保护芯片不受外界环境的影响，还能让芯片便于安装和使用。
4.2 封装的形状和大小也有很多种，得根据不同的需求来确定。
这就像做衣服，不同的人要穿不同款式和尺码的衣服一样。
五、最后的检测：确保芯片封装质量。
5.1 封装好之后，可不能就这么完事了。
还得进行检测呢。
这检测就像考试一样，看看芯片封装有没有问题。
半导体封装工艺讲解——芯片制造流程课件PPT
Raw Material in Assembly(封装 原材料)
【Gold Wire】焊接金线
➢实现芯片和外部引线框架的电性和物 理连接；
➢金线采用的是99.99%的高纯度金；
➢同时，出于成本考虑，目前有采用铜 线和铝线工艺的。优点是成本降低， 同时工艺难度加大，良率降低；
➢线径决定可传导的电流；0.8mil， 1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils；
Wafer Saw 晶圆切割
Wire Bond 引线焊接
3rd Optical 第三道光检
FOL– Back Grinding背面减薄
Taping 粘胶带
Back Grinding
磨片
De-Taping 去胶带
➢将从晶圆厂出来的Wafer进行背面研磨，来减薄晶圆达到 封装需要的厚度（8mils~10mils）；
Epo Storage： 零下50度存放；
Epo Aging： 使用之前回温，除 去气泡；
Epo Writing： 点银浆于L/F的Pad 上，Pattern可选；
FOL– Die Attach 芯片粘接
芯片拾取过程： 1、Ejector Pin从wafer下方的Mylar顶起芯片，使之便于
脱离蓝膜； 2、Collect/Pick up head从上方吸起芯片，完成从Wafer
Epo Write： Coverage >75%;
Die Attach： Placement<0.05mm;
FOL– Epo Cure 银浆固化
银浆固化：
175°C，1个小时； N2环境，防止氧化：
Die Attach质量检查： Die Shea装形式和工艺逐步高级和复杂
芯片封装详细图解课件
超声检测
利用超声波对封装内部进行无损检测，用于检测 内部裂纹、气孔等问题。
ABCD
X射线检测
利用X射线对封装内部进行无损检测，用于检测 内部缺陷、焊接不良等问题。
热像仪检测
通过红外热像仪检测芯片封装温度分布，判断散 热性能和热稳定性。
封装可靠性的影响因素
封装材料
封装材料的质量和性能对封装可靠性有直接 影响，如材料的老化、腐蚀等。
芯片封装详细图解课件
目录
• 芯片封装概述 • 芯片封装材料 • 芯片封装工艺流程 • 芯片封装检测与可靠性分析 • 芯片封装的应用与发展趋势 • 芯片封装案例分析
01
芯片封装概述
封装的概念和作用
封装的概念
芯片封装是指将集成电路用绝缘 的塑料或陶瓷材料打包，以保护 芯片免受环境影响，同时提供引 脚供外部电路连接。
芯片封装技术的发展趋势与挑战
发展趋势
随着技术进步和应用需求的变化，芯 片封装技术正朝着更小尺寸、更高集 成度、更低成本、更可靠性的方向发 展。
挑战
随着芯片封装技术的发展，面临着如 何提高封装密度、减小热阻、降低成 本等挑战，同时还需要解决先进封装 技术的可靠性和可制造性问题。
未来芯片封装技术的研究方向
程。
这一步需要使用焊接设备，控制 焊接温度和时间，确保引脚焊接
的质量和可靠性。
引脚焊接完成后需要进行外观检 查，确保焊接质量符合要求。
塑封固化
塑封固化是将芯片和引脚整体封装在 塑封材料中，起到保护芯片和引脚的 作用。
塑封固化过程中需要控制温度和压力 ，确保塑封材料的均匀分布和固化效 果。
塑封材料需要具有良好的绝缘性、耐 腐蚀性和机械强度。
切筋整型
切筋整型是将完成固化的封装体 进行切割和整型，使其成为符合
芯片封装工艺流程
• 使用焊接技术实现芯片与基板的连接
• 使用焊接技术实现芯片与封装材料的连接
焊接技术的优势
• 连接可靠，提高芯片封装的稳定性
• 生产效率高，降低生产成本
05
芯片封装形式与封装结构
封装形式的选择依据
01
芯片类型和性能
• 根据芯片的类型和性能选择合适的封装形式
• 高性能、高功率的芯片通常需要使用高可靠性的封装形
• 陶瓷封装
• 芯片规模封装
• 金属封装
• 球栅阵列封装
• D和3D封装
02
芯片封装前处理与切割
芯片的贴装与焊接
芯片贴装
芯片焊接
• 使用贴片机将芯片准确地贴在基板上
• 使用焊接工艺将芯片与基板牢固地连接在一起
• 使用焊锡膏或焊球实现芯片与基板的连接
• 确保焊接质量，防止芯片脱落或虚焊
芯片的切割与成型
• 提高封装性能，如散热性能、抗振动性能等
• 根据芯片类型和性能，设计合适的封装结构
• 降低封装成本，如使用低成本材料、简化封装工艺等
• 考虑应用场景和需求，对封装结构进行优化
06
芯片封装后的测试与验证
芯片功能测试与性能评估
功能测试
性能评估
• 对芯片进行功能测试，确保芯片正常工作
• 对芯片的性能进行评估，如传输速率、功耗等
• 使用测试仪器和测试程序进行功能测试
• 使用性能测试设备和测试程序进行性能评估
封装质量的检测与评估
封装质量检测
• 对封装过程中的各种参数进行检测，如温度、压力等
• 使用检测仪器和测试程序进行封装质量检测
封装质量评估
• 对封装质量进行评估，如连接可靠性、抗振动能力等
芯片封装工艺课件
焊接质量：确保焊 接牢固、无虚焊、 无短路
成型工艺：将焊接 好的芯片封装在模 具中，形成特定的 形状和尺寸
目的：确保芯片与引脚之间的电气连接 和机械连接
检验标准：符合行业标准和客户要求
检验项目：芯片外观、引脚数量、引脚 间距、引脚高度等
检验结果记录：记录检验结果，便于追 溯和分析
检验方法：目视检查、X射线检查、电性 能测试等
化学适应 性：芯片 在不同化 学环境中 的性能表 现
电磁适应 性：芯片 在不同电 磁环境下 的性能表 现
辐射适应 性：芯片 在不同辐 射环境下 的性能表 现
PART SEVEN
电子设备：芯片封装在电子设 备中的应用广泛，如手机、电 脑、电视等
汽车电子：芯片封装在汽车电 子中的应用逐渐增多，如车载 导航、车载娱乐系统等
封装技术不断集成，封装 功能不断丰富
PART THREE
芯片准备：清洗、切割、测试 等பைடு நூலகம்
芯片贴装：选择合适的贴装设 备，如贴片机等
贴装过程：将芯片贴装在PCB 板上，确保位置准确
贴装质量控制：检查贴装效果， 确保芯片与PCB板之间的连接 可靠
引脚焊接：将芯片 的引脚与电路板焊 接在一起
焊接方法：采用热 风枪、电烙铁等工 具进行焊接
PART SIX
温度对芯片封装的影响
热传导对芯片封装的影响
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热应力对芯片封装的影响
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热疲劳对芯片封装的影响
机械应力：芯片封装过程中产生的机械应力对芯片可靠性的影响 封装材料：封装材料的机械性能对芯片可靠性的影响 封装工艺：封装工艺对芯片可靠性的影响，如焊接、粘接等 环境因素：环境因素如温度、湿度、振动等对芯片可靠性的影响
芯片封装过程详解
芯片封装过程详解芯片封装是指将芯片芯片与外部环境隔离，并为芯片提供电气连接、保护和散热等工作的工艺过程。
芯片封装是芯片制造过程中的重要环节，它不仅可以对芯片进行保护和固定，还可以提供必要的电气和物理连接。
以下是芯片封装的详细过程解析。
第一步：设计封装方案芯片封装的第一步是设计封装方案。
这个过程要根据芯片的性能和应用需求来选择合适的封装类型、尺寸、引脚布局以及材料等。
封装方案的设计需要考虑芯片的功耗、热量产生、高频特性等因素，以确保封装对芯片的性能和稳定性没有影响。
第二步：准备封装材料准备封装材料是封装过程中的重要一环。
封装材料包括封装底座、封装盖板、引线、封装胶等。
这些材料的选择要考虑到封装的可靠性、散热性能、EMI屏蔽性能等相关要求。
第三步：芯片背面处理芯片的背面处理主要涉及到腐蚀、清洗、镀金等工艺。
这些处理可以使芯片表面更加平整，提高封装过程中的接触可靠性，并提供良好的焊接条件。
第四步：焊接芯片焊接芯片是芯片封装的关键一步。
常见的焊接方式有焊球连接和金线焊接。
焊球连接是将芯片芯片的引脚与封装底座上的焊球粘接在一起。
而金线焊接是用一根金线将芯片的引脚与封装底座的引脚进行连接。
焊接时要保证焊点的可靠性和精度，防止焊接过程中温度过高而损坏芯片。
第五步：安装封装材料安装封装材料是将芯片与封装底座进行固定和保护的过程。
通常使用封装胶将芯片粘接在底座上，以增加芯片与外界环境的绝缘性和机械强度。
封装胶需要具有良好的粘接性、化学稳定性和导热性能，以确保芯片的可靠性和散热性能。
第六步：封装盖板封装盖板是用于覆盖在芯片的封装座上面，保护芯片免受外部环境的干扰和损害。
封装盖板通常由金属或塑料材料制成，具有良好的机械刚度和EMI屏蔽性能。
第七步：测试封装后的芯片需要进行测试，以验证其性能和可靠性。
测试包括外观检验、电气特性测试和可靠性测试等。
这些测试可以确保封装过程的质量和可靠性，以及芯片的一致性。
第八步：封装质量控制封装质量控制是保证封装过程质量的关键一环。