10微电子工艺基础封装技术
微电子封装的技术ppt
后段封装流程
划片
装片
将制造好的半导体芯片从晶圆上分离出来， 成为独立的个体。
将独立的半导体芯片按照一定的顺序和方式 装入封装壳内。
引线键合
打胶
通过金属引线将半导体芯片的电极与封装壳 的引脚相连，实现电路连接。
用环氧树脂等材料将半导体芯片和引线进行 固定和密封，以保护内部的电路。
封装测试流程
功能测试
信号完整性
高速信号传输过程中需要考虑信号完整性，包括 信号幅度、时间、相位等因素。
时序优化
高速信号传输需要优化时序关系，确保信号传输 的稳定性和可靠性。
高性能化趋势
多核处理器
采用多核处理器技术，提高计 算速度和性能。
GPU加速
采用GPU加速技术，提高图像处 理、人工智能等应用的性能。
存储器集成
将存储器与处理器集成在同一封装 内，提高数据处理速度和性能。
陶瓷材料
具有高导热、高绝缘、高强度和化学稳定性等特点，是微电子封装中应用最广泛 的材料之一，包括氧化铝、氮化硅和碳化硅等。
塑料材料
具有成本低、易加工和重量轻等特点，是微电子封装中应用最广泛的材料之一， 包括环氧树脂、聚酰亚胺和聚醚醚酮等。
最新封装设备
自动测试设备
用于检测芯片的性能和质量，包括ATE(Automatic Test Equipment)和ETE(Electronic Test Equipment)等。
其他领域
医疗设备
微电子封装技术可以实现医疗设备的信号传输和处理，提高医 疗设备的性能和稳定性。
航空航天
微电子封装技术可以实现航空航天设备的信号传输和处理，提高 航空航天的性能和稳定性。
智能家居
微电子封装技术可以实现智能家居设备的信号传输和处理，提高 智能家居的性能和稳定性。
第3章微电子的封装技术
第3章微电子的封装技术微电子封装技术是指对集成电路芯片进行外包装和封封装的工艺技术。
封装技术的发展对于提高微电子产品的性能、减小体积、提高可靠性和降低成本具有重要意义。
封装技术的目标是实现对芯片的保护和有效连接，同时满足对尺寸、功耗、散热、信号传输等方面的要求。
封装技术的发展经历了多个阶段。
早期的微电子产品采用插入式封装，芯片通过引脚插入芯片座来连接电路板，这种封装方式容易受到环境的影响，连接不可靠，也无法满足小型化和高集成度的需求。
后来，绝缘层封装技术得到了广泛应用，通过在芯片上覆盖绝缘层，然后连接金属线路，再通过焊接或压力连接的方式实现芯片与电路板之间的连接。
这种封装方式提高了连接的可靠性，但由于绝缘层的存在，芯片的散热能力受到限制。
随着技术的进步，微电子封装技术也得到了快速发展。
现代微电子产品普遍采用半导体封装技术，具有体积小、功耗低、可靠性强和成本低等优点。
常见的半导体封装技术有裸片封装、焊接封装和微球栅阵列封装等。
裸片封装是将芯片裸露在外界环境中，并通过焊接或压力连接的方式与电路板相连。
这种封装方式具有体积小、重量轻和散热能力强的优点，但对芯片的保护较差，容易受到外界的机械和热力作用。
焊接封装是将芯片与封装底座通过焊接的方式连接起来。
常见的焊接技术有电离子焊接、激光焊接和超声波焊接等。
电离子焊接是利用高能电子束将封装底座和芯片焊接在一起，具有连接可靠、焊接速度快的优点。
激光焊接利用激光束对焊接点进行加热，实现焊接。
超声波焊接则是利用超声波的振动将焊接点熔化，并实现连接。
焊接封装具有连接可靠、工艺简单和尺寸小的优点，但要求焊接点的精度和尺寸控制较高。
微球栅阵列封装是一种先进的封装技术，其特点是将芯片中的引脚通过微小球连接到封装底座上。
这种封装方式不仅提高了信号传输的速度和可靠性，还可以实现更高的封装密度和更小的封装尺寸。
微球栅阵列封装需要使用高精度的装备和工艺，但具有很大的发展潜力。
除了封装技术的发展，微电子封装材料的研究也十分重要。
微电子封装技术
印制板
回流炉
球栅阵列型封装BGA的优点 A、与QFP相比，可进一步小型化、多端子化，400端子以上 不太困难。 焊料微球凸点
印制板
B、球状电极的不会变形 C、熔融焊料的表面张力作用，具有自对准效果，实 装可靠性高，返修率几乎为零 D、实装操作简单，对操作人员的要求不高
日本厂家把主要精力投向QFP端子间距精细化方面， 但是未能实现0.3mm间距的多端子QFP，因为日本厂家认 为BGA实装后，对中央部分的焊接部位不能观察。
三次重大变革 直插式 表面贴装式 芯片尺寸封装
DIP SMT CSP
DIP
双列直插式封装结构
PGA
Pin Grid Array
平面栅阵电极封装
背面
集成电路管脚的不断增加，可达3000个管脚， 使得只在四周边设置引脚遇到很大困难
封装技术的第一次重大变革
插装技术
20世纪70年代中期
表面贴装技术
DIP
第七章
微电子封装技术
封装的作用
电功能：传递芯片的电信号 机械化学保护功能：保护芯片与引线 散热功能：散发芯片内产生的热量 防潮 抗辐照 防电磁干扰
集成电路产业
设计、制造、封装
据估计我国集成电路的年消费将达到932亿 美圆，约占世界市场的20%，其中的30%将用于 电子封装，则年产值将达几千亿人民币， 现在每年全国大约需要180亿片集成电路， 但我们自己制造，特别是封装的不到20% 先进封装技术的发展使得日本在电子系统、 特别是日用家电消费品的小型化方面一度走在了 世界之前
小型平面J 形引线式封装
引脚向内弯曲
3、QFP ：quad flat package
四周平面引线式封装
引脚向外弯曲 背面
微电子封装基础与传统封装技术
微电子封装基础与传统封装技术
一、微电子封装
微电子封装是指将微电子集成电路、芯片或其他微小元件封装在一起以形成可用于电子设备的独立单元的技术，它是微电子技术的重要组成部分。
微电子封装是将微电子集成电路、芯片以及其他微小元件封装在包装体中，使得它们可以作为完整模块被安装在电子系统中，以满足其功能要求的技术。
与传统封装技术相比，微电子封装要求更为严格的制作工艺，封装过程更加复杂，外形尺寸尺寸远小于传统封装技术的尺寸。
传统封装技术是指在电子设备开发过程中，将元件、电路和其他电子元件装入箱体，以确保元件之间的物理连接和保护电源线路的技术。
传统封装技术可以分为热封装技术和热熔封装技术。
其中，热封装技术指的是利用熔接或熔焊等加热方式将元件直接安装在箱体上以形成电子装配的技术，而热熔封装技术则是指将元件固定到晶圆封装箱体上，再将其他封装箱体固定在晶圆封装箱体上，以形成电子装配的技术。
电子封装技术相关知识介绍
电子封装技术相关知识介绍引言电子封装技术是微电子工艺中的重要一环，通过封装技术不仅可以在运输与取置过程中保护器件还可以与电容、电阻等无缘器件组合成一个系统发挥特定的功能。
按照密封材料区分电子封装技术可以分为塑料和陶瓷两种主要的种类。
陶瓷封装热传导性质优良，可靠度佳，塑料的热性质与可靠度虽逊于陶瓷封装，但它具有工艺自动化自动化、低成本、薄型化等优点，而且随着工艺技术与材料的进步，其可靠度已有相当大的改善，塑料封装为目前市场的主流。
封装技术的方法与原理塑料封装的流程图如图所示，现将IC芯片粘接于用脚架的芯片承载座上，然后将其移入铸模机中灌入树脂原料将整个IC芯片密封，经烘烤硬化与引脚截断后即可得到所需的成品。
塑料封装的化学原理可以通过了解他的主要材料的性能与结构了解。
常用塑料封装材料有环氧树脂、硅氧型高聚物、聚酰亚胺等环氧树脂是在其分子结构中两个活两个以上环氧乙烷换的化合物。
它是稳定的线性聚合物，储存较长时间不会固化变质，在加入固化剂后才能交联固化成热固性塑料。
硅氧型高聚物的基本结构是硅氧交替的共价键和谅解在硅原子上的羟基。
因此硅氧型高聚物既具有一般有机高聚物的可塑性、弹性及可溶性等性质，又具有类似于无极高聚物——石英的耐热性与绝缘性等优点。
聚酰亚胺又被称为高温下的“万能”塑料。
它具有耐高温、低温，耐高剂量的辐射，且强度高的特点。
塑料封装技术的发展塑封料作为IC封装业主要支撑材料，它的发展，是紧跟整机与封装技术的发展而发展。
整机的发展趋势：轻、小（可携带性）；高速化；增加功能；提高可靠性；降低成本；对环境污染少。
封装技术的发展趋势：封装外形上向小、薄、轻、高密度方向发展；规模上由单芯片向多芯片发展；结构上由两维向三维组装发展；封装材料由陶封向塑封发展；价格上成本呈下降趋势。
随着高新技术日新月异不断发展对半导体应用技术不断促进，所以对其环氧封装材料提出了更加苛刻的要求，今后环氧塑封料主要向以下五个方面发展：1 向适宜表面封装的高性化和低价格化方向发展。
微电子封装技术
微电子封装技术1. 引言微电子封装技术是在微电子器件制造过程中不可或缺的环节。
封装技术的主要目的是保护芯片免受机械和环境的损害，并提供与外部环境的良好电学和热学连接。
本文将介绍微电子封装技术的发展历程、常见封装类型以及未来的发展趋势。
2. 微电子封装技术的发展历程微电子封装技术起源于二十世纪五十年代的集成电路行业。
当时，集成电路芯片的封装主要采用插入式封装（TO封装）。
随着集成度的提高和尺寸的缩小，TO封装逐渐无法满足发展需求。
在六十年代末，贴片式封装逐渐兴起，为微电子封装技术带来了发展的机遇。
到了二十一世纪初，球栅阵列（BGA）和无线芯片封装技术成为主流。
近年来，微电子封装技术的发展方向逐渐向着三维封装和追求更高性能、更小尺寸的目标发展。
3. 常见的微电子封装类型3.1 插入式封装插入式封装是最早使用的微电子封装技术之一。
它的主要特点是通过将芯片引线插入封装底座中进行连接。
插入式封装一开始使用的是TO封装，后来发展出了DIP（双列直插式封装）、SIP（单列直插式封装）等多种封装类型。
插入式封装的优点是可维修性高，缺点是不适合高密度封装和小尺寸芯片。
3.2 表面贴装封装表面贴装封装是二十世纪六十年代末期兴起的一种封装技术。
它的主要原理是将芯片连接到封装底座上，再将整个芯片-底座组件焊接到印刷电路板（PCB）上。
表面贴装封装可以实现高密度封装和小尺寸芯片，适用于各种类型的集成电路芯片。
常见的表面贴装封装类型有SOIC、QFN、BGA等。
3.3 三维封装三维封装是近年来兴起的一种封装技术。
它的主要原理是在垂直方向上堆叠多个芯片，通过微弧焊接技术进行连接。
三维封装可以实现更高的集成度和更小的尺寸，同时减少芯片间的延迟。
目前，三维封装技术仍在不断研究和改进中，对于未来微电子封装的发展具有重要意义。
4. 微电子封装技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，微电子封装技术也在不断发展。
未来，微电子封装技术的发展趋势可以总结为以下几点：1.高集成度：随着芯片制造工艺的不断进步，集成度将继续提高，将有更多的晶体管集成在一个芯片上，这将对封装技术提出更高的要求。
微电子封装的概述和技术要求
微电子封装的概述和技术要求
近年来，各种各样的电子产品已经在工业、农业、国防和日常生活中得到了广泛的应用。
伴随着电子科学技术的蓬勃发展，使得微电子工业发展迅猛，这很大程度上是得益于微电子封装技术的高速发展。
当今全球正迎来以电子计算机为核心的电子信息技术时代，随着它的发展，越来越要求电子产品要具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、便捷化以及将大众化普及所要求的低成等特点。
这样必然要求微电子封装要更好、更轻、更薄、封装密度更高，更好的电性能和热性能，更高的可靠性，更高的性能价格比。
一、微电子封装的概述
1、微电子封装的概念
微电子封装是指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出连线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。
在更广的意义上讲，是指将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确定整个系统综合性能的工程。
2、微电子封装的目的
微电子封装的目的在于保护芯片不受或少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使电路具有稳定、正常的功能。
3、微电子封装的技术领域
微电子封装技术涵盖的技术面积广，属于复杂的系统工程。
它涉及物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等各门学科，也使用金属、陶瓷、玻璃、高分子等各种各样的材料，因此微电子封装是一门跨学科知识整合的科学，整合了产品的电气特性、热传导特性、可靠性、材料与工艺技术的应用以及成本价格等因素，以达到最佳化目的的工程技术。
在微电子产品功能与层次提升的追求中，开发新型封装技术的重要性不亚于电路的设计与工艺技术，世界各国的电子工业都在全力研究开发，以期得到在该领域的技术领先地位。
微电子器件的封装与封装技术
微电子器件的封装与封装技术微电子器件的封装是指将微电子器件通过一系列工艺及材料封装在某种外部介质中，以保护器件本身并方便其连接到外部环境的过程。
封装技术在微电子领域中具有重要的地位，它直接影响着器件的性能、可靠性和应用范围。
本文将对微电子器件的封装和封装技术进行探讨。
一、封装的意义及要求1. 保护器件：封装能够起到保护微电子器件的作用，对器件进行物理、化学及环境的保护，防止外界的机械损伤、湿度、温度、辐射等因素对器件产生不良影响。
2. 提供电子连接：封装器件提供了电子连接的接口，使得微电子器件能够方便地与外部电路连接起来，实现信号传输和电力供应。
3. 散热：现如今，微电子器件的集成度越来越高，功耗也相应增加。
封装应能有效散热，防止过热对器件性能的影响，确保其稳定运行。
4. 体积小、重量轻：微电子器件的封装应尽量减小其体积和重量，以满足现代电子设备对紧凑和便携性的要求。
5. 成本低：封装的制造成本应尽量低，以便推广应用。
二、封装技术封装技术是实现上述要求的关键。
根据封装方式的不同，可以将封装技术分为传统封装技术和先进封装技术。
1. 传统封装技术传统封装技术包括包装封装和基板封装。
（1）包装封装：包装封装即将芯片封装在芯片封装物中，如QFN （无引脚压焊封装）、BGA（球栅阵列封装）等。
这种封装技术适用于小尺寸器件，并具有良好的散热性能和低成本的优点。
（2）基板封装：基板封装主要是通过将芯片封装在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）上来实现。
它有着较高的可靠性和良好的电气连接性，适用于信号速度较慢、功耗较低的器件。
2. 先进封装技术随着微电子技术的发展，需要更加先进的封装技术来满足器件的高集成度、大功率以及快速信号传输等需求。
（1）3D封装技术：3D封装技术是指将多个芯片通过堆叠、缠绕、插口等方式进行组合，以实现更高的器件集成度和性能。
常见的3D封装技术包括TSV（Through-Silicon-Via，通过硅通孔）和芯片堆积技术。
《微电子封装技术》课件
医疗领域
微电子封装技术为医疗设备提 供高可靠性、小型化的解决方 案，如医学影像设备、诊断仪 器等。
航空航天领域
在航空航天领域，微电子封装 技术用于制造高精度、高稳定
的导航、控制和监测系统。
先进封装技术介绍
3D封装
通过在垂直方向上堆叠 芯片，实现更小体积、 更高性能的封装方式。
晶圆级封装
将整个芯片或多个芯片 直接封装在晶圆上，具 有更高的集成度和更小
BGA封装技术案例
总结词
高集成度、高可靠性
详细描述
BGA（Ball Grid Array）封装技术是一种高集成度的封装形式，通过将芯片粘接在基板上，并在芯片 下方布设球状焊球实现电气连接。BGA封装技术具有高集成度、高可靠性和低成本的特点，广泛应用 于处理器、存储器和高速数字电路等领域。
更轻便的设备需求。
A
B
C
D
更高可靠性
随着设备使用时间的延长，封装技术需要 不断提高产品的可靠性和寿命，以满足长 期使用的需求。
更低成本
随着市场竞争的加剧，封装技术需要不断 降低成本，以提高产品的市场竞争力。
04
封装技术面临的挑战与解 决方案
技术挑战
集成度散热 、信号传输等问题。
关注法规与环保要求
及时了解和遵守各国法规与环保要求，确保 企业的可持续发展。
05
封装技术案例分析
QFN封装技术案例
总结词
小型化、薄型化、低成本
详细描述
QFN（Quad Flat Non-leaded）封装技术是一种常见的无引脚封装形式，具有小型化、薄型化和低成本的特点 。它通过将芯片直接粘接在基板上，实现芯片与基板间的电气连接。QFN封装技术广泛应用于消费电子、通信和 汽车电子等领域。
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。
微电子封装技术的发展与应用
微电子封装技术的发展与应用目录：一、引言二、微电子封装技术的基本概念三、微电子封装技术的发展历程1. 初期封装技术的应用2. 现代封装技术的创新四、微电子封装技术在电子产品中的广泛应用1. 通信设备领域2. 汽车电子领域3. 智能家居领域五、微电子封装技术的未来发展趋势六、总结一、引言微电子封装技术是当今电子行业中的重要领域之一，随着科技的不断进步和市场的需求多样化，微电子封装技术得到了广泛的应用和发展。
本文将从微电子封装技术的基本概念、发展历程、应用领域以及未来发展趋势等方面进行介绍与分析。
二、微电子封装技术的基本概念微电子封装技术是指将电子芯片等微电子器件封装到适当的介质中，保护器件免受环境的干扰和损坏的一种技术。
它起到了连接电子器件和外部电路、防护器件和传导热量等多种功能。
目前常见的微电子封装技术有DIP（Dual In-line Package）、SIP（Single In-line Package）、QFP（Quad Flat Package）和BGA （Ball Grid Array）等。
这些封装技术在形状、引脚布局和焊接方式上有所不同，适用于不同类型的电子器件。
三、微电子封装技术的发展历程1. 初期封装技术的应用早期的微电子封装技术主要采用DIP和SIP等传统封装方式。
这些封装方式简单、可靠，但体积较大、重量较重，不适用于如今追求小型化、轻便化的电子产品。
随着科技的发展，人们对电子产品的要求也越来越高，进一步推动了封装技术的创新。
2. 现代封装技术的创新为了满足电子产品小型化、轻便化的需求，现代封装技术不断创新。
QFP和BGA等新型封装技术应运而生，它们具有体积小、重量轻、引脚布局合理等优点，在电子产品中得到了广泛应用。
同时，新材料的应用以及制造工艺的改进也促进了封装技术的发展。
四、微电子封装技术在电子产品中的广泛应用1. 通信设备领域在通信设备领域，微电子封装技术的应用尤为广泛。
电子封装、微机电与微系统第四章 封装工艺
1
4.2 厚 膜 技 术
厚膜材料是有机介质掺入微细金属粉、玻璃粉或陶瓷 粉末的混合物，通过丝网印刷工艺，印制到绝缘基板上。 无机相金属粉可确定厚膜成分：
● 金属或金属合金组成无机相导体； ● 金属合金或钌(Ruthenium)系化合物组成厚膜电阻； ● 玻璃或玻璃陶瓷无机相组成多层介质、密封剂或高介 电常数的电容层。
第四章 封 装 工 艺
1
图4-12 寄生电容
第四章 封 装 工 艺
1
4.8 倒装芯片技术
倒装芯片技术(Flip Chip Technology，FCT)是1960年首 先由IBM公司设计并开发研制出来的，但一直到近几年才 开 始应用于高速、单芯片微处理器或微电子集成芯片。倒装芯 片技术应用于少数功率器件，则是在最近的时间内。
第四章 封 装 工 艺
1
3. 孔内电连通 斜孔深度一般有几百微米，要在其侧壁上形成电通路， 通常可采用溅射、蒸发、电镀等方法。直孔电连通的常用 方法有低温化学淀积、熔融金属淀积、电镀等。
第四章 封 装 工 艺
1
4. 重布线 通孔内金属层制作完毕后，可以采用类似于集成电路
的再分布技术对键合好的圆片表面进行重新布线。
第四章 封 装 工 艺
1
2) 保温段 保温段是指温度从120℃～150℃升至焊膏熔点的区域， 其主要目的是使PCB上各元器件的温度趋于稳定，尽量减 少 温差。应保证足够的时间，使较大元器件的上升温度同 较 小元器件上升温度同步，保证焊膏中的助焊剂得到充分 挥 发。
第四章 封 装 工 艺
1
3) 回流段 在回流区域里，加热温度最高，元器件的温度快速上 升至峰值温度。在回流阶段，不同的焊膏，焊接峰值温度 不同，一般为焊膏的熔点温度加20℃～40℃。对于熔点为 183℃的Sn63Pb37焊膏和熔点为179℃的Sn62Pb36Ag2焊膏， 峰值温度一般为210℃～230℃。回流时间不要过长，以防 对PCB及元器件造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊 锡熔点“尖端区”覆盖的面积最小。
微电子封装技术及其应用研究
微电子封装技术及其应用研究第一章：引言微电子封装技术是现代微电子技术中的重要组成部分，其在各种电子设备和产品中的应用越来越广泛。
封装技术除了能够保护芯片及其内部器件不受外部环境影响外，还能提高其集成度，使电路板布线简单化，功耗降低，信号传输速度加快。
本文将从微电子封装技术的概念、分类等方面入手，介绍微电子封装技术的基本原理和工艺，探讨其在实际应用中的作用和未来发展方向。
第二章：微电子封装技术的概念和分类微电子封装技术是指在微电子芯片上运用一定的封装工艺，将芯片进行包封，通过引脚或其他电器连接方式与外部环境进行连接。
从封装方式来看，常见的微电子封装技术主要有三种：无封装（COB）、裸芯封装（FC）和塑封封装（PLCC）。
其中，无封装封装方式指的是不使用任何塑封材料的封装方式，而是直接在芯片背面搭接球系统，以实现引脚的电器连接；裸芯封装是指在芯片上涂一层导电胶水，通过覆盖在芯片上的电极铜线连接到外部环境；而塑封封装则是将整个芯片用特定的塑料封装起来，通过引脚或其他电器连接方式与外部环境进行连接。
第三章：微电子封装技术的基本原理和工艺微电子封装技术的基本原理是在芯片上运用一定的封装工艺，以实现芯片的保护和封装。
在进行微电子封装前，需要对芯片进行相关处理，以满足封装工艺的要求。
现代微电子封装技术主要采用半导体加工工艺，采用光刻、蒸镀等工艺，通过在芯片上制作金属线、电极、晶圆等结构，最终实现芯片的封装。
在封装过程中，塑封材料是最常用的材料之一，通过将芯片包封在塑封材料中，可以保护芯片不受到外部环境的损害，同时也起到一定的隔热和防潮作用。
第四章：微电子封装技术在实际应用中的作用微电子封装技术在实际应用中具有重要的作用。
首先，封装技术能够提高芯片的集成度，减少芯片体积，从而实现多芯片模组的设计，满足不同类型的电子设备的需要。
其次，封装技术能够提高芯片的可靠性和稳定性，在芯片运行过程中能够保证信号的传输速度和准确度，保证电路的稳定性和可靠性。
微电子工艺基础封装技术
微电子工艺基础封装技术
一、引言
微电子技术是21世纪新兴的技术，它以半导体技术和微机技术为基础，以芯片封装、电路能力优化、软件设计、系统集成、测试技术、校准
技术、无线通信技术等应用技术为实现系统的技术手段，用来实现手机、
计算机、智能家居、汽车等众多领域的电子设备的发展及制造。
微电子封
装技术是微电子技术的基础与重要组成部分，也是微电子产品出厂前质量
检查与完善的重要手段。
本文着重介绍微电子封装技术，包括其基本原理、术语、分类、应用和实施过程等。
二、微电子封装技术的基本原理
微电子封装技术是将晶圆、芯片、元器件组合在一起，将原来的小型
数字电路重新包装，使其功能更加全面，外形更加紧凑，就是微电子封装
技术。
将电子元器件物理、电气封装在一起，形成由介质连接的板块，具
有较强的功能性、可调整性和可靠性，是构建高效能、高可靠性的微电子
系统的基本要素。
微电子封装的基本工艺包括：铆焊、封装、清洁和测试，这四个基本
步骤必须在一定的步骤中逐步完成，经过这些步骤，半导体器件可以被成
功封装到电路板中，以实现电路的功能，为其余的电子系统构建提供基础
支撑。
三、封装技术术语。
mems和微系统封装基础
mems和微系统封装基础MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）是一种将微型机械和微电子器件集成在一起的微型系统。
它们通常由微型传感器、微型执行器和微型电子控制器组成。
MEMS技术是将微型机械部件与微型电子器件结合在一起，以实现微型化和集成化的系统。
微系统封装是将MEMS芯片集成到封装体中，以保护芯片并提供接口以连接到外部系统。
在MEMS和微系统封装基础方面，有几个关键概念和技术需要了解。
首先，MEMS技术包括微型加工技术、微型传感器和执行器技术、微型控制技术等。
微型加工技术是制造微型器件和结构的基础，包括光刻、薄膜沉积、离子刻蚀等工艺。
微型传感器和执行器技术是实现微型机械运动和响应的关键，如压力传感器、加速度计、微型马达等。
微型控制技术则是用来实现对MEMS系统的控制和驱动。
其次，微系统封装是将MEMS芯片封装到封装体中的过程，以保护MEMS芯片并提供电气和机械连接。
封装技术包括封装材料的选择、封装结构设计、封装工艺等。
封装材料通常需要具有良好的机械性能、热性能和尺寸稳定性，以确保封装的可靠性和稳定性。
封装结构设计需要考虑封装体的尺寸、形状、接口等，以满足MEMS系统的要求。
封装工艺包括封装体的制造、封装芯片的封装、封装过程的控制等。
另外，MEMS和微系统封装的研究和应用领域包括传感器、微型马达、微型执行器、微型流体控制器、微型光学器件等。
传感器是MEMS技术的重要应用领域，包括压力传感器、加速度计、陀螺仪等。
微型马达和微型执行器可以实现微型机械部件的运动和操作。
微型流体控制器可以用于微型生物芯片、微型实验室等领域。
微型光学器件可以用于微型成像、光通信、光传感等应用。
综上所述，MEMS和微系统封装是微型系统领域的重要技术和研究方向，涉及微型加工技术、微型传感器和执行器技术、微型控制技术、封装技术等。
它们的应用领域广泛，包括传感器、微型马达、微型执行器、微型流体控制器、微型光学器件等。
微电子封装技术的研究与优化
微电子封装技术的研究与优化一、引言微电子是当代科技的代表性产物，为现代信息技术等多个领域提供了技术基础和核心支撑。
微电子产品更便携、功能更强大，是信息化时代必需的。
微电子的封装技术不仅是保护芯片和维护其稳定性的重要手段，同时也是实现功能要求、降低综合成本的关键技术。
因此，对微电子封装技术的研究与优化具有极其重要的现实意义和应用价值。
二、微电子封装技术综述微电子封装技术是实现芯片与外部环境接口的关键环节。
其主要任务是将单晶片裸片，通过选用合适的封装材料和封装方法，将之包封在一定结构空间内，具体包括塑封、高温共烧陶瓷封装、无铅高温共烧陶瓷球陶瓷封装、混合封装等多种类型。
通常将微电子封装技术划分为以下 4 种类型：1. 扁平封装技术(FLP)：常见于置于轻便装置中的计算机单元，例如笔记本电脑、个人数字助手、手持式游戏机等。
2. 无引线封装技术 (WLP)：实现了由于引线距离过近而产生的互相影响的问题。
它通常少于 1 毫米，缩短了晶体管元件之间的互相作用距离，提高了操作速度。
3. 高温共烧陶瓷封装技术：是一种新型、温度高、密封性能优越的传统封装方式。
该封装结构由金属引脚和低温烧结的高温导电陶瓷薄膜组成。
4. 无铅高温共烧陶瓷球陶瓷封装技术：与传统铅封装技术相比，更加环保。
目前，铅的催化和毒性已被广泛地认识到，并不断应用进新的锡银材料。
三、微电子封装技术的研究1. 新型材料：研究人员发现，随着微电子技术的发展，传统的塑封材料以及高温共烧陶瓷材料已经难以满足要求。
开发新的封装材料成为研究的热点之一，包括但不限于硅氧化物、氮化铝、碳化钨等材料。
2. 封装结构设计：目前，一些研究人员着重于微电子封装的结构设计，从微观结构的角度入手，来进一步优化提高微电子封装的质量。
3. 封装工艺研究：封装工艺研究将有助于提高微电子封装设备的稳定性、晶圆利用率；充分研究封装工艺的可靠性，有助于延长微电子系统设备的运行寿命。
四、微电子封装技术优化1. 采用先进的多层线路板和高密度封装技术。
《微电子封装技术》课件
航空航天设备封装案例
航空航天设备封装案例：航空航天领域对设备的可靠性和稳定性要求极高，而微电子封装技术能够满 足这些要求。例如，在飞机发动机控制系统中、卫星导航系统中等，微电子封装技术发挥着重要作用 。它能够提高设备的可靠性和稳定性，降低成本，并促进小型化、集成化的发展趋势。
具体而言，在飞机发动机控制系统中，微电子封装技术能够实现高精度和高可靠性的控制，从而提高 发动机的性能和安全性。在卫星导航系统中，微电子封装技术能够提高定位精度和信号质量，从而提 高导航的准确性和可靠性。
医疗电子设备封装案例
医疗电子设备封装案例：医疗电子设备对精度和可靠性要求极高，而微电子封装技术能够满足这些要求。例如，在医疗影像 设备、心脏起搏器、血糖监测仪等中，微电子封装技术发挥着重要作用。它能够提高设备的性能和可靠性，降低成本，并促 进小型化、集成化的发展趋势。
具体而言，在医疗影像设备中，微电子封装技术能够提高图像质量和设备性能，从而提高诊断的准确性和可靠性。在心脏起 搏器中，微电子封装技术能够实现高精度和高可靠性的起搏控制，从而提高患者的生命安全和生活质量。在血糖监测仪中， 微电子封装技术能够实现快速、准确的血糖监测，从而帮助患者及时了解自身血糖状况并进行有效控制。
封装测试பைடு நூலகம்
01
封装测试是确保微电子封装产品性能和质量的 重要环节。
03
随着技术的不断发展，新型测试方法也在不断涌现 ，如X射线检测、超声检测等。
02
测试内容包括气密性检测、外观检测、电性能 测试等，以确保产品符合设计要求和性能标准
。
04
封装测试的发展趋势是高精度、高效率、自动化， 以提高测试准确性和降低成本。
。
柔性封装技术
03
微电子行业的封装技术资料
微电子行业的封装技术资料封装技术是微电子行业中的关键环节，它涉及到将微电子器件封装成集成电路，保护其免受外界环境的影响，并提供良好的导电、传热和机械保护等功能。
本文将对微电子封装技术进行详细介绍。
一、封装技术的背景与现状随着微电子器件不断发展，其封装方式也在不断演变。
最初的微电子封装是使用插件式封装，而现在主要采用集成电路封装。
这种封装方式可在小型、轻薄、可靠、高性能的芯片上提供功能强大的封装。
二、封装技术的分类与特点封装技术可根据封装材料和封装方式进行分类。
常见的封装材料包括塑料封装、金属封装和陶瓷封装等。
封装方式有无引脚封装和多引脚封装等。
不同的封装材料和封装方式在导热性能、散热效果、电气性能等方面有所不同。
三、封装技术中的关键环节封装技术中的关键环节包括电路设计、晶圆制备、封装材料选择、封装工艺等。
电路设计要求合理布局，兼顾信号传输和供电等需要；晶圆制备需要严格的工艺流程，确保芯片的质量；封装材料的选择要考虑导热性能、尺寸匹配等因素；封装工艺则涉及到焊接、封装注意事项描写、封装尺寸控制等多个步骤，要保证每个步骤都能准确无误地完成。
四、封装技术的发展趋势随着技术的发展，封装技术也在不断创新。
目前，微电子行业封装技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：1. 三维封装技术的应用将进一步提高芯片的集成度和性能。
2. 基于微纳尺度材料和技术的封装将提供更好的导热性和电气性能。
3. 模块化封装技术将使芯片的维修更加方便。
4. 绿色环保封装技术将成为未来发展的重要趋势。
五、封装技术的挑战与前景尽管封装技术在微电子行业中发挥着至关重要的作用，但仍面临一些挑战。
如封装材料的热膨胀系数不匹配、封装工艺的复杂性、芯片密度过高导致的散热问题等。
未来，随着科技的不断进步，这些挑战将得到有效解决，封装技术将进一步提升，为微电子行业带来更多的发展机遇。
总结：微电子行业的封装技术是一项复杂而关键的技术，它直接影响着微电子器件的性能和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第10章 封装技术
一、概述
二、封装工艺 三、封装设计
微电子工业基础
第10章 封装技术
三、封装设计
1、 前言 2、 金属罐法 3、 双列直插封装 4、 针形栅格阵列封装
5、 球形栅格阵列封装
6、 薄形封装 7、 四面引脚封装
8、 多芯片模块（MCM）封装
9、 板上芯片（COB）
微电子工业基础
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 11、终测 （1）环境测试 （教材P390）
① 温度循环 受测器件被载入测试室内，在高低两个极端的温度 下循环，缺陷恶化以便在电性测试中发现。 ② 持续加速测试 载入离心机中加速。 ③ 密封测试
总体检漏法。
微电子工业基础
第10章
动机：
封装技术
二、封装工艺
微电子工业基础
第10章
5、打线
线压焊不足：
封装技术
（2）反面球压焊技术
① ② ③ 连接点都有电阻 线太近的话容易短路 每个线压焊两个点
二、封装工艺
解决方案：
用沉积在每个压焊点上的金属突起物代替 金属线。把芯片反转过来之后对金属突起 物的焊接实现了封装体的电路连接。
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 5、打线 （2）反面球压焊技术
第10章 封装技术
微电子工艺基础
第10章 封装技术
本章目标：
1、熟悉封装的流程 2、熟悉常见半导体的封装形式
微电子工业基础
第10章 封装技术
一、概述
二、封装工艺 三、封装设计
微电子工业基础
第10章 封装技术
一、概述
1、简介
2、影响封装的芯片特性
3、封装的功能 4、洁净度和静电控制 5、封装的工艺流程 6、封装体的构成
三层结构：
低熔点粘片四步：
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 4、粘片 （2）树脂粘贴法（P383）
方法： 使用黏稠的液体树脂粘合剂。
液体树脂粘合剂可在芯片和封装体之间形成一层绝缘层或 在掺杂了金或银后称为电和热的良导体。
树脂粘贴法三步： ① ② ③ 粘片区沉积上一层树脂粘合剂 向下挤压芯片以使下面的树脂平整 烘干
11、终测 （2）电性测试 （教材P391）
验证经过晶圆电测过的良品芯片没有被以后的封装 工序搞坏。 ① 参数测试（输入输出电 压、电容、电流） ② 功能性测试
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 11、终测 （3）老化测试 （教材P391）
可选，高可靠性器件必须进行老化测试。 目的：加剧芯片与封装体内部的电性连接的性能， 驱使芯片体上所有污染物跑到正在运行的电路上， 导致失效。 方法： 器件插入到插件座中，安装在有温度循环 能力测试室内。 在测试中器件电路在加电的情况下经受温度循环 测试。
一、概述
封装技术
2、影响封装的芯片特性
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
2、影响封装的芯片特性
保护芯片所采取的措施： （1）临近晶圆制造工艺结尾处淀积钝化层 （2）为芯片提供一个封装体（封装温度不高于450度）
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
3、封装的功能
（ 1 ）紧固的引脚系统将脆弱的芯片表面器件连线与外部世 界连接起来。 （2）物理性保护（防止芯片破碎或受外界损伤） （3）环境性保护（免受化学品、潮气等的影响） （4）散热（封装体的各种材料本身可带走一部分热量）
微电子工业基础
第10章
封装技术
切筋成型 : 在接近封装工序的 结尾，需要将引脚与引脚之间 的连筋切除。
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
5、封装的工艺流程
⑧ 最终测试 包括电性测试及环境适应的可靠性测试。
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
6、封装体的构成
① 芯片粘贴区域（要求平整）
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
B： 在芯片的打线点上安装半球型的金属突起物 （反面球形压焊）；
C： TAB压焊技术；
微电子工业基础
第10章
封装技术
一、概述 5、封装的工艺流程
⑥ 封装前检查 有无污染物；
芯片粘贴质量；
金属连接点的好坏；
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
5、封装的工艺流程
⑦ 电镀、切筋成型和印字 电镀：为增强封装体的外部 引脚在电路板上的可焊性， 电镀上铅锡合金。
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
（1）洁净度
4、洁净度和静电控制
虽然封装区域对洁净度水平的要求远不如晶片生产区域严 格，但保持一定的洁净度仍是非常重要的。
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
（2）静电控制
4、洁净度和静电控制
在封装区域内来自于外界环境的最致命危害是静电（尤其 对于 MOS 栅结构的器件），因此每个生产高集成度芯片的 封装区域应有一套切实有效的防静电方案。
DIP适合于做管脚数量比较少的封装。
FC-PGA：Flip Chip Pin Grid Array 反转芯片针状栅格阵列
微电子工业基础
第10章
封装技术
三、封装设计
4、针形栅格阵列封装 （教材P394）
微电子工业基础
第10章
封装技术
三、封装设计
5、球形栅格阵列封装 （教材P394）
与 PGA 封装体的外形相似，但 BGA 是用一系列的焊 料突起物（焊球）用来完成封装体与 PCB 的电路连 接。
封装技术
二、封装工艺 4、粘片
粘片材料：（P382） ① 导电材料 金／硅合金； 含金属的树脂； 导电的聚酰亚胺 ② 非导电材料 树脂； 密封聚酰亚胺
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 4、粘片 （1）低熔点融合技术
原理： 共熔现象 ① 硅层 ② 金膜 ③ 金－硅合金（粘合性强、散热性好、 热稳定性好、含较少的杂质） ① ② ③ ④ 对封装体加热，直至金硅合金熔化 把芯片安放在粘片区 研磨挤压、加热形成金－硅合金 冷却系统
第10章
1、前言
封装技术
三、封装设计
70年代中期以前，大多数芯片封装不是金属罐就 是 DIP，随着芯片尺寸的缩小和集成度的提高， 逐渐出现了新的封装技术。
微电子工业基础
第10章
封装技术
三、封装设计 2、金属罐法 （教材P393）
用于封装分立器件和小规模集成电路。
微电子工业基础
第10章
封装技术
三、封装设计 3、双列直插封装 （教材P393）
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 6、封装
封装方法： 密封型：
焊接封装 焊料封装（焊接盖封装） CERDIP封装
非密封型：
树脂压模 顶部滴胶封装
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 6、封装
（1）金属罐（焊接封装） 比较早的封装方式，适合于分立器件或小规模集成电路。 （2）预制的陶瓷封装体封装 金属盖或者陶瓷盖。
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 11、终测
在器件封装的结尾，加工完毕的封装器件要经过一系列 的环境、电性和可靠性测试，有时可能只是抽样测试。
（1）环境测试
环境测试的目的：清除出有缺陷的（芯片松动、污染物 和粘片凹腔内的尘埃）或者密封不严的封装器件 环境测试的准备工作：稳定性烧烤一段时间（ 150 度、 连续24个小时），将封装器件中所有可挥发性的物质去 除掉。
检查表面划痕和污染物。
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 4、粘片
粘片的目的： ① 在芯片与封装体之间产生很牢固的物理性连接 ② 在芯片与封装体之间产生传导性或绝缘性的连接 ③ 作为介质把芯片上产生的热量传导到封装体上 粘片技术： ① 低熔点、概述
封装技术
5、封装的工艺流程
③ 取片和承载 在挑选机上选出良品芯 片，放于承载托盘中。
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
5、封装的工艺流程
④ 粘片 用金硅低熔点技术或 银浆粘贴材料粘贴在封装 体的芯片安装区域。
微电子工业基础
第10章
一、概述
封装技术
5、封装的工艺流程
⑤ 打线
A： 芯片上的打线点与封装体引脚的内部端点之间 用很细的线连接起来（线压焊）；
7、封装与PCB板的连接
微电子工业基础
第10章
一、概述 1、简介
封装技术
微电子工业基础
第10章
一、概述 1、简介
封装技术
将单个芯片从晶圆整体中分离出来后： （1）多数情况，被置入一个保护性的封装体中 （2）作为多芯片模块的一部分 （3）直接安装在印制电路板上（板上芯片COB）
微电子工业基础
第10章
金线压焊的方法：
热挤压焊法（TC压焊法）（300度-350度） 超声波加热法（温度更低）
微电子工业基础
第10章
5、打线
封装技术
（1）线压焊
二、封装工艺
金线压焊所受限制： ① 金线的消耗 ② 金铝形成紫色合金， 影响电传导性
微电子工业基础
第10章
封装技术
二、封装工艺 5、打线 （1）线压焊
铝线压焊优点： ① 低成本 ② 它与铝材料的压焊点属同种材料，不 容易受腐蚀 ③ 铝的压焊温度较金更低，这与使树脂 粘合剂粘片的工艺相兼容
第10章
封装技术