微纳制造导论-封装技术

划片机性能：
刀片类型 硬刀
适用材料 硅
切割深度 （um）
＜90
刀痕宽 最大切割尺
（um）
寸
＜40 ≤6inch
树脂刀 硅玻璃键合片
＜230 ≤6inch
软刀 金属刀 玻璃
＜3500 ＜230 ≤6inch
电铸刀 化合物
＜230 ≤6inch
2015/12/13
二、传统封装
2.2.2工艺
划片机工艺参照参数：
2.3.2环氧树脂粘贴 环氧树脂粘贴是将芯片粘贴到管壳上最常用的方法。环氧
树脂通过贴片机的点胶系统被滴在管壳的中心，贴片机将芯片 背面放在环氧树脂上，固化环氧树脂。
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二、传统封装
2.4引线键合
2.4.1原理 引线键合是将芯片表面的压点和管壳上的电极进行电连接
最常用的方法。键合线或是Au或是Al线，因为它在芯片压点 和管壳电极形成良好键合，通常引线直径是在25到75um之间。 引线键合的方法有超声楔键合和超声球键合。
封装工艺
MEMS封装工艺
封装工艺培训
主要内容
01
封装概述与封装层次
02
传统封装
03
先进的装配与封装
一、封装概述与封装层次
一、封装概述与封装层次
1.1概述
封装是把MEMS或集成电路装配为最终产品的过程。就是 把前道工艺的晶圆通过划片工艺切割为小的单元晶片（Die）， 然后将切割好的晶片用胶水贴装到管壳上，再利用超细的金属 （金、铝）导线通过引线键合将晶片的接合焊盘（BondPad） 连接到管壳的相应引脚（Lead）上构成所要求的电路，最后 将管壳和管帽通过缝焊或回流焊加以密封保护。
瑞士TRESKY公司生产的T-3002-M型号贴片机集点胶、 吸片、贴片于一体，吸嘴头可以360°旋转，贴片精度±10um。
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二、传统封装
贴片机性能：wenku.baidu.com
贴片模式 手动、半自动
点胶模式 手动、半自动
可贴硅片尺寸
≤6inch
贴片精度
±10um
贴片角度
360°
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二、传统封装
二、传统封装
在封装开始前必须被减薄。较薄的硅片更容易划成小芯片并改 善散热，也减小最终集成电路管壳的外形尺寸和重量。 2.1.1碱性腐蚀液（KOH)腐蚀硅 2.1.2化学机械平坦化（CMP）
20世纪80年代后期，IBM开发了化学机械平坦化（CMP） 的全局平坦化方法。它成为20世纪90年代高密度半导体制造 中平坦化的标准。化学机械平坦化（CMP）是一种表面全局 平坦化技术，是实现多层集成的关键工艺。它通过硅片和一个 抛光头
玻璃 树脂刀 0±0
23000
4
5-10
10-50
玻璃 金属刀
0±0
25000
4
30-60
3-5
硅玻璃 树脂刀 170±5 23000
4
30-50
10-50
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二、传统封装
2.3分检与管芯粘贴
2.3.1贴片原理及设备 划片后，每个好的芯片被分别挑选出来，通过贴片机粘贴
到管壳上。贴片机先在管壳上点胶，然后通过特定吸嘴头完成 吸片，贴放到管壳上。
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二、传统封装
2.2.2设备 日本NDS公司生产的NANO 150G型号划片机，采用影像
测高，测高时间比传统光电传感器测高缩短5倍以上；内建主 轴冷却水循环系统，有效平衡主轴冷却水温，提高切割精度与 稳定度；加配创新真空系统，减少60%压缩空气消耗量。
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二、传统封装
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一、封装概述与封装层次
对于所有的芯片，集成电路封装有4个重要功能： 1.保护芯片以免由环境和传递引起损坏。 2.为芯片的信号输入和输出提供互连。 3.芯片的物理支撑。 4.散热。
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一、封装概述与封装层次
在业界内有许多种封装形式，选择封装形式来优化满足以 上4个功能特定的设计约束条件有：性能、尺寸、重量、可靠 性及成本目标。封装集成电路可以使微芯片在广泛的使用环境 范围内正常工作，当选择集成电路封装时，玷污、潮气、温度、 机械振动以及人为滥用等各种环境必须考虑进去。
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二、传统封装
之间相对运动来平坦化硅片表面，在硅片和抛光头之间有磨料， 并同时施加压力。CMP能通过比去除低处图形快的速度去除 高处图形来获得均匀的硅片表面，精确并均匀地把硅片抛光为 需要的厚度和平坦度。
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二、传统封装
2.2划片
2.2.1原理
划片使用金刚石刀刃的划片刀把每个芯片从晶圆上切下来。在 划片前，将晶圆按正确的方向贴放到一个固定在金属框架的粘膜上。 该粘膜保持晶圆完整直到所有芯片被划成小块。晶圆被传到带有去 离子水喷淋的主轴下，然后用0.025 ~ 0.25mm厚的划片刀（旋转速 率达每分钟60000转），在x和y方向分别划片。用去离子水冲洗硅 片以去除划片过程中产生的硅浆残渣，而每个单独芯片由背面粘膜 支撑。划片刀通常沿切割道切透晶圆的70% ~ 100%。
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一、封装概述与封装层次
封装层次:
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二、传统封装
二、传统封装
传统封装工艺的流程：
背面减薄
划片、分检
管芯粘贴
引线键合
封帽测试
2.1背面减薄
传统最终装配的第一步操作是背面减薄，在前端制造过程 中，为了使破损降到最小，大直径硅片相应厚些。然而，硅片
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基底剩余厚度 主轴转速 进给速度 最大崩边 刀片磨耗范围 基底类型 刀片类型 ±误差（um） （rpm） (mm/min) 范围(um) (um/piece)
硅
硬刀
0±0
30000
10
10-20
0-1
硅 金属刀
0±0
30000
10
40-60
3-5
硅 树脂刀
0±0
30000
10
30-50 50-100
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一、封装概述与封装层次
常用的一些封装形式：
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一、封装概述与封装层次
1.2封装层次
对于电子元件有两种不同的封装层次。本章介绍的集成电路 的封装为第一级封装。一旦将芯片封装到一个集成电路块中，封 装I/O端连接芯片到下一层装配。第二级封装是将集成电路块装 配到具有许多元件和连接件的系统中。在大多数第二级封装中， 使用Sn焊料将集成电路块焊在印刷线路板上。印刷线路板 （PCB）,又被称为底板或载体，用焊料将载有芯片的集成电路 块粘贴在PCB上构成电路互联。同时使用连接件作为其余产品的 电子子系统的接口。最后将已装配好的电路板放入最终产品中。