集成电路封装基础知识
集成电路封装技术

集成电路封装技术一、概述集成电路封装技术是指将芯片封装成实际可用的器件的过程,其重要性不言而喻。
封装技术不仅仅是保护芯片,还可以通过封装形式的不同来满足不同应用领域的需求。
本文将介绍集成电路封装技术的基本概念、发展历程、主要封装类型以及未来发展趋势等内容。
二、发展历程集成电路封装技术随着集成电路行业的发展逐渐成熟。
最早的集成电路封装形式是引脚直插式封装,随着技术的不断进步,出现了芯片级、无尘室级封装技术。
如今,随着3D封装、CSP、SiP等新技术的出现,集成电路封装技术正朝着更加高密度、高性能、多功能的方向发展。
三、主要封装类型1.BGA封装:球栅阵列封装,是一种常见的封装形式,具有焊接可靠性高、散热性好等优点。
2.QFN封装:裸露焊盘封装,具有体积小、重量轻、成本低等优点,适用于尺寸要求严格的应用场合。
3.CSP封装:芯片级封装,在尺寸更小、功耗更低的应用场合有着广泛的应用。
4.3D封装:通过将多个芯片垂直堆叠,实现更高的集成度和性能。
5.SiP封装:系统级封装,将多个不同功能的芯片封装在一起,实现更复杂的功能。
四、未来发展趋势随着物联网、人工智能等领域的兴起,集成电路封装技术也将迎来新的挑战和机遇。
未来,集成电路封装技术将朝着更高密度、更低功耗、更可靠、更环保的方向发展。
同时,新材料、新工艺和新技术的应用将为集成电路封装技术带来更多可能性。
五、结语集成电路封装技术是集成电路产业链中至关重要的一环,其发展水平直接关系到整个集成电路的性能和应用范围。
随着技术的不断进步,集成电路封装技术也在不断演进,为各个领域的技术发展提供了强有力的支撑。
希望本文能够帮助读者更好地了解集成电路封装技术的基本概念和发展趋势,为相关领域的研究和应用提供一定的参考价值。
集成电路封装制程知识

集成电路封装制程知识
集成电路的制造包括芯片制造、芯片封装、测试三个制程。
目前本公司只进行芯片封装和测试两个制程,封装的制程如下:
1.划片
这道工序是将晶圆贴在蓝膜上,并将晶圆切割成芯粒。
2.粘片
这道工序是为了使芯片和框架之间形成一个良好的欧姆接触。
3.压焊
这道工序是为了将粘片完成后的芯片,使其芯片内引线和框架外引线用金丝键合在一起,从而使内外引脚连接起来。
4.塑封
这道工序是为了将压焊完成后的芯片进行包装,确保芯片和外界保持清洁、无干扰。
5.打印
这道工序是为了将塑封好的产品进行打印标识,使人明白这电路的型号和规格。
6.冲溢料
这道工序是为了除去管脚之间的塑封溢料及连筋,使电路更美观整洁。
7.喷砂
这道工序是为了将产品表面的油渣、生刺和溢料去除,以达到电镀的技术要求。
8.电镀
这道工序是将产品的引脚表面镀上一层纯锡,以提高其抗氧化性并增加其导电性。
9.冲切
这道工序是电镀好的产品冲切成单个的成形品。
10.测试
这道工序是测试产品的电性参数,将合格品和不合格品分开,防止电性不良产品出货。
其它还有:外检、编带、包装等辅助工序。
24.IC封装基本知识介绍

4.3.3 MCM应用领域 作为一个完整的电子系统,常常由许多功能块组成, 如复杂的运算单元像MCU和DSP、小信号放大、射频 电路、低频功放和光电器件等。这些功能电路往往用 不同的工艺实现,如要用同一工艺制在一片芯片上是 十分困难的,有时甚至是不可能的。 ——多芯片封装的集成电路组件
4.3.4 MCM的基板 多芯片封装的基板主要有以下一些类型 L(Laminate)型,即叠层型 C(Ceramic)型即原膜陶瓷型 D(Deposited Thin Film)型即淀积薄膜型 Si (Silicon)型,即硅型
SOP封装外形图
(3) QFP(Quad Flat Package) 四边引脚扁平封装
QFP封装结构 QFP的分类: QFP的分类:塑(Plastic)封 QFP(PQFP) 薄型QFP(TQFP) 窄(Fine)节距 QFP(FQFP)
4.3 集成电路多芯片组件(MCM)封装技术 集成电路多芯片组件( )
一种六芯片MCM
4.3.2 多芯片封装的好处 多芯片封装的好处是可将不同工艺的芯片组合在 一起在单片集成电路上实现较为完整的系统功能。还 在于可以利用现有成熟而较为复杂的芯片附加自己设 计的较简单的ASIC组成应用系统,降低产品开发风险, 提高芯片性能和经济效益。多芯片封装提高系统的保 密性和可靠性也是很显然的。多芯片封装是21世纪新 型封装的一个重要方向。
6. 按芯片功能分类 模拟集成电路(Analog IC):它是指处理模拟信号 (连续变化的信号)的集成电路 线性集成电路:又叫做放大集成电路,如运算 放大器、电压比较器、跟随器等 非线性集成电路:如振荡器、定时器等电路 数模混合集成电路(Digital - Analog IC) :例如数 模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等
封装基础第1章-集成电路封装

现代集成电路封装
图 4.2 电子封装系统中前三级封装组装层次 Fig. 4.2 Three levels of electronic package assemble
现代集成电路封装
一级封装 一级封装是指芯片级封装,即将芯片封装以形成器件,所以又称器件封装。 常规一级封装
几种典型的器件封装类型 针栅阵列封装 针栅阵列(PGA,Pin grid array)封装也叫插针网格阵列封装技术,由这种技术封装的 器件有多个由内至外的方阵形的插脚(针) ,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排 列,根据管脚数目的多少,可以围成 2~5 圈。安装时,将器件插入专门的 PGA 插座。为了 使得 CPU 器件能够更方便的安装和拆卸,从 486 芯片开始,出现了一种 ZIF CPU 插座,专 门用来满足 PGA 封装的 CPU 在印刷电路板上安装和拆卸的要求,该技术一般用于可能出现 多次插拔操作器件的场合。
图 2.4 集成电路二级封装的发展趋势 Fig. 2.4 Evolution of IC package
电子封装
电子封装的发展
封装是芯片和电子系统之间的桥梁,集成电路封装技术的发展既受微电子技术 中芯片设计和制造技术的推动,同时,封装技术的发展又有力地支撑和推动了整个 微电子技术的发展。
在过去几十年里,为适应集成电路向小型化、高速化、大功率发展的需要,集 成电路封装技术得到了不断的提高和改进。朝着小尺寸、多 I/O、高密度、高可靠 性、高散热能力、自动化组装的方向发展。
Introduction to Microsystems Packaging
Prof. Rao R. Tummala Georgia Institute of Technology
现代集成电路封装
集成电路封装知识简介

封装外观尺寸
TSOP II 54LD内部构造 内部构造
A6 A2 DS A5 A7
A5
Items
Thickness (mm) Nominal 1.000 0.127 Alloy 42 0.279 0.100 0.050 0.210 0.254 0.238
Thickness (mils) 39.37 5 A42 11 4 2 8 10 9.37
Die(Chip)
俯视图
Gold Wire L/F Pad Epoxy Inner Lead Die
正视图
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
打线结合(Wire Bonding)
主要工艺参数: • ball shear test • wire pull test • ball bond size • Ball placement • Pad Cractering Test • Loop Height Test • Reject(see PBI reject criteria) 见下页图示 打线后图片 设备与材料: 1. 打线机 2. 金线 3. 劈刀 主要机器参数: 1. 超声波功率 2. 焊接压力 3. 焊接持续的时间 4. 焊接温度
银胶
框架
胶带
固化 传统银胶粘结工艺
加热 固化 胶带粘结工艺
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
晶片粘结(Die Bonding) 银胶 芯片
框架焊盘
Fillet height BLT
Die Tilt
Y2
芯片
主要工艺参数: 1. BLT 2. Die tilt 3. Fillet height 4. Wetting 5. Die placement 6. Die shear
集成电路芯片封装

第一章集成电路芯片封装概述(P1)封装概念:狭义: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,引出接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。
广义:将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程。
(P3)芯片封装实现的功能:1、传递功能2、传递电路信号3、提供散热途径4、结构保护与支持(P4)封装工程的技术层次封装工程始于集成电路芯片制成之后,包括集成电路芯片的粘贴固定、互连、封装、密封保护、与电路板的连接、系统组合,直到最终产品完成之前的所有过程。
第一层次:又称为芯片层次的封装,是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定、电路连线与封装保护的工艺,使之成为易于取放输送,并可与下一层次组装进行连接的模块(组件)元件。
第二层次:将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电路卡的工艺。
第三层次:将数个第二层次完成的封装组装的电路卡组合成在一个主电路板上使之成为一个部件或子系统的工艺。
第四层次:将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程。
在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺也称为零级层次的封装,因此封装工程也可以用五个层次区分。
(P5)封装的分类:1、按封装集成电路芯片的数目:单芯片封装(SCP)和多芯片封装(MCP)2、按密封材料区分:高分子材料(塑料)和陶瓷3、按器件与电路板互连方式:引脚插入型(PTH)和表面贴装型(SMT)4、按引脚分布形态:单边引脚、双边引脚、四边引脚和底部引脚SMT器件有L型、J型、I型的金属引脚。
SIP:单列式封装SQP:小型化封装MCP:金属鑵式封装DIP:双列式封装CSP:芯片尺寸封装QFP:四边扁平封装PGA:点阵式封装BGA:球栅阵列式封装LCCC:无引线陶瓷芯片载体第二章封装工艺流程(P19)封装流程一般分为两个部分:用塑料封装(固封)之前的工艺步骤称为前段操作,在成型之后的工艺步骤称为后段操作。
集成电路封装工艺

集成电路封装工艺一、基本概念1.集成电路封装:将芯片与封装材料结合,形成电路封装结构,以提供芯片的保护、连接和安装环境。
2.封装工艺:指封装过程中所需要进行的操作和方法,包括封装流程、工艺参数的选择、工艺设备的操作等。
3.封装材料:封装芯片的材料,包括封装基底、封装芯片、引线材料等。
二、主要步骤1.芯片准备:在封装之前,需要进行芯片的准备工作,包括切割、测试和打磨等。
2.封装设计:根据芯片的尺寸、引脚数量和功能需求,设计封装结构和引线布局。
3.封装材料安装:将芯片放置在封装基底上,并固定好。
4.引线焊接:将引线与芯片的金属引脚相连接,实现信号传输和电路连接。
5.填充和灌封:使用封装材料填充器灌注封装基底中的空隙,以保护芯片。
6.引线修整和测试:修整引线的长度和位置,并进行封装的测试,确保封装质量和功能正常。
7.成品包装:对封装好的芯片进行标识、分类和包装,方便销售和使用。
三、常见封装类型1.DIP封装:双列直插封装,是最早的封装方式,引线通过孔插入电路板中。
2.QFP封装:方形扁平封装,引线以密集的“枪口”状排列,适用于高密度电路设计。
3.BGA封装:球栅阵列封装,芯片的引脚以球形焊点连接到电路板上,用于高性能和高速芯片。
4.CSP封装:芯片级封装,芯片直接封装在基底上,尺寸小、功耗低、散热性好。
5.COB封装:芯片覆盖封装,将芯片直接粘接在基底上,整个芯片组成一个整体。
封装工艺在集成电路制造中起到了重要的作用,能够增强电路的稳定性和可靠性,提高电路的性能和尺寸紧凑度。
随着科技的不断进步和集成电路的不断发展,封装工艺也在不断创新和改进。
未来,随着新的材料和封装技术的引入,集成电路封装工艺将会进一步提高,为电子设备的发展提供更多可能性。
集成电路芯片封装技术第1章

(50~90)%
封装效率
封装效率
=2-7%(1970-) =10-30%(1980-)
封装效率
=20-80%(1990-)
封装效率
=50-90%(1993-)
封装效率的改进
35
表2.封装厚度的变化
封装形式
封装厚度
(mm)
PQFP/PDIP TQFP/TSOP UTQFP/UTSOP
解决途径:
1、降低芯片功耗:双极型-PMOS-CMOS-???
2、增加材料的热导率:成本
微电子技术发展对封装的要求
三、集成度提高 适应大芯片要求
热膨胀系数(CTE)失配—热应力和热变形
解决途径:
1、采用低应力贴片材料:使大尺寸IC采用CTE接近
Si的陶瓷材料,但目前环氧树脂封装仍为主流
2、采用应力低传递模压树脂 消除封装过程中的热应
目的
使各种元器件、功能部件相组合形成功能电路
难易程度
依据电路结构、性能要求、封装类型而异
需考虑的问题
ห้องสมุดไป่ตู้保护
苛刻的工程条件(温度、湿度、振动、冲击、放射性等)
超高要求
超高性能 (3D IC)
超薄型、超小型
超多端子连接
超高功率(采用热冷、金属陶瓷复合基板等)
电子封装实现的四种功能
① 信号分配:
② 电源分配:
何将聚集的热量散出的问
题
封装保护
芯片封装可为芯片和其他连
接部件提供牢固可靠的机械
支撑,并能适应各种工作环
境和条件的变化
确定封装要求的影响因素
成本
电路在最佳
性能指标下
的最低价格
外形与结构
集成电路封装知识(3)

集成电路封装知识(3)在目前的封装工艺中,越来越多的制造商选择使用激光打码技术,尤其是在高性能产品中。
器件装配的方式有二种,一种是所谓的波峰焊(wave soldering),另一种是所谓的回流焊(reflow soldering)。
波峰焊主要用在插孔式PTH封装类型器件的装配,而表面贴装式SMT及混合型器件装配则大多使用回流焊。
波峰焊是早期发展起来的一种PCB板上元器件装配工艺,现在已经较少使用。
波峰焊的工艺过程包括上助焊剂、预热及将PCB板在一个焊料峰(solder wave)上通过,依靠表面张力和毛细管现象的共同作用将焊料带到PCB板和器件引脚上,形成焊接点。
在波峰焊工艺中,熔融的焊料被一股股喷射出来,形成焊料峰,故有此名。
目前,元器件装配最普遍的方法是回流焊工艺(reflow soldering),因为它适合表面贴装的元器件,同时,也可以用于插孔式器件与表面贴装器件混合电路的装配。
由于现在的元器件装配大部分是混合式装配,所以,回流焊工艺的应用更为广泛。
回流工艺看似简单,其实包含了多个工艺阶段:将焊膏(solder paste)中的溶剂蒸发掉;激活助焊剂(flux),并使助焊作用得以发挥;小心地将要装配的元器件和PCB板进行预热;让焊料熔化并润湿所有的焊接点;以可控的降温速率将整个装配系统冷却到一定的温度。
回流工艺中,器件和PCB板要经受高达210℃到230℃的高温,同时,助焊剂等化学物质对器件都有腐蚀性,所以,装配工艺条件处置不当,也会造成一系列的可靠性问题。
封装质量必须是封装设计和制造中压倒一切的考虑因素。
质量低劣的封装可危害集成电路器件性能的其它优点,如速度、价格低廉、尺寸小等等。
封装的质量低劣是由于从价格上考虑比从达到高封装质量更多而造成的。
事实上,塑料封装的质量与器件的性能和可靠性有很大的关系,但封装性能更多取决于封装设计和材料选择而不是封装生产,可靠性问题却与封装生产密切相关。
集成电路封装知识(4)

集成电路封装知识(4)因为声波是物质波(matter wave),C-SAM技术能够反映X射线成像术无法探测到的封装裂痕。
C-SAM的初级声波脉冲频率在15到100兆赫兹,现在,一些用于探测倒扣芯片封装缺陷的C-SAM的频率更高达250兆赫兹以上。
C-SAM的空间分辨率在50到400微米之间,取决于许多因素,包括声波显微镜的频率、封装模块的厚度及塑封料对声波的吸收等。
显微镜:显微镜在封装失效分析中十分有用,许多电路中的特征和缺陷度是通过显微镜确定的。
显微镜包括一般的光学显微镜和电子显微镜。
光学显微镜的放大倍数从低倍、中倍到高倍都很有用,可以用于观测开封后的封装模块芯片表面缺陷,如球焊的浮起,钝化层开裂等。
光学显微镜最好可以同时从目镜和显示屏中观察,若带有成像技术(拍照、录象)就更加理想。
扫描电子显微镜(SEM)也是十分有用的失效分析工具,它可以用于观察光学显微镜无法清楚反映的问题,并可以把缺陷放大。
大部分SEM都附带EDX(energy dispersion X-ray),可用于探测所选区域的材料成分(元素),对于表面沾污、界面分层等的分析很有帮助。
透射电子显微镜(TEM)在封装失效分析中也有使用,但并不普遍。
其它分析方法:由于封装工艺中大量使用高分子材料,所以,一些高分子表征手段使用也十分广泛,如DSC(differential scanning calorimetry,差分扫描量热仪)、TMA(thermomechanical analysis,热机械分析)、TGA(thermogravimetric analysis,热重分析)、DMA(dynamic mechanical analysis,动态机械分析)及流变分析等,这些设备可以帮助了解和掌握高分子材料的热性能、机械(力学)性能和流变性能,对于工艺条件的改进是很有帮助的。
另外,一些表面分析仪器如SIMS、TOF-SIMS、AES、XPS、FTIR等在封装失效分析中也常常用到,由于在前面各章中已作了专门介绍,在这里就不再重复了。
集成电路基础知识

集成电路基础知识:IC封装大全(上)[DATE:2009-5-19] 1、BGA(ballgridarray)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,今后在美国有可能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。
现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。
有的认为,由于焊接的中心距较大,连接可以看作是稳定的,只能通过功能检查来处理。
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(见OMPAC和GPAC)。
2、BQFP(quadflatpackagewithbumper)带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。
QFP封装之一,在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫)以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。
美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC等电路中采用此封装。
引脚中心距0.635mm,引脚数从84到196左右(见QFP)。
3、碰焊PGA(buttjointpingridarray)表面贴装型PGA的别称(见表面贴装型PGA)。
4、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。
5、Cerdip用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装,用于ECLRAM,DSP(数字信号处理器)等电路。
电子元件封装大全及封装常识

电子元件封装大全及封装常识一、什么叫封装封装,就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。
它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用,而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。
因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。
另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。
由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造,因此它是至关重要的。
衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。
封装时主要考虑的因素:1、芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1;2、引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能;3、基于散热的要求,封装越薄越好。
封装主要分为DIP双列直插和SMD贴片封装两种。
从结构方面,封装经历了最早期的晶体管TO(如TO-89、TO92)封装发展到了双列直插封装,随后由PHILIP公司开发出了SOP小外型封装,以后逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)及SOT(小外形晶体管)、SOIC(小外形集成电路)等。
从材料介质方面,包括金属、陶瓷、塑料、塑料,目前很多高强度工作条件需求的电路如军工和宇航级别仍有大量的金属封装。
封装大致经过了如下发展进程:1.结构方面:TO->DIP->PLCC->QFP->BGA ->CSP;2.材料方面:金属、陶瓷->陶瓷、塑料->塑料;3.引脚形状:长引线直插->短引线或无引线贴装->球状凸点;4.装配方式:通孔插装->表面组装->直接安装二、具体的封装形式1、 SOP/SOIC封装SOP是英文Small Outline Package 的缩写,即小外形封装。
集成电路封装基础知识

集成电路封装基础知识《集成电路封装基础知识:小身材,大能量》嘿,各位小伙伴们!今天咱来聊聊那小小的集成电路封装,可别小瞧了这玩意儿,它虽然看着不起眼,但那可是有着大能量哩!说起集成电路封装啊,就像是给那些芯片小宝贝们穿衣服。
你想啊,这些芯片就像刚出生的小宝宝,赤裸裸地可不行,总得给它们好好包装一下,让它们能安全又舒服地在各种电子设备里工作呀。
这衣服穿得好不好,那影响可大了去了。
要是封装得不好,就好比给宝宝穿了一身不合身的衣服,不但行动不方便,还可能出各种毛病。
所以啊,封装这活儿可得精细着点儿。
好的封装就像是给芯片穿上了一套超级战甲!不仅能保护芯片不受外界的干扰和伤害,还能帮助它们散热,不然芯片温度太高,那不就“发烧感冒”啦。
而且呀,这战甲还得轻,不能给芯片增加太多负担。
想象一下,这些集成电路就像是一群小小的超级英雄,在封装的保护下,威风凛凛地在电子世界里大显身手。
它们在手机里让我们愉快地聊天、打游戏;在电脑里帮我们高效地工作、学习。
而这背后,封装功不可没呀!封装还有各种不同的类型和技术呢,就跟咱买衣服有不同款式一样。
有的封装小而精致,适用于那些小巧玲珑的电子产品;有的封装则强大厚实,能应对更复杂苛刻的环境。
咱普通人平时可能不太会注意到集成电路封装,但它真的无处不在。
可以说,没有了它,我们的生活可就没那么便捷和精彩啦!所以啊,下次当你愉快地拿着手机玩耍,或者用电脑办公的时候,不妨想想那小小的集成电路封装,是它们在背后默默地付出,让一切变得如此美好。
总之,集成电路封装虽然听起来是个很专业的东西,但其实它就像我们生活中的一部分,小小的身材却蕴含着大大的能量。
让我们为这些小小的英雄们点赞,也期待着未来它们能带给我们更多的惊喜和便利!怎么样,现在你对集成电路封装是不是有了更有趣的认识啦?。
集成电路封装知识(2)

集成电路封装知识(2)对15到30微米厚的粘结剂,压力在5N/cm2。
芯片放置不当,会产生一系列问题:如空洞造成高应力;环氧粘结剂在引脚上造成搭桥现象,引起内连接问题;在引线键合时造成框架翘曲,使得一边引线应力大,一边引线应力小,而且为了找准芯片位置,还会使引线键合的生产力降低,成品率下降。
聚合物粘结剂通常需要进行固化处理,环氧基质粘结剂的固化条件一般是150°C,1小时(也有用186°C,0.5小时固化条件的)。
聚酰亚胺的固化温度要更高一些,时间也更长。
具体的工艺参数可通过差分量热仪(Differential Scanning Calorimetry, DSC)实验来确定。
在塑料封装中,引线键合是主要的互连技术,尽管现在已发展了TAB(tape automated bonding)、FC(flip chip)等其它互连技术,但占主导地位的技术仍然是引线键合技术。
在塑料封装中使用的引线主要是金线,其直径一般在0.025mm到0.032mm(1.00mil到1.25mil)。
引线的长度常在1.5mm到3mm (60mil到120mil) 之间,而弧圈的高度可比芯片所在平面到0.75mm(30mil)。
键合技术有热压焊(thermocompression),热超声焊(thermosonic)等。
这些技术的优点是容易形成球形(所谓的球焊技术,ball bonding),并且可以防止金线氧化。
为了降低成本,也在研究用其它金属丝,如铝、铜、银、钯等来替代金丝键合。
热压焊的条件是二种金属表面紧紧接触,控制时间、温度、压力,使得二种金属发生连接。
表面粗糙(不平整)、有氧化层形成或是有化学沾污、吸潮等都会影响到键合效果,降低键合强度。
热压焊的温度在300°C到400°C,时间一般为40毫秒(通常,加上寻找键合位置等程序,键合速度是每秒二线)。
超声焊的优点是可避免高温,因为它用20到60 KHz的超声振动提供焊接所需的能量,所以,焊接温度可以降低一些。
集成电路封装介绍

集成电路封装介绍
封装集成电路
封装集成电路(Package Integrated Circuit,简称PIC),是将集
成电路(Integrated Circuit,简称IC)封装成有形的组件,它可以安
装在微机或其他电子设备上,从而发挥其功能的一种电子元件。
封装集成
电路是在技术发展中发挥着不可替代的作用,特别在早期的示波器、计算
机中,它都发挥着重要的功能。
封装集成电路可以分为三类:平板封装集成电路,模块封装集成电路
和板上封装集成电路。
1、平板封装集成电路
平板封装集成电路是最常用的封装方式,它采用矩形底座,上面安装
引脚,除此之外还有抗表面电容、抗表面电阻等组件,芯片直接安装在底
座上,然后将相关的接线组件安装在底座上,使其具有可靠性和耐用性。
2、模块封装集成电路
模块封装集成电路采用整体结构,底座和芯片及其相关部件,如滤波器、电容器、变频器、电感器等,均采用封装的方式,整体结构更加紧凑,而且安装方法更加方便,因此,模块封装集成电路在技术上具有良好的性能,已经大量地应用于各种设备中。
3、板上封装集成电路。
集成电路芯片封装第四讲

• 10、你要做多大的事情,就该承受多大的压力。7/24/2
020 4:27:39 AM04:27:392020/7/24
• 11、自己要先看得起自己,别人才会看得起你。7/24/2
谢 谢 大 家 020 4:27 AM7/24/2020 4:27 AM20.7.2420.7.24
• 12、这一秒不放弃,下一秒就会有希望。24-Jul-2024 Ju ly 202020.7.24
各向异性导电胶倒装焊接法
倒装芯片下填充
目的:缓冲焊点受机械振动和CTE失配导致基板对芯片拉力 作用引起的焊点裂纹和失效,提高可靠性。
倒装芯片下填充方法
FCB技术特点
优点: 1)互连线短,互连电特性好 2)占基板面积小,安装密度高 3)芯片焊区面分布,适合高I/O器件 4)芯片安装和互连可同时进行,工艺简单、快速 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
WB可靠性问题
金属间化合物形成——常见于Au-Al键合系统 引线弯曲疲劳 引线键合点跟部出现裂纹。 键合脱离——指键合点颈部断裂造成电开路。 键合点和焊盘腐蚀
腐蚀可导致引线一端或两端完全断开,从而使引线在 封装内自由活动并造成短路。
载带自动键合(TAB)技术概述
载带自动焊(Tape Automated Bonding,TAB)技术 是一种将芯片组装在金属化柔性高分子聚合物载带上的集 成电路封装技术;将芯片焊区与电子封装体外壳的I/O或基 板上的布线焊区用有引线图形金属箔丝连接,是芯片引脚 框架的一种互连工艺。
倒装芯片键合技术
倒装芯片键合(FCB)是指将裸芯片面朝下,芯片焊区与 基板焊区直接互连的一种键合方法:通过芯片上的凸点直接 将元器件朝下互连到基板、载体或者电路板上。而WB和TAB 则是将芯片面朝上进行互连的。由于芯片通过凸点直接连接 基板和载体上,倒装芯片又称为DCA(Direct Chip Attach )
集成电路基础知识

塑封集成电路封装基础知识什么是晶圆:1、晶圆的主要材料是单晶硅;2、晶圆是在超净化间里通过各种工艺流程制造出来的圆形薄片;3、晶圆按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸。
4、晶圆越大,同一圆片上可生产的单颗芯片就多。
依据芯片尺寸大小,一个8英寸晶圆上一般有5000-6000颗芯片。
什么是芯片:1、芯片:是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。
2、芯片是电子设备中最重要的部分,承担着运算和存储的功能。
集成电路的应用范围覆盖了军工、民用的几乎所有的电子设备。
什么是封装封装:就是指把芯片上的焊点,用导线接引到外部接头处,以保护芯片免受外部环境影响,实现标准化的过程。
封装的作用1、传递电能2、传递电路信号3、提供散热路径4、电路的结构保护和支持封装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环境,以使电路芯片工作稳定、符合设计功能要求。
封装的作用:1、传递电能,主要是指电源电压的分配和导通。
首先要能接通电源,使芯片与电路间流通电流。
其次要能将不同部位的电源分配恰当(电位转换),同时也要考虑接地线的分配问题。
2、传递电路信号,主要应尽可能考虑芯片与I/O引线接口互连路径最短,使电信号延迟减小。
对高频,还应虑串扰问题。
3、提供散热路径,主要是要考虑芯片长期工作如何将产生的热量散出的问题;对大功率器件还应考虑强制冷却方式。
4、电路的结构保护和支持,主要是指为芯片和其他部件提供可靠的机械支撑,并能适应各种工作环境和条件的变化。
晶圆检验:晶圆检验:主要是利用高低倍显微镜对中测后晶圆片或MAPING晶圆片的表面质量缺陷状况进行检查、评价以及对晶圆资料进行核对的过程。
晶圆检验项目:是否压点氧化、压点沾污、钝化层残留、铝条划伤、桥接、未中测,资料不符等减薄:晶圆减薄:就是利用减薄机的去除技术将晶圆的背面的硅材料减到可以适合封装的程度,以满足芯片组装的要求。
成型后产品解剖划片:又称晶圆切割,就是利用划片机的切消技术,沿着晶圆的划道将晶圆分割成单个集成电路单元(芯片)的过程。
集成电路封装概述

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3.1根据材料分类,根据所用的材料来划分半导体器 件封装形式有金属封装、陶瓷封装、金属-陶瓷封 装和塑料封装 3.2根据密封性分类,按封装密封性方式可分为气密 性封装和树脂封装两类 3.3根据外形、尺寸、结构分类,按封装的外形、尺 寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和 高级封装
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4.SiP(system in a package,封装内系统, 或称系统封装)是指将不同种类的元件,通 过不同技术,混载于同一封装之内,由此 构成系统集成封装形式。该定义是经过不 断演变,逐渐形成的,开始是在单芯片封 装中加入无源元件,再到单个封装中加入 多个芯片、叠层芯片以及无源器件,最后 封装构成一个体系,即SiP 返回
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1.封装形式主要有:DIP、SOP、QPF、PGA、 BGA到CSP再到现在的SIP
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2.1利用膜技术及微细连接技术将半导体芯片(chip) 和框架(Lead-Frame)或基板(Substrate)或 塑料薄片(Film)或印刷线路板中的导体部分连 接以便引出接线引脚,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技术。
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5.1.封面积比增大 5.2.在物理尺寸变小 5.3.有很好的兼容性 5.4. SIP可提供低功耗和低期 5.7.有良好的抗机械和化学侵害的能力以及高可靠 性 返回
集成电路封装概述
6. SIP综合运用现有的芯片资源及多种先进封装技术的优势, 有机结合起来由几个芯片组成的系统构筑而成的封装,开 拓了一种低成本系统集成的可行思路与方法,较好地解决 了SOC中诸如工艺兼容、信号混合、电磁干扰EMI、芯片 体积、开发成本等问题,在移动通信、蓝牙模块、网络设 备、计算机及外设、数码产品、图像传感器等方面有很大 的市场需求量。所Semico公司报道,世界SIP营销收入将 从2002年的8200万美元增长到2007年的7.48亿美元, 年均增长率达55.6%。日本新近预测,2007年世界有关 应用SIP技术的LSI市场可望达1.2万亿日元,这是根据同 期系统LSI的1/5可利用SIP技术计算而得的。
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集成电路封装基础知识教材集成电路封装基础知识第一章集成电路的概述第一■节序言第二节集成电路的产生第三节集成电路的定义第四节集成电路的前道和后道的定义第五节集成电路的分类第二章集成电路的构成第一节集成电路的主要构成第二节各组成部分的作用第三章集成电路的封装类型第一节国外集成电路的封装类型第二节国内集成电路的命名第三节本公司内部的集成电路的封装类型第四节集成电路未来发展的趋势第四章集成电路的一脚(INDEX)识别第一节集成电路的一脚构成第二节集成电路的一脚识别第五章集成电路封装的主要材料第一节集成电路的主要原材料第二节各原材料的组成、保管、主要参数第六章集成电路封装工艺流程第一节集成电路封装的主要工艺流程第二节集成电路封装的详细工艺流程第三节封装中工艺流程的变化第七章集成电路封装设备的主要结构第一节封装设备的通用结构第二节设备各部分的作用第三节各工序各部分的结构不同第四节设备操作面板上常用英文和日文单词注释第八章集成电路封装设备的主要控制原理第一节PLC的概念第二节PLC的控制原理第三节设备的控制原理第九章集成电路封装中的常用单位换算第一节长度单位换算表第二节质量单位换算表第三节体积和容积单位换算表第四节力单位换算表第五节力矩和转矩单位换算表第六节压力和应力单位换算表第七节密度单位换算表第一节序言从本世纪50年代末开始,经历了半个多世纪的无线电电子技术正酝酿着一场新的革命.这场革命掀起的缘由是微电子学和微电子技术的兴起•而这场革命的旋涡中心则是集成电路和以其为基础的微型电子计算机.集成电路的问世,开辟了电子技术发展的新天地,而其后大规模和超大规模集成电路的出现,则迎来了世界新技术革命的曙光•由于集成电路的兴起和发展,创造了在一块小指甲般大小的硅片上集中数千万个晶体管的奇迹;使过去占住整幢大楼的复杂电子设备缩小到能放入人们的口袋,从而为人类社会迈向电子化,自动化,智能化和信息化奠定了最重要的物质基础•无怪乎有人将集成电路和微电子技术的兴起看成是跟火和蒸汽机的发明具有同等重要意义的大事1 •集成电路的产生5•集成电路的分类:TTL集成电路;(定义)集成运算放大器;COMS集成电路;接口集成电路; ECL集成电路;集成稳压器与非线性模拟集成电路微型计算机集成电路;HTL集成电路.2•集成电路的构成:.集成电路的封装类型1. 国外集成电路封装类型的命名及分类SIP ---------------------------------------------- (SINGLE IN -INE PACKAGE) ZIP ---------------------------------------- (ZIG-ZAG IN-LINE PACKAGE)DIP-------------------------------------------- (DUAL IN-LINE PACKAGE) SHDIP -------------------------- (SHRINK DUAL IN-LINE PACKAGE)WDIP ------------------ (WINDOW TYPE DUAL IN-LINE PACKAGE)PGA -------------------------------------- (PIN GRID ALLEY PACKAGE)SVP---------------------------------- (SURFACE VERTICAL PACKAGE) SOP ----------------------- (SMALL OUTLINE L-LEADED PACGAGE) TSOP1 ------------ (THIN SMALL OUTLINE L-LEADED PACKAGE)LSSOP -------------------------------------- (LOW PRO SMALL OUTLINE PACKAGE)TSSOP -------------------------------------- (THIN PRO SMALL OUTLINE PACKAGE)UTSOP ------------------------------------ (ULTRA THIN SMALL OUTLINE L-LEADED PACKAGE)QFP ------------------------------------------------------------------ (QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE)LQFP -------------------------------------------- (LOW PRO FLAT L-LEADED PACKAGE)TQFP --------------------------------------------------------- (THIN QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE)UTQFP ------------------------------------------ (ULTRA THIN QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE)HQFP -------------------------------------------------------------------------------- (QFP WITH HEAT SINK)TPQFP ------------------------------------------------- (TEST PAD QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE)SON ---------------------------------------------------- (SMALL OUTLINE NON-LEADED PACKAGE)QFN ----------------------------------------------------------- (QUAD FLAT NON-LEADED PACKAGE)SOJ ----------------------------------------------------------- (SMALL OUTLINE J-LEADED PACKAGE)QFJ ------------------------------------------------------------------- (QUAD FLAT J-LEADED PACKAGE)BGA ------------------------------------------------------------------------------------ (BALL GRID ARRAY)SPGA ------------------------------------------------------------- (SHRINK PIN GRID ALLEY PACKAGE)LGA ------------------------------------------------------------------------ (LEAD GRID ALLEY PACKAGE)DTP ------------------------------------------------------------------- (DUAL TAPE CARRIER PACKAGE)QTP ------------------------------------------------------------------- (QUAD TAPE CARRIER PACKAGE)SIMM ------------------------------------------------------------- (SINGLE INLINE MEMORY MODULE)DIMM ---------------------------------------------------------------- (DUAL INLINE MEMORY MODULE)SOCKET TYPE3. 国内外封装名称对照:SIP ----------- S INGLE IN LINE PACKAGE ------------------ 单列封装SIPT --------- S INGLE IN LINE PACKAGE WITH TAB----- 带散热片的单列封装DIP ----------- D UAL IN LINE PACKAGE ----------------------- 双列封装DIPT --------- D UAL IN LINE PACKAGE WITH TAB -------- 带散热片的双列封装SDIP --------- S HRINK DUAL IN LINE PACKAGE ----------- 纵向收缩型双列封装2. 国内集成电路的名称和代号:玻璃陶瓷扁平封装 W 陶瓷四面引线扁平封装 Q 塑料双列弯引线封装O 陶瓷熔封扁平封装 H 塑料双列封装 P 陶瓷熔封双列封装 J 金属菱形封装 K 塑料片式载体封装 E 陶瓷扁平封装 F 塑料扁平封装 B 塑料四面引线扁平封装 N 陶瓷双列封装 D 塑料单列封装 S 金属圆形封装 T 陶瓷无引线片式载体封装 --------------- C陶瓷针栅阵列封装 ---------------------- GSWDIP ----- SKINNY DIP OR SHRINK WIDTH DUAL IN LINE PACKAGE----------- 横向收缩型双列封装QIP ---------- QUAD IN LINE PACKAGE ----------------------- 四列封装ZIP ----------- ZIGZAG IN LINE PACKAGE -------------------- 引线交叉排列封装CERDIP ——CERAMIC DUAL IIN LINE PACKAGE ------- 陶瓷熔封双列式封装CDIP -------- CERAMIC DUAL IN LINE PACKAGE (SIDE BRAZED )----------- 陶瓷双列式封装(通常指侧面钎焊的)PGA --------- PIN GRID ARRAY --------------------------------- 针栅阵列封装SOP --------- SMALL OUT LINE PACKAGE ------------------ 微型封装(两面出腿)SOJ --------- SMALL OUTLINE PACKAGE WITH J LEAD----J 形弓 I 线微型封装PLCC -------- PLASTIC LEADED CHIP CARRIER ----------- CLCC/LCC--CERAMIC LEADLESS CHIP CAEEIER ------ 陶瓷片式载体 QFP --------- QUAD FLAT PACKGE ---------------------------- 四面引线扁平封装 薄的微型封装(两面出腿)塑封有引线的片式封装TSOP ------- THIN SMALL OUTLINE PACKAGE ------------4.本公司内现有的封装类型SIP、SIPTDIP、DIPT、SDIP、SKDIPDIP24、DIP28、DIPT14、SDIP42、SDIP52、SDIP64、SKDIP22、SKDIP24SOP8、SOP14 SOP16 SOP20、SOP24 SOP28 SOL8SOJ26QFP48、QFP64、QFP80、QFP100.集成电路的一脚(INDEX)识别印记正对人的位置,产品最左下角的起脚为一脚,然后按逆时针方向旋转,以次列数.DIP8、DIP14、DIP16、DIP18、DIP20、 SOP 、SOL SOJQFP5.本公司内现有的圭寸装品种.集成电路封装的主要材料1. 引线框架:LEAD FRAME(IC的载体,连接芯片和PCB板)(框架的一脚标记与芯片的一脚在装片时,要保持一致)2•银浆Ag:用以粘接芯片和L/F的PAD.3. 金丝:用以连接芯片和L/F.4. 树脂(塑封料):用以包封以键合好的半成品,以达到保护芯片的目的5. 油墨:用以标识集成电路.四.集成电路封装工艺流程1. 主要工艺流程:(磨片)-----划片-----装片-----键合——塑封——去飞边——电镀-----打印-----切筋打弯-------- 外观-----(测试)----包装2. 工艺流程的细化:贴片----磨片----贴片----划片----超声清洗----UV照射----崩片----装片----银浆固化----键合----塑封前烘----塑封----后固化----切筋----去飞边----电镀----打印----油墨固化----成形----外观----测试----包装七.设备的结构和控制原理1. 磨片(减薄):在使用大直径的硅片制造集成电路芯片时,由于其厚度较大,不能满足划片,装片和键合的工艺要求,因此需要对圆片的背面进行处理和减薄,除去其背面的氧化层,才能保证在装片和键合时有良好的浸润性,并改善装片后芯片与中岛之间的欧姆接触,减小串联附加电阻和提高散热性能.1.)研磨法:是利用大量硬度较大,颗粒较细并具有复杂棱角的磨料,在外力的推动下对被加工表面进行磨削作用的一种机械加工方法•研磨料:可采用天然或人造金刚砂,如a -AL2O3;a -SiC 磨料与水的比例为:1:52. )磨削法:是将机械平面磨削方法应用到半导体器件的加工中.磨削圆片时,砂轮和转盘各自以相反方向旋转,借助于它们的相对运动将圆片磨削减薄.(例:MPS2R30C减薄机)结构:由磨头,转盘(吸盘),磨头垂直和水平进给机构和冷却装置等部分组成.2. 划片:把已制有电路图形的集成电路圆片切割分离成具有单个图形(单元功能)的芯片,常用的方法有金刚刀划片,砂轮划片和激光划片等几种.而我们通常使用的是砂轮划片.砂轮划片机的砂轮转速为30000r/min左右,切割速度通常在50-150mm/min之间.圆片的固定方法是采用真空吸盘,并且工作台面是气垫式的,因此可以保证切割深度完全一致.同时利用监视图象或显微镜来进行定位.全自动划片机工艺步骤包括:圆片上料,对准,划片,清洗,烘干,进圆片盒等工步. 划片的切割方法:通常我们采用的是切割留深法.划片的切割方式:A模式(用于非FJ产品) C 模式(用于富士通产品)3. 装片:是把集成电路芯片粘接到引线框架中岛上的指定位置,为丝状引线的连接提供条件的工艺,称之为装片.3.1 装片的方法有:导电胶粘接法,银浆,低温玻璃烧结法和低熔点合金的共晶熔接法等.3.2 导电胶粘接法由于具有工艺简单.成本低,易采用自动化专用设备,同时在胶粘剂中增加一定比例的金属粉粒,以改善胶粘剂的导电和导热性能,有利于改善芯片的散热条件,因此目前广为应用的就是导电胶粘接法.3.3导电胶:是利用高分子有机化合物所制成的胶粘剂,是以环氧树脂为主体并加有银粉或铝粉等金属粉粒,再配置少量的固化剂和溶剂而成,其具体要求是:粘接牢固,固化时间短,在经受一定的温度后仍能保持其固化状态不变,并在固化期间不产生过多的挥发气体而污染芯片和具有较高的导电散热能力.3.4装片机:由承片台,真空吸嘴,芯片传送机构,加热系统,工件传送机构几个主要部分组成. 承片台:主要作用是将已经分离的但仍与塑料薄膜保持粘贴的芯片,连同贴片环进入承片台后,可由步进电机驱动承片台,作X和丫方向的移动,并通过图形识别装置,挑选出合格与合格芯片.对缺角,破裂和注有不合格标志的芯片,将有反馈信号加至步进电机,使承片台迅速移动,不将其剔除不用;而对合格芯片,则也有反馈信号输至步进电机,使承片台移动,将其送入到规定的位置上.真空吸嘴:作用是将到达规定位置的芯片,为了保护芯片不受损伤,采用真空吸力键芯片吸起,并送到引线框架的中岛上进行装片.真空吸嘴分为:平面吸嘴,斜面吸嘴和角锥吸嘴等. 根据材料的不同可分为:金属吸嘴和海绵吸嘴等.芯片的传送机构:通常采用悬臂式结构•主要作用是将由真空吸嘴吸取的芯片直接送到规定位置去进行装片,也可经过中途修正台修正位置后再送到规定位置上•加热系统:由内热式电阻加热,体积小但功率可达150-200W,并附有调温装置和预热设备,但仅限于共晶焊接装片使用.工件传送机构:对于塑料封装引线框架,可根据引线的尺寸来调整其轨道的宽度,并由步进电机按规定程序使之准确就位•4. 键合:将芯片的电极用金丝与引线框架的内引线连接起来,这一工艺过程称之为键合•4.1集成电路的芯片与封装外壳的连接方式可分为:有引线键合结构和无引线键合结构两大类有引线键合结构就是通常所说的丝焊法,即用金丝或铝丝实行金-金键合,金-铝键合或铝- 铝键合•由于都是在一定压力下进行的焊接,故又称为压焊•4.2目前塑料封装的集成电路通常使用有引线键合的金丝焊接.金丝焊接又分为:热压楔焊,热压球焊,超声热压焊,超声焊.4.3热压焊键合:就是在加热和加压的同时,对其芯片金属化层的压点(一般是铝层)以及外壳或引线框架的外引线引出端头,用金属丝引线(一般是金丝)通过焊接连接起来.由于金属丝和芯片上的铝层同时受热受压,其接触面产生了塑性变形,并破坏了界面的氧化膜,使两者接触面几乎接近原子引力的范围;又因为金丝和焊接层(铝层,镀金层或镀银层)表面存在的不平整现象,加压后其高低不平处相互填充而产生弹性嵌合作用,使两者紧密结合在一起,从而达到键合的目的.键合时,外壳或引线框架应预先加热到310-350 C°,金丝通过陶瓷,碳化钨或碳化钛硬质合金所做成的劈刀,并加热至200C°左右.当金丝由劈刀毛细孔中伸出时,利用氢气或电火花在其端头进行加热,使其熔化成球状,并立即通过50-160g的压力压焊在芯片金属化层的压点上.外焊点则仍采用楔形焊,,即金丝与外壳或引线框架的外引线引出端头实行金-金的热压焊接.4.4超声焊键合:是利用超声波的能量将金属丝(通常是用铝丝)在不加热的情况下,实行内外焊点的键合.其工作原理是由超声波发生器产生的几十千周的(通常为50-60kHz)超声波振荡电能,通过磁致伸缩换能器,在超声频磁场感应下迅速伸缩而产生弹性振动,再经变幅杆传给劈刀,并同时在劈刀上施加一定的压力.劈刀就在这两种力的作用下,带动金属丝在芯片金属层的压点和外壳或引线框架的外引出端头的表面迅速摩擦振动.这样不仅破坏了两者焊接界面的氧化膜,同时也使两者产生塑性变形,使两种纯净的金属面紧密接触,形成牢固的键合.超声焊接的内外焊点都是成楔形的,不需要对芯片和外壳加热,压点是实行铝-铝键合.键合状态主要由以下三个工艺参数所决定的:功率,时间,压力.4.5超声热压焊键合:在热压焊的基础上再加增加超声的能量所实现的键合,称之为超声热压超声热压焊同时具有热压和超声压焊两者的优点,可以降低热压焊的温度(从单纯的热压焊温度---300 C°以上下降至200-260 C°),使一些耐温不高的外壳货基片也能应用金丝作互连•对于引线框架较厚的和带有散热片的塑料封装集成电路,因为它们的散热好,温度梯度大,也可采用超声热压焊•超声热压焊机分为:手动式,半自动式,全自动式.操作步骤:(1)位置复原:确定芯片一金属化层压点为第一个焊接点,并调整其位置,使之置于对位光点之下;11/15(2) 按下开动钮:劈刀降落并进行第一点的焊接.当金球与芯片压点接触时,劈刀端头的内凹面在热能的作用下将金球压成钉头状的焊点,此时超声波发生器同步启动,并产生超声能量,以加速焊接的进行;(3) 劈刀自动提升到一定高度,丝夹张开,使金丝自动送出;(4) 把引线框架外引线一相应的引出端头作为第二焊点,并调整其位置,使之置于对位光点之下,按下开动钮,劈刀降落,以第二点的焊接,并用劈刀端头的外侧把金丝压成楔形的焊点,此时超声波发生器同步启动,并产生超声能量,以加速焊接的进行;(5) 劈刀自动升起时丝夹夹紧金丝,把金丝从楔形焊点的端头拉断,成为一个无丝尾的焊点;(6) 劈刀自动停在复原位置上,丝夹仍然夹紧金丝,电子烧球器产生高压电火花,把金丝端部烧成金球;(7) 丝夹松开,靠金丝的张力把金球升起到劈刀端部,准备进行下一个程序的循环.全自动式金丝球焊机:当对其第一个产品进行光点对位或采用自教程序进行焊接后,则所有的动作程序全部存储在微处理机中,通过自动传输机构,对以后的同类产品进行连续作业作业人员只需用料盒将已经装片的引线框架放到送料台上,并取走已焊接好的产品.如果个别芯片装片位置不当或有其他差错时,则设备上图形识别装置将会自动报警停机,以待作业人员处理.同时,当金丝使用完毕后,设备也会自动给出信号,告诉作业人员添加金丝.图形识别装置的作用:就是对芯片的焊接位置进行寻找和检测,其工作原理是采用相关法技术,即用工业视频摄像机摄取芯片表面的图形,并将摄取图象转换为二进制数码,然后和预先存储的标准的二进制数码图象进行比较.当发现差异时,可由步进电机按给定信号驱动工作台,作X和丫方向的移动,直至对位准确为止.校准范围一般在X= ± 0.2mm,Y= ± 0.2mm 0 =±5°.4.6 球焊劈刀:适用于金丝球焊键合,都是空心管状轴对称型,其端头的锥角有30 ° ,20 ° ,15° ,10° 等.劈刀常用材料有:陶瓷,碳化钨和碳化钛等.由于陶瓷能耐王水(3HCL+HNO3)的腐蚀,当金丝阻塞劈刀通孔而不能取出时,可用王水浸泡而将残存的金丝溶解出来,因此陶瓷劈刀应用较多.4.7金丝要求:(1)丝材的表面应光滑,清洁,不应有任何有机物如油脂,指印等的污染;(2) 不应有大于直径四分之一的影响丝材横截面的缺凹,划伤,裂痕,凸块和附着物⑶丝材应卷绕在特定的绕线轴上,不应有小于30°的死弯和小于0.76mm直径的结存在,且卷绕紧密整齐,不能杂乱松动;(4) 任意长的丝材卷绕在绕线轴上时,只能单层上绕式密绕,且每轴只绕一根,并在首尾注有标记;(5) 每轴丝材都应有严格的包装,以防止受损或污染,并应有规定的标志.⑹金丝纯度要求在99.99%以上,经制成细丝后还需进行退火处理,以保证其拉力强度和延伸率都能符合键合工艺要求.金丝成分表:金丝的选用:应根据集成电路的工作电流来加以选择.一般金丝的熔断电流与金丝的直径成线性关系.5.塑封:即塑料封装,是一种非气密性封装.它是将键合后的半成品用塑料封装起来,以达到保护作用以适应一定的环境.5.1塑料封装从50年代开始,70年代推广,到今天九十年代已广为使用.之所以塑料封装能发展到目前的水平,因其存在诸多的优点:(1) 塑料封装在集成电路的组装过程中一次加工完毕,不同与其他形式的气密性封装,需要事先作成封装外壳,大大简化了工艺流程;(2) 生产工艺简便.一次成型几百只,节省时间,提高工效,易于实现自动化,便于大批量生产;(3) 成本低.所用材料少,除了在初建初期需要对设备和模具投资外,以后的维护费用很低,是气密性封装的1/3-1/5;(4) 重量轻,抗冲击,振动和加速运动等机械性能都比较优越;(5) 环氧和硅酮树脂的抗辐射性能好;(6) 绝缘性能好,寄生参数小;(7) 抗化学腐蚀能力强;(8) 塑料封装中铀,钍的含量少,适于VLSI存储器的封装. 缺点:(1) 抗潮性能差;(2) 热性能差;(3) 抗盐雾腐蚀性能差;(4) 电屏蔽性能差;(5) 易老化.5.2塑封树脂:是一种热固性塑料,以高分子化合物合成的树脂为基体,加入固化剂仮应促进剂(催化剂),填充剂,阻燃剂,脱模剂和着色剂等组成.常用树脂有:环氧树脂,硅酮树脂等.目前我们使用的是环氧树脂. 树脂发展趋势:高纯度,低应力,低a射线等.树脂的保管:5C°以下.5.3塑料封装的成型方法有滴涂敷法,填充法,浇铸法和递模成型法.目前我们使用的是递模成型法. 递模成型法:是将塑料包封机上油缸压力,通过注塑头,传递到被预热的塑料上,使塑料经浇道,浇口缓慢挤入型腔,并充满整个型体,把芯片包封起来,该成型法称之为递模成型法.也就是通常称的塑封.5.4塑圭寸的工艺条件:⑴塑封模的温度:175土5C°(2) 合模压力:根据塑封模的大小,重量,型腔数,以下框架材料,成品外形尺寸和注塑压力等条件选定的.(3) 注塑压力:也称为递模压力和传递压力,其作用是传递塑料,使塑料能充满型腔.一般30-100Kg/cm2.⑷预热温度:塑料(塑封料)的预热温度取决于塑料的凝胶时间和流动性,一般为80-100C。