第2章 封装工艺流程
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封装工艺流程
封装工艺流程
《封装工艺流程》
封装工艺流程是指将集成电路芯片封装成完整的电子元器件的过程。
封装工艺流程主要包括封装设计、封装材料选择、封装模具制造、封装过程控制等环节。
下面我们将简要介绍一下封装工艺流程的主要步骤。
封装设计是封装工艺流程的第一步，它要根据芯片的功能和尺寸特点来确定封装的类型和尺寸，以及排线的布局和引脚数量等。
封装设计的好坏直接影响到后续封装工艺的成功与否。
封装材料选择是封装工艺流程的第二步，它要根据封装的类型和应用环境来选择合适的封装材料，如塑料封装、陶瓷封装、球栅阵列封装等。
不同的封装材料有不同的特性和成本，要合理选择以满足产品的要求。
封装模具制造是封装工艺流程的第三步，它要根据封装设计和封装材料来制造合适的封装模具。
封装模具的制造质量直接关系到封装产品的质量和成本，因此要选择合适的制造工艺和材料，以确保模具的精度和寿命。
封装过程控制是封装工艺流程的最后一步，它要对封装过程中的温度、湿度、压力、时间等参数进行控制，以确保封装产品的质量和稳定性。
封装过程控制是封装工艺流程中最关键的环节，要严格执行相应的标准和流程，以确保产品的合格率和可靠性。
总的来说，封装工艺流程是一个复杂的技术活，它要求在封装设计、封装材料选择、封装模具制造和封装过程控制等方面有丰富的经验和技术，以确保封装产品的质量和性能。
只有做好封装工艺流程的每一个环节，才能生产出合格的封装产品，满足客户的需求。
第二章-电子封装的基本工艺-PDF全
优点： 键合温度低，操作方便、灵活，焊点牢固，压
点面积大，无方向性，可自动化焊接。
三种引线键合的焊接拉力比较
热压焊：<0.05N/点 超声焊：>0.1N/点（Al丝, 40µm） 热超声焊：0.07-0.09N/点（Au丝, 25µm）
引线键合可能产生的失效
脱焊(lift-off)：原因是焊盘上存在有机沾污或是 表面氧化层太厚 疲劳断裂(fatigue break)：原因是生成金属间化 合物，使接触电阻增大。金属间化合物形成的同 时，在焊接点产生空洞，在热冲击、温度循环过 程中，空洞越来越大，导致焊点断裂。 （金属间化合物的生成是二种金属键合的关键， 金属间化合物的剪切强度比纯金和纯铝高。）
TAB的应用
主要应用在低成本，大规模生产的电子产品。
TAB的引线在九十年代： 200—300根，内引线间距50—80um，外引线
间距<0.3mm 2000年：达到800—1000根引线
2.2.3 倒装焊
倒装焊（FCB）是芯片面朝下，芯片焊区直接与基板 焊区直接互连的一种方法。
优点： • 互连线短，互连电容、电阻、电感小，适合高频高速器件； • 占基板的面积小，安装密度高； • 芯片焊区可面分布，适合高I/O器件； • 芯片安装和互连可以同时进行，工艺简单、快速，适合
1.热压焊：
利用加热和加压力使金属丝与Al或Au金属焊区压焊在一 起。 原理:使焊区金属塑性形变，破坏压焊界面氧化层，使金属 丝和焊区金属接触面产生原子间吸引力，达到键合的目的。 此外，界面上、下金属在加热加压下相互镶嵌。 焊接压力：0.5-1.5N/点 焊头温度：150℃ 芯片温度：>200℃ 缺点：高温：氧化，生成金属间化合物；
第二章 电子封装的基本工艺
点面积大，无方向性，可自动化焊接。
三种引线键合的焊接拉力比较
热压焊：<0.05N/点 超声焊：>0.1N/点（Al丝, 40µm） 热超声焊：0.07-0.09N/点（Au丝, 25µm）
引线键合可能产生的失效
脱焊(lift-off)：原因是焊盘上存在有机沾污或是 表面氧化层太厚 疲劳断裂(fatigue break)：原因是生成金属间化 合物，使接触电阻增大。金属间化合物形成的同 时，在焊接点产生空洞，在热冲击、温度循环过 程中，空洞越来越大，导致焊点断裂。 （金属间化合物的生成是二种金属键合的关键， 金属间化合物的剪切强度比纯金和纯铝高。）
TAB的应用
主要应用在低成本，大规模生产的电子产品。
TAB的引线在九十年代： 200—300根，内引线间距50—80um，外引线
间距<0.3mm 2000年：达到800—1000根引线
2.2.3 倒装焊
倒装焊（FCB）是芯片面朝下，芯片焊区直接与基板 焊区直接互连的一种方法。
优点： • 互连线短，互连电容、电阻、电感小，适合高频高速器件； • 占基板的面积小，安装密度高； • 芯片焊区可面分布，适合高I/O器件； • 芯片安装和互连可以同时进行，工艺简单、快速，适合
1.热压焊：
利用加热和加压力使金属丝与Al或Au金属焊区压焊在一 起。 原理:使焊区金属塑性形变，破坏压焊界面氧化层，使金属 丝和焊区金属接触面产生原子间吸引力，达到键合的目的。 此外，界面上、下金属在加热加压下相互镶嵌。 焊接压力：0.5-1.5N/点 焊头温度：150℃ 芯片温度：>200℃ 缺点：高温：氧化，生成金属间化合物；
第二章 电子封装的基本工艺
集成电路封装工艺流程
氛中（防氧化）加热并使粘贴表面产生摩擦（去除粘贴表 面氧化层）-约425℃时出现金-硅反应液面，液面移动时， 硅逐渐扩散至金中而形成紧密结合。
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
（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。
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
硅片背面减技术主要有： 磨削、研磨、化学抛光 干式抛光、电化学腐蚀、湿法腐蚀 等离子增强化学腐蚀、常压等离子腐蚀等
减薄厚硅片粘在一个带有金属环或塑料框架的薄膜 （常称为蓝膜）上，送到划片机进行划片。现在划片机都 是自动的，机器上配备激光或金钢石的划片刀具。切割分 部分划片（不划到底，留有残留厚度）和完全分割划片。 对于部分划片，用顶针顶力使芯片完全分离。划片时，边 缘或多或少会存在微裂纹和凹槽这取决于刀具的刃度。这 样会严重影响芯片的碎裂强度。
第二章 封装工艺流程
2.2 芯片切割
2.2.1、为什么要减薄
半导体集成电路用硅片4吋厚度为520μm，6吋厚度为 670μm。这样就对芯片的切分带来困难。因此电路层制作 完成后，需要对硅片背面进行减薄，使其达到所需要的厚度 ，然后再进行划片加工，形成一个个减薄的裸芯片。
第二章 封装工艺流程
2.2.2减薄工艺
引线排从窗口伸出，并与载带相连，载带边上有供传输带用的齿 轮孔。
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
（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。
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
硅片背面减技术主要有： 磨削、研磨、化学抛光 干式抛光、电化学腐蚀、湿法腐蚀 等离子增强化学腐蚀、常压等离子腐蚀等
减薄厚硅片粘在一个带有金属环或塑料框架的薄膜 （常称为蓝膜）上，送到划片机进行划片。现在划片机都 是自动的，机器上配备激光或金钢石的划片刀具。切割分 部分划片（不划到底，留有残留厚度）和完全分割划片。 对于部分划片，用顶针顶力使芯片完全分离。划片时，边 缘或多或少会存在微裂纹和凹槽这取决于刀具的刃度。这 样会严重影响芯片的碎裂强度。
第二章 封装工艺流程
2.2 芯片切割
2.2.1、为什么要减薄
半导体集成电路用硅片4吋厚度为520μm，6吋厚度为 670μm。这样就对芯片的切分带来困难。因此电路层制作 完成后，需要对硅片背面进行减薄，使其达到所需要的厚度 ，然后再进行划片加工，形成一个个减薄的裸芯片。
第二章 封装工艺流程
2.2.2减薄工艺
引线排从窗口伸出，并与载带相连，载带边上有供传输带用的齿 轮孔。
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。
CH2封装工艺流程
2.3.1共晶粘贴法 共晶反应 指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定
成分的固相反应。例如，含碳量为2.11%-6.69%的铁碳合 金，在1148摄氏度的恆温下发生共晶反应，产物是奥氏体 （固态）和渗碳体（固态）的机械混合物，称为“莱氏 体”。
一般工艺方法 陶瓷基板芯片座上镀金膜-将芯片放置在芯片座上-热氮气
2.4.2 载带自动键合技术
（1）单层结构载带
（3）三层结构载带
这仅为一铜带，其上腐蚀出引线图
第二章 封装工艺流程
打线键合的线材与可靠度 （1）合金线材 铝合金线
因纯铝线材太软很少使用。铝合金线标准线材是铝-1% 硅。令你一种是含0.5-1%镁的铝导线。其优点是抗疲劳 性优良，生成金属间化合物的影响小。
金线 纯金线的纯度一般用4个9。为增加机械强度，往往在金
中添加5-10ppm 铍或铜。金线抗氧化性好，常由于超声 波焊接中。
这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法
第二章 封装工艺流程
基带材料：要求耐高温，与金属箔粘贴性好，热匹配性好， 抗化学腐蚀性强，机械强度高，吸水率低。例如，聚酰亚胺
（PI）、聚乙烯对本二甲酸脂（PET）和苯并环丁烯（BCB）
TAB金属材料：要求导电性能好，强度高，延展性、表面 平滑性良好，与各种基带粘贴牢固，不易剥离，易于用光刻 法制作出精细复杂的图形，易电镀Au、Ni、Pb/Sn焊接材料， 例如，Al、Cu。
成分的固相反应。例如，含碳量为2.11%-6.69%的铁碳合 金，在1148摄氏度的恆温下发生共晶反应，产物是奥氏体 （固态）和渗碳体（固态）的机械混合物，称为“莱氏 体”。
一般工艺方法 陶瓷基板芯片座上镀金膜-将芯片放置在芯片座上-热氮气
2.4.2 载带自动键合技术
（1）单层结构载带
（3）三层结构载带
这仅为一铜带，其上腐蚀出引线图
第二章 封装工艺流程
打线键合的线材与可靠度 （1）合金线材 铝合金线
因纯铝线材太软很少使用。铝合金线标准线材是铝-1% 硅。令你一种是含0.5-1%镁的铝导线。其优点是抗疲劳 性优良，生成金属间化合物的影响小。
金线 纯金线的纯度一般用4个9。为增加机械强度，往往在金
中添加5-10ppm 铍或铜。金线抗氧化性好，常由于超声 波焊接中。
这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法
第二章 封装工艺流程
基带材料：要求耐高温，与金属箔粘贴性好，热匹配性好， 抗化学腐蚀性强，机械强度高，吸水率低。例如，聚酰亚胺
（PI）、聚乙烯对本二甲酸脂（PET）和苯并环丁烯（BCB）
TAB金属材料：要求导电性能好，强度高，延展性、表面 平滑性良好，与各种基带粘贴牢固，不易剥离，易于用光刻 法制作出精细复杂的图形，易电镀Au、Ni、Pb/Sn焊接材料， 例如，Al、Cu。
集成电路封装工艺流程
芯片凸点金属材料：一般包括金属Au、Cu、Au/Sn、 Pd/Sn。
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
TAB的关键技术
芯片凸点制作技术
TAB载带制作技术
载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引 线焊接技术
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
TAB的关键技术--芯片凸点制作技术
打线键合适用引脚数为3-257；载带自动键合的 适用引脚数为12-600；倒装芯片键合适用的引脚数为 6-16000。可见C4适合于高密度组装。
第二章 封装工艺流程
2.4.1 打线键合技术
打线键合技术
超声波键合（Ultrasonic Bonding ,U/S bonding）
热压键合（Thermocompression Bonding T/C bonding） 热超声波键合（Thermosonic Bonding,T/S bonding）
第二章 封装工艺流程
2.2 芯片切割
2.2.1、为什么要减薄
半导体集成电路用硅片4吋厚度为520μm，6吋厚度为 670μm。这样就对芯片的切分带来困难。因此电路层制作完 成后，需要对硅片背面进行减薄，使其达到所需要的厚度， 然后再进行划片加工，形成一个个减薄的裸芯片。
第二章 封装工艺流程
2.2.2减薄工艺
将其切割成合适的大小放置于芯片 与基座之间，然后再进行热压接合。采 用固体薄膜导电胶能自动化大规模生产。
导电胶粘贴法的缺点是热稳定性不好，高温下会引 起粘接可靠度下降，因此不适合于高可靠度封装。
第二章 封装工艺流程
玻璃胶粘贴法
与导电胶类似，玻璃胶也属于厚膜导体材料（ 后面我们将介绍）。不过起粘接作用的是低温玻璃 粉。它是起导电作用的金属粉（Ag、Ag-Pd、Au、Cu 等）与低温玻璃粉和有机溶剂混合，制成膏状。
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
TAB的关键技术
芯片凸点制作技术
TAB载带制作技术
载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引 线焊接技术
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
TAB的关键技术--芯片凸点制作技术
打线键合适用引脚数为3-257；载带自动键合的 适用引脚数为12-600；倒装芯片键合适用的引脚数为 6-16000。可见C4适合于高密度组装。
第二章 封装工艺流程
2.4.1 打线键合技术
打线键合技术
超声波键合（Ultrasonic Bonding ,U/S bonding）
热压键合（Thermocompression Bonding T/C bonding） 热超声波键合（Thermosonic Bonding,T/S bonding）
第二章 封装工艺流程
2.2 芯片切割
2.2.1、为什么要减薄
半导体集成电路用硅片4吋厚度为520μm，6吋厚度为 670μm。这样就对芯片的切分带来困难。因此电路层制作完 成后，需要对硅片背面进行减薄，使其达到所需要的厚度， 然后再进行划片加工，形成一个个减薄的裸芯片。
第二章 封装工艺流程
2.2.2减薄工艺
将其切割成合适的大小放置于芯片 与基座之间，然后再进行热压接合。采 用固体薄膜导电胶能自动化大规模生产。
导电胶粘贴法的缺点是热稳定性不好，高温下会引 起粘接可靠度下降，因此不适合于高可靠度封装。
第二章 封装工艺流程
玻璃胶粘贴法
与导电胶类似，玻璃胶也属于厚膜导体材料（ 后面我们将介绍）。不过起粘接作用的是低温玻璃 粉。它是起导电作用的金属粉（Ag、Ag-Pd、Au、Cu 等）与低温玻璃粉和有机溶剂混合，制成膏状。
封装工艺流程
合金焊料
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。
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。
封装工艺流程 ppt课件
这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法
第二章 封装工艺流程
第二章 封装工艺流程
2.4.1 打线键合技术
打线键合技术
超声波键合（Ultrasonic Bonding ,U/S bonding）
热压键合（Thermocompression Bonding T/C bonding） 热超声波键合（Thermosonic Bonding,T/S bonding）
2.4.1 打线键合技术介绍 （2）热压键合
第二章 封装工艺流程
（3）热超声波键合
热超声波键合是热压键合与超声波键合的混合技术。在工 艺过程中，先在金属线末端成球，再使用超声波脉冲进行金 属线与金属接垫之间的接合。
此过程中接合工具不被加热，仅给接合的基板加热(温度维 持在100-150℃)。其目的是抑制键合界面的金属间化合物 （类似于化学键，金属原子的价电子形成键）的成长，和降 低基板高分子材料因高温产生形变。
2.3.3 导电胶粘贴法 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。
集成电路封装技术
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法
第二章 封装工艺流程
第二章 封装工艺流程
2.4.1 打线键合技术
打线键合技术
超声波键合（Ultrasonic Bonding ,U/S bonding）
热压键合（Thermocompression Bonding T/C bonding） 热超声波键合（Thermosonic Bonding,T/S bonding）
2.4.1 打线键合技术介绍 （2）热压键合
第二章 封装工艺流程
（3）热超声波键合
热超声波键合是热压键合与超声波键合的混合技术。在工 艺过程中，先在金属线末端成球，再使用超声波脉冲进行金 属线与金属接垫之间的接合。
此过程中接合工具不被加热，仅给接合的基板加热(温度维 持在100-150℃)。其目的是抑制键合界面的金属间化合物 （类似于化学键，金属原子的价电子形成键）的成长，和降 低基板高分子材料因高温产生形变。
2.3.3 导电胶粘贴法 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。
集成电路封装技术
第2章 封装工艺流程
后者的特点是将一根、一根的引线先后分立的快速的键合到搭接
片上。TAB技术中内引线键合后还要作后道工序，包括电学测试、
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。
❖ 导电胶功能：（形成化学结合、具有导电功能）
❖
精选2021版课件
25
2.3.4 玻璃胶粘贴法
与导电胶类似，玻璃胶也属于厚膜导体材料（后面
我们将介绍）。不过起粘接作用的是低温玻璃粉。它
是起导电作用的金属粉（Ag、Ag-Pd、Au、Cu等）
与低温玻璃粉和有机溶剂混合，制成膏状。
为低成本芯片粘贴材料，适用于低成本的陶瓷
封装。
❖ 优点：无缝隙、热稳定性优良、低接合应力与
低湿气含量。
❖
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27
2.4 互连技术
是微系统封装的基础技术和专有技术。
❖ 服务对象：芯片与芯片间、芯片与封装衬底
间、器件与基板间的物理连接。
12
Optical Inspection 光学检查
主要是针对Wafer Saw之后在显微镜下进行Wafer的外观检查，是否有
出现废品。
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Chipping Die
崩边
13
2.3 芯片粘贴
芯片贴装：也称芯片粘贴，是将芯片固定
于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工
艺过程。
贴装方式4种：
❖ 共晶粘贴法（Au-Si合金）
到原子引力范围，通过原子间吸引力，达到
“键合”的目的。
❖ 缺点：金属丝变形过大，受损，影响键合质
量，限制了使用范围。
❖
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片上。TAB技术中内引线键合后还要作后道工序，包括电学测试、
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。
❖ 导电胶功能：（形成化学结合、具有导电功能）
❖
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25
2.3.4 玻璃胶粘贴法
与导电胶类似，玻璃胶也属于厚膜导体材料（后面
我们将介绍）。不过起粘接作用的是低温玻璃粉。它
是起导电作用的金属粉（Ag、Ag-Pd、Au、Cu等）
与低温玻璃粉和有机溶剂混合，制成膏状。
为低成本芯片粘贴材料，适用于低成本的陶瓷
封装。
❖ 优点：无缝隙、热稳定性优良、低接合应力与
低湿气含量。
❖
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2.4 互连技术
是微系统封装的基础技术和专有技术。
❖ 服务对象：芯片与芯片间、芯片与封装衬底
间、器件与基板间的物理连接。
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Optical Inspection 光学检查
主要是针对Wafer Saw之后在显微镜下进行Wafer的外观检查，是否有
出现废品。
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Chipping Die
崩边
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2.3 芯片粘贴
芯片贴装：也称芯片粘贴，是将芯片固定
于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工
艺过程。
贴装方式4种：
❖ 共晶粘贴法（Au-Si合金）
到原子引力范围，通过原子间吸引力，达到
“键合”的目的。
❖ 缺点：金属丝变形过大，受损，影响键合质
量，限制了使用范围。
❖
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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。
集成电路封装工艺流程-PPT文档资料
凸块式芯片TAB，先将金属凸块长成于IC芯片的铝键合 点上，再与载带的内引脚键合。预先长成的凸块除了提供引 脚所需要的金属化条件外，可避免引脚与IC芯片间可能发生 短路，但制作长有凸块的芯片是TAN工艺最大的困难。
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
芯片凸点制作技术 凸点因形状不同可分为两种
板上的金属焊区相连接。 芯片互连常见的方法：
打线键合（WB wire bonding）
倒装芯片键合(FCB flip chip bonding，C4)
载带自动键合（TAB tape automate bonding）
这三种连接技术对于不同的封装形式和集成电路 芯片集成度的限制各有不同的应用范围。
打线键合适用引脚数为3-257；载带自动键合的适 用引脚数为12-600；倒装芯片键合适用的引脚数为616000。可见C4适合于高密度组装。
IC芯片制作完成后其表面均镀有钝化保护层，厚度高于 电路的键合点，因此必须在IC芯片的键合点上或TAB载带的 内引线前端先长成键合凸块才能进行后续的键合，通常TAB 载带技术也据此区分为凸块化载带与凸块化芯片TAB两大类。
地状金属凸块；单层载带可配合铜箔引脚的刻蚀制成凸 块，在双层与三层载带上，因为蚀刻的工艺容易致导带变形， 而使未来键合发生对位错误，因此双层与三层载带较少应用 于凸块载带TAB的键合。
这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
芯片凸点制作技术 凸点因形状不同可分为两种
板上的金属焊区相连接。 芯片互连常见的方法：
打线键合（WB wire bonding）
倒装芯片键合(FCB flip chip bonding，C4)
载带自动键合（TAB tape automate bonding）
这三种连接技术对于不同的封装形式和集成电路 芯片集成度的限制各有不同的应用范围。
打线键合适用引脚数为3-257；载带自动键合的适 用引脚数为12-600；倒装芯片键合适用的引脚数为616000。可见C4适合于高密度组装。
IC芯片制作完成后其表面均镀有钝化保护层，厚度高于 电路的键合点，因此必须在IC芯片的键合点上或TAB载带的 内引线前端先长成键合凸块才能进行后续的键合，通常TAB 载带技术也据此区分为凸块化载带与凸块化芯片TAB两大类。
地状金属凸块；单层载带可配合铜箔引脚的刻蚀制成凸 块，在双层与三层载带上，因为蚀刻的工艺容易致导带变形， 而使未来键合发生对位错误，因此双层与三层载带较少应用 于凸块载带TAB的键合。
这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法
第2章-IC封装
第二章集成电路芯片封装工艺流程传统封装与装配硅片测试和拣选引线键合分片塑料封装最终封装与测试贴片芯片封装技术工艺流程图硅片减薄硅片切割芯片贴装芯片互连打码上焊锡切筋成形去毛刺成型技术2.1 硅片减薄硅片尺寸较大，（6寸、8寸、12寸）；硅片上电路层有效厚度300μm,加厚为700~900µm，因此，封装之前，要对硅片进行减薄。
减薄技术：研磨、化学机械抛光（CMP）、干式抛光、电化学腐蚀、等离子化学腐蚀等。
硅片减薄转动和摆动秆转动卡盘上的硅片向下施加力Figure 20.42.2 芯片切割（分片）减薄后的芯片贴在一个带有金属环的薄膜（蓝膜）上，送到划片机进行划片。
方式：手动操作（老式划片机）；自动划片机（配备脉冲激光束或金刚石划片刀）。
划片工艺：采用DBG 、DBT技术。
分片硅片台锯刃Figure 20.52.3 芯片粘贴共晶粘贴法（Au-Si合金）焊接粘贴法（Pb-Sn合金焊接）环氧树脂粘结（重点）玻璃胶粘贴法贴装方式4种：装架芯片引线引线框架塑料DIPFigure 20.62.3.1 共晶粘贴法金—硅共晶（Au-Si）粘贴，在陶瓷封装中广泛应用。
利用金—硅合金，在高温时共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。
工艺方法—看下页图缺点：工艺温度高，生产效率低，不适应高速自动化生产。
只应用于大功率元件。
芯片粘结－Au-Si共晶贴片Silicon Gold film 金/硅共晶合金Al2O3 Figure 20.82.3.2 焊接粘贴法另一种利用合金反应进行芯片粘贴的方法。
优点：热传导性好，适合高功率器件的封装。
2.3.3 导电胶粘贴法也称环氧树脂粘结；优点：操作简单、成本低、大量用于塑料封装；缺点：热稳定性较差、易在高温下劣化、可靠性差。
芯片粘结－环氧树脂粘贴芯片环氧树脂引线框架Figure 20.7导电胶粘贴法工艺过程和导电胶材料涂布粘贴剂放芯片到粘贴剂上固化处理。
固化条件：150℃，1h 或（186℃，0.5h）三种导电胶材料配方：①各向同性②导电硅橡胶③各向异性导电聚合物导电胶功能：（形成化学结合、具有导电功能）2.3.4 玻璃胶粘贴法为低成本芯片粘贴材料，适用于低成本的陶瓷封装。
封装工艺流程
这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装
芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定
于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺
过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法
• 焊接粘贴法
• 导电胶粘贴法
• 玻璃胶粘贴法
2.3.1共第晶粘二贴章法 封装工艺流程
2.4.1 打线键合技术介绍 （2）热压键合
（3）热第超二声波章键合 封装工艺流程
热超声波键合是热压键合与超声波键合的混合 技术。在工艺过程中，先在金属线末端成球，再 使用超声波脉冲进行金属线与金属接垫之间的接 合。
此过程中接合工具不被加热，仅给接合的基板 加热(温度维持在100-150℃)。其目的是抑制键合 界面的金属间化合物（类似于化学键，金属原子 的价电子形成键）的成长，和降低基板高分子材 料因高温产生形变。
打线键第合二的线章材与可封靠装度 工艺流程
（1）合金线材 铝合金线
因纯铝线材太软很少使用。铝合金线标准线 材是铝-1%硅。令你一种是含0.5-1%镁的铝导 线。其优点是抗疲劳性优良，生成金属间化合 物的影响小。
金线 纯金线的纯度一般用4个9。为增加机械强度，
往往在金中添加5-10ppm 铍或铜。金线抗氧化 性好，常由于超声波焊接中。
基带材料：要求耐高温，与金属箔粘贴性好， 热匹配性好，抗化学腐蚀性强，机械强度高， 吸水率低。例如，聚酰亚胺（PI）、聚乙烯对本二甲酸脂（PET）和苯
并环丁烯（BCB）
TAB金属材料：要求导电性能好，强度高， 延展性、表面平滑性良好，与各种基带粘贴 牢固，不易剥离，易于用光刻法制作出精细 复杂的图形，易电镀Au、Ni、Pb/Sn焊接材 料，例如，Al、Cu。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装
芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定
于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺
过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法
• 焊接粘贴法
• 导电胶粘贴法
• 玻璃胶粘贴法
2.3.1共第晶粘二贴章法 封装工艺流程
2.4.1 打线键合技术介绍 （2）热压键合
（3）热第超二声波章键合 封装工艺流程
热超声波键合是热压键合与超声波键合的混合 技术。在工艺过程中，先在金属线末端成球，再 使用超声波脉冲进行金属线与金属接垫之间的接 合。
此过程中接合工具不被加热，仅给接合的基板 加热(温度维持在100-150℃)。其目的是抑制键合 界面的金属间化合物（类似于化学键，金属原子 的价电子形成键）的成长，和降低基板高分子材 料因高温产生形变。
打线键第合二的线章材与可封靠装度 工艺流程
（1）合金线材 铝合金线
因纯铝线材太软很少使用。铝合金线标准线 材是铝-1%硅。令你一种是含0.5-1%镁的铝导 线。其优点是抗疲劳性优良，生成金属间化合 物的影响小。
金线 纯金线的纯度一般用4个9。为增加机械强度，
往往在金中添加5-10ppm 铍或铜。金线抗氧化 性好，常由于超声波焊接中。
基带材料：要求耐高温，与金属箔粘贴性好， 热匹配性好，抗化学腐蚀性强，机械强度高， 吸水率低。例如，聚酰亚胺（PI）、聚乙烯对本二甲酸脂（PET）和苯
并环丁烯（BCB）
TAB金属材料：要求导电性能好，强度高， 延展性、表面平滑性良好，与各种基带粘贴 牢固，不易剥离，易于用光刻法制作出精细 复杂的图形，易电镀Au、Ni、Pb/Sn焊接材 料，例如，Al、Cu。
第二章 封装工艺流程
热压键合(Thermocompression Bonding,T/C Bonding)
热超声波键合（Thermosonic Bonding, T/S Bonding）
尹小田
热压键合(T/C Bonding)
常用线材：金线 方法：先穿过毛细管状的金属线末端键合工具（又叫瓷 嘴或焊针），然后以电子点火或氢焰把金属线烧断 且是线的末端灼烧成球，再用键合工具将金属球下 压，进行球形键合。
常用线材：铝线、金线（铝-硅、铝-镁、铝-镁-硅、铝-铜合 金）
方法：用焊接楔头引导金属线使其压紧在金属键合短上，当 通过平行于键合点平面的超声振动，振动在垂直键合点 平面的压力产生冷焊的效应而完成键合。
优点；键合温度低、键合尺寸较小而导线回绕高度较低， 因此适合键合点间距小、密度高的芯片连接； 缺点：超声波焊接的连线必须沿着金属线回绕的方向排列， 限制了打线速度，因此不利于大面积芯片的电路连线。
尹小田
3、芯片贴装
硅片减薄 打码 芯片切割 上焊锡 硅片贴装 芯片互连 成型技术即 （塑料封装） 去飞边毛刺
切筋成形
定义：又叫芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引脚架 芯片的的承载座上的工艺过程。 设备：贴片机 共晶粘贴法 芯片粘贴 的方式： 焊接粘贴法
导电胶粘贴法
玻璃胶粘贴法
尹小田
（1）共晶粘贴法
尹小田
蓝 膜
芯片粘上一层薄膜（称蓝膜），起 保护晶圆表面电路的作用。
硅片减薄
芯片切割
硅片贴装
芯片互连 成型技术即 （塑料封装）
打码
上焊锡
切筋成形
去飞边毛刺
尹小田
2、芯片切割
硅片减薄 打码 芯片切割 上焊锡 硅片贴装 芯片互连 成型技术即 （塑料封装） 去飞边毛刺
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