载板制程封装介绍PPT课件

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集成电路封装技术课件

集成电路封装技术
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目录一、中国将成为世界半导体封装业的重要基地二、IC封装的作用和类型三、IC封装的发展趋势四、IC封装的基本工艺五、几种新颖封装BGA、CSP、WLP 六、封装的选择和设计七、微电子封装缩略词
2
一、中国将成为世界半导体封装业的重要基地之一 1. 世界半导体工业仍在高速发展
BGA
4～5%
26
三、IC封装的发展趋势 1． IC封装产量仍以平均4~5年一个增长周期在增长。
2000年是增长率最高的一年（+15%以上）。 2001年和2002年的增长率都较小。半导体工业可能以“三年养五年” ！
27
16.8~27.4%
2003 2004
图5 集成电路封装产量和年增长率发展趋势
10.2% 5
10.5% 6
新加坡香港
印尼
泰国欧洲
美洲美国
2001年 2006年
7.5% 6
7.0% 7
2.2% 2.0%
1.1% 1.5%
0.7% 3.2% 1.2% 2.6%
6.8% 3.9% 6.1% 3.3%
11
由上表可知： ① 半导体封装产业主要在东亚和东南亚。 ② 半导体封装产值最大的是日本和马来西亚。 ③ 2001年中国封装产值排在第七位，
21
③ 按引线形状
无引线：焊点、焊盘
有引线：
外壳
芯片
TH 直插
22
SMT
L型（翼型） J型焊球焊柱扁平
I形（柱形）
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图3 一级封装的类型 24
IC封装的生命周期
图4 上世纪末集成电路封装的生命周期
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④ 目前世界上产量较多的几类封装

第1章集成电路芯片封装技术概述ppt课件

传统装配与封装流程
硅片测试和拣选
分片
20.1
最终封装与测试
微芯片封装例子
Figure 1.8
二、封装分类及封装材料
迄今还没有一个统一的封装分类方法，业界常常从封装材料、封装形式、应用对象等角度进行分类。
从以下四个方面进行分类：按芯片数目；按材料分类；按器件与电路板互连方式；按引脚分布；
缺陷芯片
5.
终测确保集成电路通过电学和环境测试
Figure 1.6
封装在IC制造流程中的位置
1、芯片封装技术—概念
狭义的封装
集成电路芯片封装(Packaging,PKG)，是指利用膜技术及微细加工技术,将芯片布置、粘贴固定及连接在框架或基板上,并引出接线端子。通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。
教材：集成电路芯片封装技术李可为编参考书：微系统封装技术概论金玉丰编著
第一章
集成电路芯片封装技术概述
一、封装技术概论及相关知识
二、封装分类及封装材料
三、微电子封装技术历史和发展趋势
一、封装技术概论及相关知识
微电子学〔Microelectronics）：一门研究集成电路设计、制造、测试、封装等全过程的学科。
1.封装的分类 (2)
按互连方式分类：
引脚插入式 PTH(Pin-through-hole)
SIP
单边引腳
ZIP
插入式
双边引腳
DIP SK-DIP
PGA
底部引腳
表面贴装式：SMT〔Surface Mount Te单ch边n引ol脚ogy) SVP
表面贴装式
双边引脚
SOP TSOP SSOP SOI

半导体封装流程精品PPT资料

Mold Cycle-2
空模
放入L/F
合模
开模
开模
注胶
切脚成型 (Trim/Form)
目的：将导线架上已封装完成的晶粒，剪切分离并将不需要的连接用材料切除。
封胶完成之导线架需先将导线架上多余之残胶去除(Deflash)，并且经过电镀 (Plating)以增加外引脚之导电性及抗氧化性，而后再进行切脚成型。成型后的每一颗IC便送入塑料管(Tube)或载带 (Carrier)，以方便输送。
Forming anvil
去纬 (Trimming)
去框（Singulation）的目的：將已完成盖印（Mark）制程的Lead Frame，以沖模的方式将Tie Bar切除，使Package与Lead Frame分开，方
便下一个制程作业。
成型（Forming)的目的：
导线架是提供晶粒一个黏着的位置(称作晶粒座，Die Pad)，并预设有可延伸IC晶粒电路的延伸脚。
脚成型。
目的：将晶粒上的接点用金线或者铝线铜线连接到导线架上之内引脚，从而将IC晶粒之电路讯号传输到外界。
3、有效地将内部产生之热排
出于外部；
封胶的过程为将导线架预热，再将框架置于压铸机上的封装模具上，再以半溶化后之树脂(Compound)挤入模中，待树脂硬化后便可开
模取出成品。
目的：将导线架上已封装完成的晶粒，剪切分离并将不需要的连接用材料切除。
去框（Singulation）的目的：將已完成盖印（Mark）制程的Lead Frame，以沖模的方式将Tie Bar切除，使Package与Lead Frame分开，方
便下一个制程作业。
接着依设计好之路径拉金线，将金线压焊在第二点上完成一条金线之焊线动作。

半导体封装流程 ppt课件

第四，可靠性：任何封装都需要形成一定的可靠性，这是整个封装工艺中最重要的衡量指标。原始的芯片离开特定的生存环境后就会损毁，需要封装。芯片的工作寿命，主要决于对封装材料和封装工艺的选择。
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半导体封装流程
Customer 客户
IC Design IC设计
SMT IC组装
Wafer Fab 晶圆制造
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半导体封装流程
第一，保护：半导体芯片的生产车间都有非常严格的生产条件控制，恒定的温度（230±3℃）、恒定的湿度（50±10% ）、严格的空气尘埃颗粒度控制（一般介于1K到10K）及严格的静电保护措施，裸露的装芯片只有在这种严格的环境控制下才不会失效。但是，我们所生活的周围环境完全不可能具备这种条件，低温可能会有-40℃、高温可能会有60℃、湿度可能达到100%，如果是汽车产品，其工作温度可能高达120℃以上，为了要保护芯片，所以我们需要封装。
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半导体封装流程
【Lead Frame】引线框架
➢提供电路连接和Die的固定作用； ➢主要材料为铜，会在上面进行镀银、
NiPdAu等材料； ➢L/F的制程有Etch和Stamp两种； ➢易氧化，存放于氮气柜中，湿度小于40%RH; ➢除了BGA和CSP外，其他Package都会采用Lead Frame，
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半导体封装流程
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半导体封装流程
一、概念
半导体芯片封装是指利用膜技术及细微加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布局、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。此概念为狭义的封装定义。更广义的封装是指封装工程，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。将前面的两个定义结合起来构成广义的封装概念。

PBGA载板制程简介ppt课件

Copper Foil
四層板8
當體型縮聚反應進行到一定程度時，黏度突然增加，並出現不能流動而具有彈性的凝膠狀物質，此時之反應程度稱為凝膠點。
根據反應進行的程度，體型縮聚反應可分為3個階段:
A - stage (反應初期)
A - stage樹脂 : 在凝膠點之前將反應停止下來而得到的產物。
此時樹脂為黏稠液體，或可熔化的固體，可溶於某些溶劑中。
(Lamination)
Copper Foil
六層板 10 10
鑽孔 ( Drilling )
銅箔可分為壓延銅箔及電解銅箔，
壓延銅箔定義為厚度100mm以下之銅及銅合金帶。
Glass Fiber + BT Resin
Copper Foil
Core Copper Foil
111 1
Desmear 去膠渣
外層線路
鍍銅
鑽孔
成型
電測
FVI
包裝
出貨
44
5
緯紗
Weft Yarn
梭織物，經緯紗交織結構之實際狀態
織紋隱現 ( weave texture ) 1 denier = 1 g ／ 9000 m 1 tex = 1 g ／ 1000 m = 9 denier 1支 (公制) = 1000 m ／ 1 g
纖維
(Fiber)
長纖 (Filament) 絲短纖 (Staple) 棉
經紗
Warp Yarn
針經編組織織緯編組織
不5 織布
BT 樹脂 (Bismaleimide Triazine Resin )
BT 樹脂的全名為 bismaleimide triazine resin，是一種熱固性樹脂 (thermosetting resin)，為以上兩種 (B及T)成分之結合體，由日本三菱瓦斯公司於1982年經由Bayer公司技術指導後，使用連續合成法進行商業化之量產，目前全球僅其一家生產，產能為250噸/年，因有鑑 BGA之快速成長，故1997年即投資 24.5～32.7百萬美元增加生產線，使產能擴充至600～700噸/年。

IC封装工艺介绍(PPT45页)

IC封装工艺介绍(PPT45页)
Die Attach质量检查： Die Shear（芯片剪切力）
IC封装工艺介绍(PPT45页)
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
※利用高纯度的金线（Au）、铜线（Cu）或铝线（Al）把 Pad 和引线通过焊接的方法连接起来。Pad是芯片上电路的外接点
IC Design IC设计
SMT IC组装
Wafer Fab 晶圆制造
Wafer Probe 晶圆测试
Assembly& Test IC 封装测试
IC封装工艺介绍(PPT45页)
IC封装工艺介绍(PPT45页)
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IC Package （IC的封装形式）
Package--封装体：
➢指芯片（Die）和不同类型的框架（L/F）和塑封料（EMC）形成的不同外形的封装体。
SMT SMT
IC封装工艺介绍(PPT45页)
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IC Package （IC的封装形式）
• 按封装外型可分为： SOT 、QFN 、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等；
封装形式和工艺逐步高级和复杂
• 决定封装形式的两个关键因素: ➢ 封装效率。芯片面积/封装面积，尽量接近1:1； ➢ 引脚数。引脚数越多，越高级，但是工艺难度也相应增加；
第二，支撑：支撑有两个作用，一是支撑芯片，将芯片固定好便于电路的连接，二是封装完成以后，形成一定的外形以支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。
IC封装工艺介绍(PPT45页)
IC封装工艺介绍(PPT45页)
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半导体封装的目的及作用
第三，连接：连接的作用是将芯片的电极和外界的电路连通。引脚用于和外界电路连通，金线则将引脚和芯片的电路连接起来。载片台用于承载芯片，环氧树脂粘合剂用于将芯片粘贴在载片台上，引脚用于支撑整个器件，而塑封体则起到固定及保护作用。

半导体封装制程及其设备介绍-PPT

Substrate
Solder paste pringting
Stencil
Chip shooting
Nozzle Capacitor
Reflow Oven
Hot wind
DI water cleaning
Automatic optical
inpection
DI water
Camera
PAD PAD
Wafer tape
Back Grind
Wafer Detape
Wafer Saw
Inline Grinding & Polish -- Accretech PG300RM
Coarse Grind 90%
Fine Grind 10%
Centrifugal Clean
Alignment & Centering
Die distance Uniformity
4。PICKING UP
3。EXPANDING
No contamination
TAPE ELONGATION
WEAK ADHESION
3.Grinding 辅助设备
A Wafer Thickness Measurement 厚度测量仪一般有接触式和非接触式光学测量仪两种；
Solder paste
Die Prepare(芯片预处理) To Grind the wafer to target thickness then separate to single chip
---包括来片目检(Wafer Incoming), 贴膜(Wafer Tape),磨片(Back Grind),剥膜(Detape),贴片(Wafer Mount),切割(Wafer Saw)等系列工序,使芯片达到工艺所要求的形状,厚度和尺寸,并经过芯片目检(DVI)检测出所有由于芯片生产,分类或处理不当造成的废品.

封装工艺流程ppt课件

在芯片粘贴时，用盖印、丝网印刷、点胶等方法将胶涂布于基板的芯片座中，再将芯片置放在玻璃胶之上，将基板加温到玻璃熔融温度以上即可完成粘贴。由于完成粘贴的温度要比导电胶高得多，所以它只适用于陶瓷封装中。在降温时要控制降温速度，否则会造成应力破坏，影响可靠度。
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第二章封装工艺流程
2.4 芯片互连芯片互连是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线
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。
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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。
三种导电胶的特点是：化学接合、具有导电功能。
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第二章封装工艺流程
导电胶贴装工艺
膏状导电胶：用针筒或注射器将粘贴剂涂布到芯
片焊盘上（不能太靠近芯片表面，否则会引起银迁移现象），然后用自动拾片机（机械手）将芯片精确地放置到焊盘的粘贴剂上，在一定温度下固化处理（150℃ 1小时或186℃半小时）。固体薄膜：
3
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。
4
第二章封装工艺流程

封装制程补充教材(封装前段)ppt课件

Type
CD 4N Au
HAZ Length (um)
100 ~ 130 120 ~ 150
Ball Neck Grain (um)
6.0 ~ 8.0 3.0 ~ 4.0
Wire Grain (um)
3.0 ~ 4.0 1.5 ~ 2.0
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封裝製程補充教材
HAZ (Heat Affected Zone)
Image Observation (SEM) Photographing from the ball to wire using SEM
Grain Size Measurement Measure grain sizes at every 20㎛
Determination of HAZ
Determine the grain size decreasing point
B.吸嘴型式 C.L/F材质 D.D/B作业机台
(1)共金-ILB(圖片/影檔) (2)导电/非导电胶-AD828/AD830/AD898/AD8930
/CPS-100VX(圖片/影檔) (3)共锡-NEC CPS-510/ASM SD890A(圖片/影檔) E.导电性 F.散热性
4
封裝製程補充教材
佳
缺點
易裂(L/F與die膨脹係數差異)
使用之L/F
SOT-23R
膠黏合依膠固化條件 ASM/NEC 差(導電膠) 差同上
all package
軌道加蓋 solder熔點305℃
ASM/NEC 中中 vold/小die易傾斜 "D-PAK SOT-89
5
TO-220/263 SOT-223"
封裝製程補充教材

半导体封装制程及其设备介绍74页PPT

பைடு நூலகம்
半导体封装制程及其设备介绍
36、如果我们国家的法律中只有某种神灵，而不是殚精竭虑将神灵揉进宪法，总体上来说，法律就会更好。—— 马克·吐温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之时。— —威·皮物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律是丝毫没有力量的。 ——菲力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们迅速累聚，进而变成法律。 ——朱尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不容忽视的。— —爱献生
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克

半导体封装工艺介绍ppt

详细描述
静电放电
半导体封装工艺发展趋势和挑战
05
将多个芯片集成到一个封装内，提高封装内的功能密度。
集成化封装
利用硅通孔（TSV）等先进技术实现芯片间的三维互连，提高封装性能。
2.5D封装技术
将多个芯片通过上下堆叠方式实现三维集成，提高封装体积利用率和信号传输速度。
3D封装技术
技术创新与发展趋势
详细描述
金属封装是将半导体芯片放置在金属基板的中心位置，然后通过引线将芯片与基板连接起来，最后对整个封装体进行密封。由于其高可靠性、高导热性等特点，金属封装被广泛应用于功率器件、高温环境等领域。
金属封装
总结词
低成本、易于集成
详细描述
塑料封装是将半导体芯片放置在塑料基板的中心位置，然后通过引线将芯片与基板连接起来，最后对整个封装体进行密封。由于其低成本、易于集成等特点，塑料封装被广泛应用于民用电子产品等领域。
半导体封装工艺中常见问题及解决方案
04
VS
机械损伤是半导体封装工艺中常见的问题之一，由于封装过程中使用到的材料和结构的脆弱性，机械损伤往往会导致封装失效。
详细描述
机械损伤包括划伤、裂纹、弯曲、断裂等情况，这些损伤会影响半导体的性能和可靠性，甚至会导致产品失效。针对这些问题，可以采取一系列预防措施，如使用保护膜保护芯片、优化封装结构、控制操作力度和避免不必要的搬动等。
腐蚀和氧化
静电放电是半导体封装工艺中常见的问题之一，由于静电的存在，会导致半导体器件的损伤或破坏。
总结词
静电放电是指由于静电积累而产生的放电现象，它会对半导体器件造成严重的危害，如电路短路、器件损坏等。为了解决这个问题，可以在工艺过程中采取一系列防静电措施，如接地、使用防静电设备和材料、进行静电测试等。同时，还可以在设计和制造阶段采取措施，如增加半导体器件的静电耐受性、优化电路设计等。

集成电路封装与测试(一)PPT课件

电磁、化学等方面的防护
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信号传递
主要是将电信号的延迟尽可能减小，在布线时尽可能使信号线与芯片的互连路径以及通过封装的I/O接口引出的路径达到最短
电能传递
主要是电源电压的分配和导通
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散热各种芯片封装都要考虑元器件、部件长期工作时如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
测试、评测
工艺问题
产品
定义问题
11
12
1.1.2 封装的出现 “封装（Packaging）”用于电子工程的历史并不很久。在真空电子管时代，将电子管等器件安装在管座上构成电路设备，一般称为“组装或装配”，当时还没有“Packaging”这一概念。
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60多年前的三极管，40多年前的IC半导体元件的出现，一方面，这些半导体元件细小柔嫩；另一方面，其性能又高，而且多功能、多规格。为了充分发挥其功能，需要补强、密封、扩大，以便实现与外电路可靠的电气连接并得到有效的机械、绝缘等方面的保护作用。基于这样的工艺技术要求，“封装”便随之出现。
带引脚的芯片载体
倒装芯片
陶瓷DIP
球栅阵列封装
芯片尺寸封装
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目前世界上产量较多的几类封装
SOP （小外形封装）
55～57%
PDIP（塑料双列封装）
14%
QFP (PLCC ) （四边引线扁平封装） 12%
BGA （球栅阵列封装）
4～5%
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1.5. IC封装的发展趋势
16.8~27.4%
2003 2004
“集成电路（IC）“是指微小化的或微电子的器件，它将这样的一些元件如三极管、电阻、介电体、电容等集成为一个电学上的电路，使致具有专门的功能。