集成电路芯片封装技术 第二章 封装工艺流程
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半导体集成电路封装技术复习大纲第一章集成电路芯片封装技术1.（P1）封装概念：狭义：集成电路芯片封装是利用（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。
2。
集成电路封装的目的：在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能.3.芯片封装所实现的功能：①传递电能，②传递电路信号，③提供散热途径,④结构保护与支持.4．在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数：性能，尺寸，重量,可靠性和成本目标。
5.封装工程的技术的技术层次？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,并可与下一层次的组装进行连接的模块元件.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子卡的工艺。
第三层次，将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版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厂品的工艺过程。
6.封装的分类？按照封装中组合集成电路芯片的数目，芯片封装可分为：单芯片封装与多芯片封装两大类，按照密封的材料区分,可分为高分子材料和陶瓷为主的种类,按照器件与电路板互连方式，封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。
依据引脚分布形态区分，封装元器件有单边引脚，双边引脚，四边引脚,底部引脚四种。
常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装，双边引脚元器件有双列式封装小型化封装，四边引脚有四边扁平封装，底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。
7。
芯片封装所使用的材料有金属陶瓷玻璃高分子8.集成电路的发展主要表现在以下几个方面？1芯片尺寸变得越来越大2工作频率越来越高3发热量日趋增大4引脚越来越多对封装的要求：1小型化2适应高发热3集成度提高，同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性9。
集成电路封装工艺流程
集成电路封装工艺流程集成电路封装是将完成芯片设计的集成电路芯片封装在封装底座上的过程。
根据芯片的不同要求，有多种封装方式，如插针式(DIP)、贴片式(SOP)、无引脚式(BGA)等。
然而，无论采用何种封装方式，整个封装过程都有一套相对固定的工艺流程。
首先，封装前的准备非常关键。
这包括封装材料的准备、底座的选择和准备、以及芯片的测试。
为了确保封装材料的质量和稳定性，需要从可信的供应商购买标准封装材料，如胶水、密封剂等。
底座的选择也要根据芯片的封装方式和尺寸进行合适的选择，并进行必要的清洁处理。
此外，对芯片进行必要的测试，检查其性能和功能是否正常，以消除不合格产品。
接下来是封装材料的应用。
首先，在底座的合适位置上涂抹胶水或敷设密封剂。
然后，将芯片放置在底座上，并确保芯片正确地与底座对中。
接下来，进行必要的焊接和接线，以确保芯片与底座的连接牢固可靠。
此外，还需要进行封装材料的固化，以保证封装的完整性和稳定性。
这一过程需要严格控制时间和温度，以确保封装材料可以有效地固化。
完成封装后，还需要进行质量检验和测试。
这包括对封装的外观进行检查，确保没有明显的缺陷和损坏。
同时，还需要对封装后的芯片进行功能测试和性能测试，验证芯片的正常工作和满足设计要求。
这些测试可以通过连接芯片的引脚和仪器进行，如测量信号的电压、电流和频率等。
如果芯片不合格，将进行必要的修复和调整，直到通过测试为止。
最后，封装后的芯片需要进行包装和存储。
这包括将封装的芯片放置在特定的包装盒或封装胶袋中，并进行合适的标记和标签。
同时，还需要将封装后的芯片存放在适当的环境条件下，以确保其稳定性和可靠性。
这一过程需要注意防潮、防尘和防静电等措施，以保护封装后的芯片不受外界环境的干扰。
总的来说，集成电路封装工艺流程是一个细致而复杂的过程，需要严格控制各个环节，以确保封装的质量和可靠性。
只有这样，才能生产出满足设计需求的优质封装芯片，为各种电子产品的生产和应用提供坚实的基础。
集成电路封装技术-封装工艺流程介绍
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
一般工艺方法 将芯片反面淀积一定厚度的Au或Ni，同时在焊盘上淀积
Au-Pd-Ag和Cu的金属层。然后利用合金焊料将芯片焊接在 焊盘上。焊接工艺应在热氮气或能防止氧化的气氛中进行。
硬质焊料
合金焊料
软质焊料
第二章 封装工艺流程
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
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
2.3.2 焊接粘贴法
变形方式的不同，继而产生的各种应力。当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发
在一点的集度焊称为接应粘力〔贴St法res是s〕利。物用体合由于金外反因而响变进形时行，芯在物片体粘内各贴局的部之方间法产生。相优互作点用是的内力， 应变方向平热行，传而导切应性力好的方。向与应变垂直。按照载荷〔Load〕作用的形式不同，应力又可以分为拉伸压
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 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；
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）
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。
集成电路封装技术封装工艺流程介绍
集成电路封装技术封装工艺流程介绍集成电路封装技术是指将芯片封装在塑料或陶瓷封装体内，以保护芯片不受外界环境的影响，并且方便与外部电路连接的一种技术。
封装工艺流程是集成电路封装技术的核心内容之一，其质量和工艺水平直接影响着集成电路产品的性能和可靠性。
下面将对集成电路封装技术封装工艺流程进行介绍。
1. 芯片测试首先，芯片在封装之前需要进行测试，以确保其性能符合要求。
常见的测试包括电性能测试、温度测试、湿度测试等。
只有通过测试的芯片才能进行封装。
2. 芯片准备在封装之前，需要对芯片进行准备工作，包括将芯片固定在封装底座上，并进行金线连接。
金线连接是将芯片的引脚与封装底座上的引脚连接起来，以实现与外部电路的连接。
3. 封装材料准备封装材料通常为塑料或陶瓷，其选择取决于芯片的性能要求和封装的环境条件。
在封装之前，需要将封装材料进行预处理，以确保其表面光滑、清洁，并且具有良好的粘附性。
4. 封装封装是整个封装工艺流程的核心环节。
在封装过程中，首先将芯片放置在封装底座上，然后将封装材料覆盖在芯片上，并通过加热和压力的方式将封装材料与封装底座紧密结合。
在封装过程中，需要控制封装温度、压力和时间，以确保封装材料与芯片、封装底座之间的结合质量。
5. 封装测试封装完成后，需要对封装产品进行测试，以确保其性能和可靠性符合要求。
常见的封装测试包括外观检查、尺寸测量、焊接质量检查、封装材料密封性测试等。
6. 封装成品通过封装测试合格的产品即为封装成品，可以进行包装、贴标签、入库等后续工作。
封装成品可以直接用于电子产品的生产和应用。
总的来说，集成电路封装技术封装工艺流程是一个复杂的过程，需要精密的设备和严格的工艺控制。
只有通过合理的工艺流程和严格的质量控制，才能生产出性能优良、可靠性高的集成电路产品。
随着科技的不断进步，集成电路封装技术也在不断创新和发展，以满足不断变化的市场需求。
相信随着技术的不断进步，集成电路封装技术将会迎来更加美好的发展前景。
芯片封装工艺流程
芯片封装工艺流程芯片封装是集成电路制造中非常重要的一个环节，它直接影响到芯片的稳定性、可靠性和性能。
芯片封装工艺流程是指将芯片封装在塑料、陶瓷或金属封装体内，并进行封装测试，最终形成成品芯片的一系列工艺步骤。
本文将介绍芯片封装的工艺流程及其关键步骤。
首先，芯片封装的工艺流程包括准备工作、封装设计、封装材料准备、封装生产、封装测试和封装成品等步骤。
在准备工作阶段，需要对封装设备进行检查和维护，确保设备正常运行。
同时，需要准备好封装所需的材料和工艺参数，为后续的封装工作做好准备。
其次，封装设计是芯片封装工艺流程中的关键环节。
封装设计需要根据芯片的功能、尺寸和工作环境等要求，选择合适的封装形式和材料。
不同的芯片封装形式包括裸片封装、贴片封装、球栅阵列封装等，而封装材料则包括塑料封装、陶瓷封装和金属封装等。
封装设计的合理与否直接影响到芯片的性能和成本。
接下来，封装材料准备是芯片封装工艺流程中不可或缺的一环。
封装材料的选择和准备需要根据封装设计的要求进行，确保封装材料的质量和稳定性。
在封装生产阶段，需要将芯片放置在封装体内，并通过焊接、封胶等工艺步骤，将芯片与封装体牢固地连接在一起。
随后，封装测试是芯片封装工艺流程中至关重要的一步。
封装测试需要对封装后的芯片进行可靠性、性能和环境适应性等多方面的测试，以确保封装后的芯片能够正常工作并在各种环境下稳定可靠。
最后，封装成品是芯片封装工艺流程的最终目标，经过前期的工艺步骤和测试验证，最终形成符合要求的成品芯片。
总的来说，芯片封装工艺流程是一个复杂而严谨的过程，需要精密的设备、严格的工艺控制和专业的技术人员来保障。
只有通过科学合理的工艺流程和严格的质量控制，才能生产出高质量、高可靠性的芯片产品，满足不同领域的需求。
希望本文对芯片封装工艺流程有所帮助，谢谢阅读。
集成电路封装工艺流程-PPT文档资料
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。
芯片封装工艺详解培训资料
集成化
集成化是芯片封装技术的重要发展方向 。通过将多个芯片和器件集成到一个封 装体内，实现系统级集成，提高性能和 可靠性。
VS
模块化
模块化封装可以实现快速开发和批量生产 。通过模块化的封装方式，可以快速组合 和定制不同功能的芯片模块，缩短产品上 市时间。
高性能与高可靠性
高性能
随着电子设备对性能要求的不断提高，高性 能的芯片封装技术也得到了快速发展。高性 能封装可以实现更快的传输速度和更低的功 耗。
包装
将检测合格的芯片按照规定进行包装， 以保护芯片在运输和存储过程中不受 损坏，同时标明产品规格和性能参数 等信息。
03 芯片封装材料
塑封材料
塑封材料是芯片封装中常用的材料之一，主要起到保护、绝缘和固定芯片的作用。
塑封材料通常由环氧树脂、聚氨酯、硅橡胶等高分子材料制成，具有良好的电气性 能、耐热性、耐腐蚀性和机械强度。
汽车电子领域
汽车电子领域是芯片封装工艺应用的另一个重要领域，主要涉及汽车安全、自动驾驶、车联网等领域 。由于汽车电子系统对可靠性和安全性的要求非常高，因此对芯片封装工艺的要求也相应较高。
总结词：汽车电子领域对芯片封装工艺的可靠性和安全性要求极高，需要具备抗振、抗冲击、耐高温 等性能。
THANKS FOR WATCHING
异形封装与多芯片封装
异形封装
为了满足不同电子设备的特殊需求，芯片封装呈现出异形化的趋势。异形封装可以根据产品需求定制 不同形状和结构的封装体，提高产品的独特性和差异化。
多芯片封装
多芯片封装技术可以将多个芯片集成到一个封装体内，实现更高的集成度和更小的体积，同时降低成 本和提高性能。
集成化与模块化
脚与芯片之间的可靠连接。
集成电路封装技术
第一章集成电路芯片封装技术1. (P1)封装概念：狭义：集成电路芯片封装是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。
2. 芯片封装实现的功能：1 传递电能，主要是指电源电压的分配和导通。
2 传递电路信号，主要是将电信号的延迟尽可能减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片的互连路径以及通过封装的IO接口引出的路径达到最短。
3 提供散热途径，主要是指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。
4 结构保护与支持，主要是指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。
3.在确定集成电路的封装要求时应注意以下儿个因素:1 成本2 外形与结构3 可靠性4 性能4.在选择具体的封装形式时，主要需要考虑4种设计参数:性能、尺寸、重量、可靠性和成本目标。
5．封装工程的技术层次：第一层次(Level1或First Level):该层次又称为芯片层次的封装（Chip Level Packaging),是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架(Lead Frame）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Module)元件。
第二层次(Level2或Second Level:将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成个电路卡（Card〉的工艺.第三层次(Level3或Third Level):将数个第二层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板（Board）上使之成为一个部件或子系（Subsystem）的工艺。
第四层次(Level4或Fourth Level)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（Level 0)的封装，6.封装的分类：按照封装中组合集成电路芯片的数目，芯片封装可分为:单芯片封装与多芯片封装两大类。
集成电路芯片封装技术第二章封装工艺流程
重庆城市管理职业学院
封装流程分段
第二章
芯片封装的流程又通常分两个阶段： 1）封装材料成型之前的工艺步骤称为前段操作 2）材料成型之后的工艺步骤称为后段操作 其中，前段操作所需的环境洁净度要求高于后段操
封装工艺流程—芯片互连
第二章 是微系统封装的 基础技术和专有技术
芯片互连是指将芯片焊区与电子封装外壳的 I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接，实现芯 片功能的制造技术。
芯片互连的常见方法包括引线键合（又称打线 键合）技术（WB）、载带自动键合技术（TAB）和 倒装芯片键合技术（FCB）三种。其中，FCB又称为 C4—可控塌陷芯片互连技术。
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封装材料成型技术
第二章
[3] 预成型技术（Pre-Molding）
预成型工艺是将封装材料预先做成封装芯片外形对应 的形状，如陶瓷封装，先做好上下陶瓷封盖后，在两封盖 间高温下采用硼硅酸玻璃等材料进行密封接合。
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封装工艺流程—去飞边毛刺
第二章
毛刺飞边是指封装过程中塑封料树脂溢出、贴 带毛边、引线毛刺等飞边毛刺现象。随着成型模具 设计和技术的改进，毛刺和飞边现象越来越少。
利用高压液体流冲击模块，利用溶剂的溶解性去除毛 刺飞边，常用于很薄毛刺的去除。
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第二章Βιβλιοθήκη 封装工艺流程—引脚上焊锡 上焊锡目的：
增加保护性镀层，以增加引脚抗蚀性，并增
加其可焊性
上焊锡方法：电镀或浸锡工艺
电镀工艺:引脚清洗-电镀槽电镀-烘干
浸锡工艺:
去飞边-去油和氧化物-浸助焊剂-加热浸锡-
芯片封装工艺流程
• 使用焊接技术实现芯片与基板的连接
• 使用焊接技术实现芯片与封装材料的连接
焊接技术的优势
• 连接可靠，提高芯片封装的稳定性
• 生产效率高，降低生产成本
05
芯片封装形式与封装结构
封装形式的选择依据
01
芯片类型和性能
• 根据芯片的类型和性能选择合适的封装形式
• 高性能、高功率的芯片通常需要使用高可靠性的封装形
• 陶瓷封装
• 芯片规模封装
• 金属封装
• 球栅阵列封装
• D和3D封装
02
芯片封装前处理与切割
芯片的贴装与焊接
芯片贴装
芯片焊接
• 使用贴片机将芯片准确地贴在基板上
• 使用焊接工艺将芯片与基板牢固地连接在一起
• 使用焊锡膏或焊球实现芯片与基板的连接
• 确保焊接质量，防止芯片脱落或虚焊
芯片的切割与成型
• 提高封装性能，如散热性能、抗振动性能等
• 根据芯片类型和性能，设计合适的封装结构
• 降低封装成本，如使用低成本材料、简化封装工艺等
• 考虑应用场景和需求，对封装结构进行优化
06
芯片封装后的测试与验证
芯片功能测试与性能评估
功能测试
性能评估
• 对芯片进行功能测试，确保芯片正常工作
• 对芯片的性能进行评估，如传输速率、功耗等
• 使用测试仪器和测试程序进行功能测试
• 使用性能测试设备和测试程序进行性能评估
封装质量的检测与评估
封装质量检测
• 对封装过程中的各种参数进行检测，如温度、压力等
• 使用检测仪器和测试程序进行封装质量检测
封装质量评估
• 对封装质量进行评估，如连接可靠性、抗振动能力等
集成电路封装和可靠性Chapter2_1 芯片互连技术
UESTC-Ning Ning
5
集成电路封装测试与可靠性
Wafer Back Grinding process
1. Load and Align
Objective: To load and align the wafer into the wafer cleaning and tape lamination machine. 2. Wafer cleaning
7
集成电路封装测试与可靠性
Wafer Back Grinding Issues and Challenges
Issues
Ease of process –Thin wafer handling from one step to another –Back grinding tape removal –Excessive stresses removal or reduction from the wafer.（应力）
Wire Bonding Technology -- Die Attach Process
2. Pattern Recognition System (PRS)
4. Wash, Rinse, Dry and Unload
Objective: To rinse slurry (silicon dust) before it dries with de-ionized water and CO2. Also to dry wafer by pinning and with clean air, and unload wafer.
UESTC-Ning Ning
11
刀刃
集成电路封装测试与可靠性
切割设备示意图
晶圆
封装工艺流程
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。
集成电路封装工艺流程
集成电路封装工艺流程
一、引言
集成电路（IC）封装工艺是集成电路组装的核心技术，是成品稳定性
的重要保障亦是一个不可回避的工艺环节。
我国在精密焊接工艺，芯片封
装的研究上有着较多的积累，封装工艺流程也在迅速发展，早期的封装工
艺流程是比较繁琐的，而后随着封装技术的不断发展，由于其特殊的工艺
流程，封装工艺变得越来越重要，已经不仅仅只是一种单纯的封装工艺，
而是一种完整的封装流程，并且在实际应用中也越来越多，尤其是在集成
电路应用当中更是不可或缺的一环。
二、集成电路封装工艺流程介绍
1、封装材料准备：封装工艺之前，需要准备的封装材料有：封装壳子、芯片、钢丝弹簧、金手指、金属网格、金属片等。
2、芯片安装：将封装材料如芯片、钢丝弹簧、金手指等安装在封装
壳子上，安装每个芯片之前，要先进行测试，检查芯片是否有缺陷。
3、焊接实践：将封装壳子放入焊接机，焊接时要仔细控制焊接时间、焊接温度和焊接电压等要素，以保证焊接质量。
4、金手指装配：安装完芯片之后，需要根据封装壳子的特殊要求进
行金手指的试装，金手指的安装要求对封装壳子的电性能具有一定的影响，尤其是封装壳子的尺寸精度和地点要求。
半导体集成电路封装技术试题汇总(李可为版)
半导体集成电路封装技术试题汇总(李可为版)半导体集成电路封装技术试题汇总第一章集成电路芯片封装技术1. (P1)封装概念：狭义：集成电路芯片封装是利用（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。
2.集成电路封装的目的：在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能。
3.芯片封装所实现的功能：①传递电能，②传递电路信号，③提供散热途径，④结构保护与支持。
4．在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数：性能，尺寸，重量，可靠性和成本目标。
5.封装工程的技术的技术层次？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，使之成为易于取放发热量日趋增大4引脚越来越多对封装的要求：1小型化2适应高发热3集成度提高，同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性9.有关名词：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1.封装工艺流程一般可以分为两个部分，用塑料封装之前的工艺步骤成为前段操作，在成型之后的工艺步骤成为后段操作2.芯片封装技术的基本工艺流程硅片减薄硅片切割芯片贴装，芯片互联成型技术去飞边毛刺切筋成型上焊锡打码等工序3.硅片的背面减薄技术主要有磨削，研磨，化学机械抛光，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4.先划片后减薄：在背面磨削之前将硅片正面切割出一定深度的切口，然后再进行背面磨削。
5.减薄划片：在减薄之前，先用机械或化学的方式切割处切口，然后用磨削方法减薄到一定厚度之后采用ADPE腐蚀技术去除掉剩余加工量实现裸芯片的自动分离。
集成电路封装技术(3)
集成电路封装技术
前言 第一章 电子封装工程概述 第二章 封装工艺流程 第三章 厚薄膜技术
前言
一、微电子封装的作用和意义 1、从与人们日常生活直接相关的事说起——着装
随着科技的进步和社会文明程度的提高，服装的种类、式样、所用的材料、 制作工艺都在不断的进步，所起的作用不仅限于御寒和美观上。
元器件与电路板连接
封胶材料与技术
陶瓷封装
塑料封接
气密性封装 封装过程中的缺陷分析
封装可靠性工程
第一章 电子封装工程概述
1.3.1 20世纪电子封装技术发展的回顾
第一章 电子封装工程概述
1.3.2 发展趋势 1、半导体集成电路的发展迅速
芯片尺寸越来越大
工作频率越来越高
发热量日趋增大
引脚越来越多
第一章 电子封装工程概述
随着封装技术的进步，引线节距和封装厚度不断地减小 引线节距从2.54mm(PDIP)降至0.65mm(PQFP) 封装厚度从3.6 mm(PDIP)降至2.0mm(PQFP)和
第一章 电子封装工程概述
1.2.3封装技本术与课封装程材所料 涉及的工艺技术
芯片封装工艺流程 焊接材料
厚膜/薄膜技术 印制电路板
第一章 电子封装工程概述
1.2 封装技术
1.2.1封装工程的技术层次
1.2.1封装工程的技术层次
层次1 它是指半导体集成电路元件（芯片）。芯片由半导体厂商提供，分二类，一 类系列标准芯片，另一类是针对系统用户的专用芯片。由于芯片为厂家提供， 如何确保芯片质量就成为关键问题。将其列为1个层次是指集成电路元器件间 的连线工艺。
封装的发展趋势已初见端倪。 （1）高性能CSP封装 以其超小型、轻重量化为特色，如果能在高速、多功能低 价格两个方面兼得，CSP在LSI封装中将会迅速得到普及。 （2）以芯片叠层式封装为代表的三维封装 三维立体封装包括封装层次的三维封 装、芯片层次的三维封装和硅圆片层次的三维封装等三种。 （3）全硅圆片型封装 其特点是在完成扩散工序的硅圆片上进行封装布线、布置 引线端子、贴附焊球、完成封装，最后再切分一个一个的封装件。 （4）球形半导体 涉及到半导体前工程、后工程等许多基本工序的变革，能否在 技术上突破并发展为实用的封装形式，还要经过实践检验。
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第二章
封装材料成型技术
• • • • ① ② ③
即：将芯片与引线框架包装起来。 金属封装、塑料封装、陶瓷封装等； 塑料封装最常用方式，占90%的市场。 塑料封装的成型技术包括： 转移成型技术 （主要方法） 喷射成型技术 预成型技术
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第二章
封装材料成型技术
塑料等高分子聚合物是当前使用较多的封装成型材料， 塑料等高分子聚合物是当前使用较多的封装成型材料， 塑料材料通常分为热固性聚合物和热塑性聚合物两种。 塑料材料通常分为热固性聚合物和热塑性聚合物两种。 热固性和热塑性聚合物的区别？ 热固性和热塑性聚合物的区别？ 热塑性聚合物：聚合物分子间以物理力聚合而成，加热 时可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可 塑化，冷却时则固化成型，并且可反复进行。 热固性聚合物：低温时聚合物是塑性或流动的， 热固性聚合物：低温时聚合物是塑性或流动的，当加热 到一定温度时，聚合物分子发生交联反应，形成刚性固体， 到一定温度时，聚合物分子发生交联反应，形成刚性固体， 并不能反复加热使之塑性流动，不可回收利用。 并不能反复加热使之塑性流动，不可回收利用。
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封装工艺流程—切筋成型 封装工艺流程 切筋成型 切筋成型其实是两道工序：切筋和打弯，通 常同时完成。 切筋工艺，是指切除框架外引脚之间的堤坝 （dam bar）及在框架带上连在一起的地方； 打弯工艺则是将引脚弯成一定的形状，以适 合装配的需要。
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第二章
第二章
第二章 封装工艺流程
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第二章
前课回顾
1.微电子封装技术发展的驱动力有哪些方面？ 1.微电子封装技术发展的驱动力有哪些方面？ 微电子封装技术发展的驱动力有哪些方面
IC发展+电子整机发展+市场驱动= IC发展+电子整机发展+市场驱动=微电子技术产业 发展
2.微电子封装技术发展对封装的要求体现在哪里？ 2.微电子封装技术发展对封装的要求体现在哪里？ 微电子封装技术发展对封装的要求体现在哪里
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第二章
封装工艺流程—芯片互连 封装工艺流程 芯片互连 • WB中，引线过长引起短路，压焊过重引起引线损 伤、芯片断裂，压焊过轻或芯片表面膨胀会导致虚 焊等。 • TAB和FCB中，芯片凸点高度不一致，点阵凸点与 TAB FCB 基板的应力不匹配也会引起基板变形、焊点失效。
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成本低、 上胶加热至玻璃熔 成本低、去除有机成 分和溶剂需完全 融温度
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第二章
实例： 实例：共晶芯片粘贴法
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封装工艺流程—芯片互连 封装工艺流程 芯片互连
第二章 是微系统封装的 基础技术和专有技术
芯片互连是指将芯片焊区与电子封装外壳的 I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接，实现芯 片功能的制造技术。 芯片互连的常见方法包括引线键合（又称打线 键合）技术（WB）、载带自动键合技术（TAB）和 倒装芯片键合技术（FCB）三种。其中，FCB又称为 C4—可控塌陷芯片互连技术。
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第二章
主要内容
封装工艺流程概述 芯片切割 芯片贴装 芯片互连 成型技术 去飞边毛刺 上焊锡 切筋成型与打码
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封装工艺流程概述
芯片封装始于IC晶圆完成之后，包括IC晶圆 的粘片固化、互连、成型固化、切筋成形、引 线电镀、打码等主要过程。
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溶剂去飞边毛刺和水去飞边毛刺：
利用高压液体流冲击模块， 利用高压液体流冲击模块，利用溶剂的溶解性去除毛 刺飞边，常用于很薄毛刺的去除。 刺飞边，常用于很薄毛刺的去除。
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封装工艺流程—引脚上焊锡 封装工艺流程 引脚上焊锡 上焊锡目的： 增加保护性镀层，以增加引脚抗蚀性，并增 加其可焊性 上焊锡方法：电镀或浸锡工艺 电镀工艺:引脚清洗-电镀槽电镀电镀工艺:引脚清洗-电镀槽电镀-烘干 浸锡工艺: 去飞边-去油和氧化物-浸助焊剂-加热浸锡去飞边-去油和氧化物-浸助焊剂-加热浸锡清洗、 清洗、烘干
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封装材料成型技术
当前使用的封装材料多为高分子聚合材料， 当前使用的封装材料多为高分子聚合材料，以 塑料封装为例，成型技术主要包括以下几种： 塑料封装为例，成型技术主要包括以下几种：
[1] 转移成型技术（Transfer Molding） 转移成型技术（ ） 热固性塑料转移成型工艺是将“热流道注塑” 热固性塑料转移成型工艺是将“热流道注塑”和“压力 成型” 组合工艺。传统热流道注塑成型中， 成型” 组合工艺。传统热流道注塑成型中，熔体腔室中 保持一定的温度， 保持一定的温度，在外加压力作用下塑封料进入芯片模具 型腔内，获得一定形状的芯片外形。 型腔内，获得一定形状的芯片外形。
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封装工艺流程—打码实例 封装工艺流程 打码实例
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封装工艺流程—测试、 封装工艺流程 测试、包装 测试 测试 在完成打码工序后，所有器件都要100％进行测 ％进行测 在完成打码工序后，所有器件都要 试。这些测试包括一般的目检、老化试验和最终的 产品测试。 包装 对于连续生产流程，元件的包装形式应该方便拾 取，且不需作调整就能够应用到自动贴片机上。
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封装材料成型技术 [3] 预成型技术（Pre-Molding） 预成型技术（ ）
预成型工艺是将封装材料预先做成封装芯片外形对应 的形状，如陶瓷封装，先做好上下陶瓷封盖后， 的形状，如陶瓷封装，先做好上下陶瓷封盖后，在两封盖 间高温下采用硼硅酸玻璃等材料进行密封接合。 间高温下采用硼硅酸玻璃等材料进行密封接合。
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第二章
封装工艺流程—去飞边毛刺 封装工艺流程 去飞边毛刺
毛刺飞边去除工艺：
介质去毛刺飞边：研磨料和高压空气一起冲洗模块， 介质去毛刺飞边：研磨料和高压空气一起冲洗模块， 研磨料在去除毛刺的同时，可将引脚表面擦毛， 研磨料在去除毛刺的同时，可将引脚表面擦毛，有助于后 续上锡操作。 续上锡操作。
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封装材料转移成型过程 芯片及完成互连的框架置于模具中； 1、芯片及完成互连的框架置于模具中； 将塑封料预加热后放入转移成型机转移罐中； 2、将塑封料预加热后放入转移成型机转移罐中； 3、在一定温度和转移成型活塞压力作用下，塑封 在一定温度和转移成型活塞压力作用下， 料注射进入浇道，通过浇口进入模具型腔； 料注射进入浇道，通过浇口进入模具型腔； 4、塑封料在模具内降温固化，保压后顶出模具进 塑封料在模具内降温固化， 一步固化。 一步固化。
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第二章
封装材料成型技术 喷射成型技术（ Molding） [2] 喷射成型技术（Inject Molding）
喷射成型工艺是将混有引发剂和促 喷射成型工艺是将混有引发剂和促 的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出， 进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出 进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出， 同时将塑封料树脂由喷枪中心喷出，使 同时将塑封料树脂由喷枪中心喷出， 其与引发剂和促进剂均匀混合， 其与引发剂和促进剂均匀混合，沉积到 模具型腔内，当沉积到一定厚度时， 模具型腔内，当沉积到一定厚度时，用 辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡， 辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气第二章
封装工艺流程—去飞边毛刺 封装工艺流程 去飞边毛刺 毛刺飞边是指封装过程中塑封料树脂溢出、贴 带毛边、引线毛刺等飞边毛刺现象。随着成型模具 设计和技术的改进，毛刺和飞边现象越来越少。 封装成型过程中，塑封料可能从模具合缝处渗 出来，流到外面的引线框架上，毛刺不去除会影响 后续工艺。
一定厚度衬底材料的作用？ 一定厚度衬底材料的作用？ 常用的硅片减薄技术有哪几种？ 常用的硅片减薄技术有哪几种？ 硅片的划片（芯片切割）的操作步骤？ 硅片的划片（芯片切割）的操作步骤？ 何谓”先划片后减薄 技术和 减薄划片”技术 技术？ 何谓 先划片后减薄”技术和“减薄划片 技术？ 先划片后减薄 技术和“
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第二章
封装工艺流程—芯片切割 封装工艺流程 芯片切割
当前，晶圆片尺寸不 断加大，8英寸和12英寸 晶圆使用越来越广泛，为 了保证硅圆片质量，圆片 厚度相应增加，给芯片切 割带来了难度。
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第二章
封装工艺流程—芯片切割 封装工艺流程 芯片切割 以薄型小外形尺寸封装（TSOP）为例，晶圆 片电路层厚度为300um，晶圆片厚度为900um,电路 层制作完成后，需要对硅片进行背面减薄。 问题：
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第二章
封装流程分段
芯片封装的流程又通常分两个阶段： 芯片封装的流程又通常分两个阶段： 1）封装材料成型之前的工艺步骤称为前段操作 2）材料成型之后的工艺步骤称为后段操作 其中，前段操作所需的环境洁净度要求高于后段操 其中， 作，但随着芯片的复杂化和微型化，整体操作环境要求 但随着芯片的复杂化和微型化， 均得到了提高。 均得到了提高。
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第二章
封装工艺流程—芯片贴装 封装工艺流程 芯片贴装 芯片贴装（Die Mount）又称芯片粘贴，是将 IC芯片固定于封装基板或引脚架承载座上的工艺 过程。 芯片应贴装到引脚架的中间焊盘上，焊盘 尺寸要与芯片大小相匹配，大小不匹配会产生什 么现象？ 芯片贴装方式主要有四种：共晶粘贴法、焊接 粘贴法、导电胶粘贴法和玻璃胶粘贴法。
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封装工艺流程—打弯工艺 封装工艺流程 打弯工艺
对于打弯工艺，最主要的问题是引脚变形。对于PTH装 配，由于引脚数较少且较粗，基本没有问题。对SMT装配来 讲，尤其是高引脚数目框架和微细间距框架器件，一个突 出的问题是引脚的非共面性（lead non Coplanarity）。