半导体-第十六讲-新型封装
半导体器件封装技术
半导体器件封装技术半导体器件封装技术是指将裸露的半导体芯片封装在适当的封装材料中，以保护芯片不受外界环境的影响，并提供适当的电气和机械连接接口，以便于与其他电路元件进行连接和集成。
封装技术在半导体器件制造中扮演着至关重要的角色，它不仅直接影响着设备的性能和可靠性，而且对于整个电子行业的发展也具有重要意义。
半导体器件封装技术能够提供良好的电气连接。
芯片封装后，通过引脚与外部电路进行连接。
这些引脚需要具有良好的导电性和可靠的连接性，以确保信号的正常传输和电流的稳定传输。
常见的半导体器件封装技术包括直插式封装（DIP）、表面贴装封装（SMT）以及无引脚封装（WLP）等。
这些封装技术通过适当的引脚设计和接触材料的选择，实现了与外部电路的可靠连接。
半导体器件封装技术能够提供良好的机械保护。
半导体芯片通常非常脆弱，容易受到外界环境的影响而损坏。
封装技术通过将芯片封装在坚固的封装材料中，如塑料、陶瓷或金属等，能够提供良好的机械保护，防止芯片受到机械应力、湿度、温度和化学物质等的侵害。
此外，封装材料还能够防止芯片受到灰尘、杂质和电磁干扰等的影响，确保芯片的稳定运行。
第三，半导体器件封装技术能够提供良好的散热性能。
在半导体器件工作过程中，会产生大量的热量，如果不能及时有效地散发，会导致器件温度过高，影响器件的性能和寿命。
因此，在封装过程中，需要考虑适当的散热设计，如引入散热片、散热胶等。
这些散热元件能够提高器件的散热效率，保持器件的正常工作温度。
半导体器件封装技术还能够提供良好的电磁兼容性。
封装材料的选择和封装结构的设计能够有效地屏蔽和抑制电磁辐射和电磁干扰，减少器件对外界电磁信号的敏感性，保证器件的正常工作。
同时，封装技术还能够提供适当的电磁波导路径，以便于器件内部电磁信号的传输和隔离，确保不同功能模块之间的电磁兼容性。
半导体器件封装技术是半导体制造中不可或缺的一环。
它能够提供良好的电气连接、机械保护、散热性能和电磁兼容性，保证芯片的正常工作和可靠性。
半导体封装学习资料
半导体封装学习资料1、半导体封装定义：半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。
封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金锡铜铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（Bond Pad）连接到基板的相应引脚（Lead）,并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序，最后入库出货。
2、半导体封装简介:半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成。
塑封之后，还要进行一系列操作，如后固化（Post Mold Cure）、切筋和成型（Trim&Form）、电镀（Plating）以及打印等工艺。
典型的封装工艺流程为：划片装片键合塑封去飞边电镀打印切筋和成型外观检查成品测试包装出货。
3、各种半导体封装形式的特点和优点:3.1、DIP双列直插式封装DIP(DualIn－line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。
采用DIP封装的CPU 芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。
当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。
DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。
DIP封装具有以下特点：1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式，缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。
3.2、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装半导体封装QFP（Plastic Quad Flat Package）封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上。
微系统封装基础及新型封装技术培训课件
典型类型 根据基板类型分为：
MCM-L型 MCM-C型 MCM-D型 MCM-Si型 MCM-D/C
1.MCM-L（Layered ）型
—层压介质高密度印刷板模块。采用叠层结构的印刷电路 板作为互连衬底。
特点：
因有机基板介电常数小允许较大的特征尺寸对微波应用有利； 由于叠层式特点用MMCML易于实现多种封装结构； MCML基板比共烧陶瓷有较好的尺寸控制（烧制时的收缩） 三种MCM中成本是最低
开发圆片级产品需要开发的新技术
(a)二次布线技术。 (b)焊球制作技术。 (c)包封技术。 (d)圆片级测试和筛选技术。 (e)圆片划片技术。
利用在圆片上的金属层将在芯片四周分布的很窄的节距焊盘再分布 成PCB板上较宽节距的面阵列焊盘
CSP产品的封装基片
在CSP产品的封装中, 需要使用高密度多层布线的柔性基 片、层压树脂基片、陶瓷基片。这些基片的制造难度相当 大。
组装产品的印制板问题
主要困难在于布线的线条窄, 间距窄, 还要制作一定数量 的通孔, 表面的平整性要求也较高。在选择材料时还要 考虑到热膨胀性能。
6. C S P 封装技术展望
（1）标准化 （2）可靠性 （3）成本
采用引线键合的柔性垫片CSP 对由低到高的引脚数都适用, 并且 由于其低廉的价格,应用也最广。 引线框架CSP 主要用于低引脚数的场合, 刚性垫片CSP 用于中引脚数的场合 随着IC 向高密度、高速度方向发展, 未来器件对针脚数 的要求会越来越高。预计到2000 年, 储存器、高频器 件和逻辑器件将分别要求250、800 和1000 个I/O 。 模塑型CSP 可以达到这么高的引脚数
SOP: System On Package
3D ICs without 3D Systems Creates Gap
半导体封装知识
半导体封装知识嘿，你知道半导体吗？就像我们现在生活里那些超智能的电子产品，手机、电脑啥的，它们的“大脑”可都离不开半导体呢。
而半导体封装，就像是给这个超级“大脑”做一个精心的保护盒，同时还得让它能和外界好好打交道。
今天，我就来和你唠唠半导体封装那些事儿。
我有个朋友，叫小李，他就在半导体封装厂工作。
有一次我去找他，一进那厂房，嚯，各种各样奇奇怪怪的设备就把我给镇住了。
我就问他：“这都是啥呀？咋这么复杂呢？”小李笑着说：“这就是半导体封装的世界，这里面的学问可大着呢。
”那半导体封装到底是怎么一回事呢？简单来说，半导体封装就是把制造好的半导体芯片，用一些特殊的材料和工艺包裹起来。
这就好比你有一颗超级珍贵的钻石，你得给它镶在一个漂亮又结实的底座上，再加上个保护罩，这样它既能闪闪发光，又不会轻易被损坏。
半导体芯片也是一样，它很脆弱，需要封装来保护它免受外界的物理、化学和环境因素的影响。
在这个封装的过程中啊，有好多步骤。
首先就是芯片的黏贴。
你想啊，芯片那么小，要稳稳地放在封装底座上，就像把一颗小芝麻精准地放在一个小盘子里一样不容易。
这时候就需要特殊的胶水，这种胶水可不像我们平时用的胶水那么简单。
它要保证芯片能牢固地黏在上面，而且还不能对芯片有任何不良影响。
我就好奇地问小李：“这胶水有啥特别的呀？”小李说：“这胶水就像是芯片的小床垫，既要软和，让芯片舒舒服服地待着，又要有足够的支撑力，可讲究了。
”接下来就是引线键合。
这一步可就更神奇了。
想象一下，芯片上有很多微小的电极，就像一个个小触角，我们要把很细很细的金属丝连接到这些小触角上，然后再连接到封装的外部引脚。
这些金属丝细得就像头发丝一样，甚至更细。
我当时就惊叹：“这么细的丝，咋连上去的呀？”小李说：“这就靠专门的设备了，就像一个超级精密的小裁缝，一针一线地把它们缝在一起。
”这金属丝就像是芯片和外界沟通的小桥梁，要是有一根没连好，整个芯片可能就没法正常工作了。
这得要求多高的精度啊，简直是在微观世界里搞建筑工程。
芯片封装详细图解通用课件
焊接方法主要有两种：热压焊接 和超声焊接。
焊接过程中需要控制温度、时间 和压力等参数，以保证焊接质量
和可靠性。
封装成型
封装成型是将已贴装和焊接好的芯片封装在保护壳内的过程。
封装材料主要有金属、陶瓷和塑料等。
成型过程中需要注意保护好芯片和引脚，防止损坏和短路。同时要保证封装质量和 外观要求。
质量检测
VS
详细描述
高性能的芯片封装需要具备低延迟、高传 输速率和低功耗等特性，以满足电子设备 在运行速度、响应时间和能效等方面的需 求。同时，高可靠性的封装能够确保芯片 在各种环境条件下稳定运行，提高产品的 使用寿命和可靠性。
多功能集成化
总结词
为了满足电子设备多功能化的需求，芯片封 装也呈现出多功能集成化的趋势。
02
芯片封装流程
芯片贴装
芯片贴装是芯片封装流程的第 一个环节，主要涉及将芯片按 照设计要求粘贴在基板上。
粘贴方法主要有三种：粘结剂 粘贴、导电胶粘贴和焊接粘贴 。
粘贴过程中需要注意芯片的方 向和位置，确保与设计要求一 致，同时要保的引脚与基板 的引脚对应焊接在一起的过程。
塑料材料具有成本低、重量轻、加工方便等优点，常用于 封装壳体和绝缘材料等。
常用的塑料材料包括聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯等，其加 工工艺包括注塑成型、热压成型等。
其他材料
其他材料包括玻璃、石墨烯、碳纳米管等新型材料，具有优异的性能和广阔的应 用前景。
这些新型材料的加工工艺尚在不断发展和完善中。
05
芯片封装发展趋势
02
陶瓷材料主要包括95%Al2O3、 Al2O3-ZrO2、Al2O3-TiO2等， 其加工工艺包括高温烧结、等静 压成型和干压成型等。
金属材料
半导体高端led封装新技术_概述及说明
半导体高端led封装新技术概述及说明1. 引言：1.1 概述半导体高端LED封装新技术是指在LED封装领域，采用先进的封装技术和工艺，提升LED产品的性能和可靠性。
随着科技的不断进步和市场需求的增加，LED照明、汽车行业和通信领域对高端LED产品的需求也越来越大。
因此，开发新的封装技术势在必行。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行论述。
首先是引言部分，介绍了文章的背景和目标；然后是半导体高端LED封装新技术的概览部分，阐述了该领域的基本知识；接下来是新技术介绍与解析部分，详细介绍了射频、超薄型和立体化等高端LED 封装技术；紧接着是技术应用与案例分析部分，以汽车行业、通信领域和家居照明领域为例，说明新技术在实际应用中的效果；最后是结论部分，总结了全文，并展望了未来可能的发展方向。
1.3 目的本文旨在全面概述半导体高端LED封装新技术，探讨其发展趋势和应用情况。
通过对射频、超薄型和立体化封装技术的介绍与解析，读者可以了解到目前新技术在LED封装领域的最新进展，并能够通过案例分析更好地理解其实际应用价值。
文章的结论部分将总结全文，并对未来的研究方向进行展望，希望能为相关领域的研究人员提供一定的参考和启示。
2. 半导体高端LED封装新技术：2.1 LED封装概览：LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，通过电流通过时的外部注入使其正向导通后放出光线，实现发光效果。
LED封装则是将芯片、基板和外壳等元件封装在一起，保护和固定LED芯片，并提供光学和电气连接。
高端LED封装是指具备更强大性能和更广泛应用的封装技术。
2.2 高端LED封装的需求和挑战：随着节能环保意识的增强和照明行业的发展，在高端应用领域对LED的要求也越来越高。
高亮度、高稳定性、长寿命、低能耗等特点成为新一代LED产品所必须具备的重要条件。
然而，这些要求给封装技术带来了挑战。
比如，需要实现更好的散热设计以维持较低的工作温度；需要降低颜色变异性，保证光质量稳定性；需要缩小产品体积，以适应各种紧凑空间安装等。
半导体封装工艺相关介绍
市场发展趋势
持续增长
随着电子设备市场的不断扩大和技术的不断进步， 半导体封装市场将持续保持增长态势。
竞争加剧
随着技术的不断进步和市场需求的多样化，半导体 封装市场的竞争将越来越激烈。
产业链整合
为了提高竞争力，半导体封装企业将通过并购、合 作等方式进行产业链整合，形成更加完善和高效的 产业生态。
THANK YOU
详细描述
引脚插入式封装采用金属引脚将芯片与外部电路连接，引脚插入 到电路板上的孔洞中，然后用焊接或胶水固定。这种封装技术具 有较高的可靠性，但制造成本较高，且不适合小型化和高密度集 成。
表面贴装技术封装
总结词
表面贴装技术封装是一种先进的封装技术，通过将半导体芯片直接贴装在电路板表面实现。
详细描述
表面贴装技术封装的芯片没有引脚，而是通过焊盘与电路板连接。这种封装技术可以实现小型化、轻量化、高密 度集成，并且制造成本较低。常见的表面贴装技术封装有SMT（表面贴装技术）和BGA（球栅阵列）等。
晶片级封装
总结词
晶片级封装是一种将整个芯片封装在晶片中的技术，实现了芯片与外部电路的 无缝连接。
详细描述
晶片级封装的芯片在晶片上直接进行封装，整个晶片可以被切割成独立的芯片。 这种封装技术具有极高的集成度和可靠性，适用于高性能、高可靠性的应用领 域。
3D封装
总结词
3D封装是一种将多个芯片垂直堆叠、通过内部连接实现高速数据传输的封装技 术。
常用的切割方法有激光切割和刀片切割，根据不同材 料和工艺要求选择合适的切割方式。
芯片贴装
芯片贴装是将芯片固定在封装 基板上的过程，通过导电胶或 焊料将芯片与基板相连。
贴装过程中需确保芯片位置准 确、贴装平整，以减小应力并 提高散热性能。
半导体封装与测试技术的创新与发展
半导体封装与测试技术的创新与发展一、半导体封装技术的创新与发展半导体封装技术是半导体工业的重要环节之一，其主要目的是保护芯片并提供连接外部设备的桥梁。
随着半导体产业的快速发展，封装技术也在不断创新和演进，以适应市场需求和提升性能。
本节将介绍几种半导体封装技术以及其创新与发展。
1. 焊接封装技术焊接封装技术是最常见的半导体封装技术之一。
它通过焊接芯片引线和印刷电路板等外部引脚，实现芯片与外界的连接。
随着芯片尺寸的不断缩小以及功能的提升，焊接封装技术也在不断创新。
例如，传统的焊接封装技术通常使用铅锡合金进行焊接，但由于铅的环境和健康问题，逐渐出现了无铅焊接技术的创新。
此外，高密度焊接、微焊接等技术也在应用中不断发展，以实现更小尺寸和更高性能的封装。
2. 嵌入式封装技术嵌入式封装技术是近年来快速发展的一种封装方式。
它将芯片与封装材料一同制作为一个整体，以实现更高的集成度和更好的性能。
嵌入式封装技术可分为有源嵌入式封装和无源嵌入式封装两种。
有源嵌入式封装在芯片中集成了元器件，使芯片具备更多的功能，适用于高性能应用；无源嵌入式封装则主要用于实现更小尺寸和更高集成度的传感器等无源器件。
3. 多芯片封装技术多芯片封装技术是指将多个芯片封装在一个封装体中，以提升系统集成度和性能。
常见的多芯片封装技术有系统级封装（SiP）和三维封装等。
系统级封装将多个芯片封装在同一封装体内，通过高速、低延迟的互连技术连接芯片，实现协同工作和高性能；三维封装则通过堆叠多个芯片，以实现更高的集成度和更小的尺寸。
多芯片封装技术的创新主要集中在互连技术、封装材料等方面，以满足不断增长的需求。
二、半导体测试技术的创新与发展半导体测试技术是在封装完成后，对芯片进行功能、性能、可靠性等方面的测试和验证。
准确和有效的测试技术对于确保芯片质量和性能至关重要。
本节将介绍几种常见的半导体测试技术以及其创新与发展。
1. 功能测试技术功能测试技术是对芯片的基本功能进行测试和验证。
半导体行业的封装技术了解半导体封装技术的发展趋势和关键技术
半导体行业的封装技术了解半导体封装技术的发展趋势和关键技术半导体行业的封装技术：了解半导体封装技术的发展趋势和关键技术半导体封装技术是半导体行业中至关重要的一环。
它涉及将芯片封装成能够直接应用于电子产品的小型尺寸器件。
随着技术的不断发展，半导体封装技术也在不断演进。
本文将介绍半导体封装技术的发展趋势以及关键技术。
一、封装技术的背景和定义半导体芯片制造完成后，需要将其封装，以保护芯片不受外界环境的影响。
封装技术主要包括封装材料的选择、封装工艺的设计和封装设备的制造等方面。
目前市场上常见的封装形式包括球栅阵列（BGA）、无引线封装（CSP）和多芯片模块（MCM）等。
二、半导体封装技术的发展趋势1. 空间效率的提升随着电子产品体积的不断缩小，对封装技术提出了更高的要求。
未来封装技术将朝向更高密度、更紧凑的方向发展，以提高空间效率，使产品更加轻薄、小巧。
2. 高性能和高可靠性随着半导体芯片功能的不断增强，对封装技术的性能和可靠性要求也越来越高。
封装技术需要能够兼顾信号传输速度、散热效果和抗干扰能力，以实现高性能和高可靠性的要求。
3. 低成本和高效率半导体封装技术在不断追求性能提升的同时，也需要提高制造效率，降低成本。
封装工艺应该具备高度自动化、高效率的特点，以提升生产效率并降低生产成本。
4. 节能环保封装工艺中的材料选择和处理方式也受到越来越多的关注。
未来的封装技术应该尽量减少对环境的影响，选择低能耗、可回收利用的材料，并采取节能环保的工艺流程。
三、半导体封装技术的关键技术1. 封装材料的创新封装材料的选择对封装技术的性能和可靠性起着至关重要的作用。
新一代封装材料应具备高导热性能和低介电常数，以提高散热效果和信号传输速度。
2. 先进封装工艺先进封装工艺是实现高性能封装的关键。
包括晶片级封装（WLP）、三维封装和系统级封装等工艺。
这些工艺能够提高芯片的空间利用率，并提供更好的散热效果和信号传输性能。
3. 3D封装技术3D封装技术是未来的发展方向之一。
半导体封装工艺介绍
半导体封装工艺介绍半导体封装工艺是指将半导体芯片封装在外部保护材料中的过程。
封装是半导体制造中非常重要的一步，它能够为芯片提供保护、连接和散热，同时也决定了芯片的最终形态和性能。
在半导体封装工艺中，常见的封装形式包括晶圆级封装、芯片级封装和模块级封装。
晶圆级封装是指将整个晶圆进行封装，形成封装体积较大的组五芯片。
这种封装方式适用于需要处理大量器件，或者需要集成多个芯片的应用。
晶圆级封装工艺主要包括晶圆薄化、切割、球焊、倒装焊等步骤。
芯片级封装是指将单个芯片进行封装，形成封装体积较小的芯片组件。
这种封装方式适用于需要高度集成的应用，如移动设备、计算机等。
芯片级封装工艺主要包括铜薄膜封装、焊点球分离、球贴粘结等步骤。
模块级封装是指将多个芯片进行封装，形成具有特定功能的模块。
这种封装方式适用于需要实现特定功能的应用，如通信设备、汽车电子等。
模块级封装工艺主要包括芯片布局、芯片连接、封装材料应用等步骤。
在半导体封装工艺中，常见的封装材料包括基板、封装胶、焊料等。
基板是芯片的支撑材料，它能够提供机械支撑和交流电连接。
封装胶是用于保护芯片和连接线的材料，它能够提供机械强度和防潮性能。
焊料是用于芯片和基板之间的连接，它能够提供良好的导电性和机械强度。
在半导体封装工艺中，常见的连接技术包括焊接和粘接。
焊接是指通过加热将焊料熔化后使其流动，从而实现芯片和基板之间的连接。
焊接技术具有连接可靠、成本低、性能稳定等优点。
粘接是指使用粘胶剂将芯片和基板粘合在一起。
粘接技术具有连接灵活、成本低、可逆性等优点。
总之，半导体封装工艺是将半导体芯片封装在外部保护材料中的过程，它对于半导体设备的性能和可靠性有着重要影响。
不断发展的封装工艺将推动半导体技术的进一步发展，为各个领域的应用提供更加高效、可靠的解决方案。
70种半导体封装形式
70种半导体封装形式半导体封装是将芯片封装在保护性外壳中，以便在电路板上使用。
根据封装形式的不同，可以分为多种类型。
以下是大约70种常见的半导体封装形式：1. Dual in-line package (DIP)。
2. Quad Flat Package (QFP)。
3. Thin Quad Flat Package (TQFP)。
4. Small Outline Integrated Circuit (SOIC)。
5. Shrink Small Outline Package (SSOP)。
6. Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC)。
7. Ball Grid Array (BGA)。
8. Land Grid Array (LGA)。
9. Quad Flat No-Lead (QFN)。
10. Dual Flat No-Lead (DFN)。
11. Chip scale package (CSP)。
12. Dual in-line package (DIP)。
13. Zigzag in-line package (ZIP)。
14. Pin Grid Array (PGA)。
15. Ceramic Dual in-line package (CDIP)。
16. Ceramic Leadless Chip Carrier (CLCC)。
17. Ceramic Quad Flat Package (CQFP)。
18. Dual Flat Package (DFP)。
19. Flat Package (FP)。
20. Grid Array Package (GAP)。
21. Pin Grid Array (PGA)。
22. Single in-line package (SIP)。
23. Single in-line pin package (SIPP)。
24. Single in-line memory module (SIMM)。
半导体封装简介范文
半导体封装简介范文
半导体封装的类型很多，包括小型射频封装，表面贴装封装，倒装芯
片封装，多芯片模块封装，球栅阵列封装等。
每种封装类型都有自己的特性、优点和不足，选择哪种封装取决于芯片的类型、性能需求、成本和其
他一些因素。
小型射频封装是一种常用的半导体封装技术，其特点是体积小，重量轻，适用于高频应用。
这种封装可以提供很好的阻抗匹配和较低的寄生参数。
表面贴装封装是一种常见的半导体封装技术，封装的芯片通过焊接在
电路板上，而不是插在插槽里。
这种封装技术可提高生产效率，但其封装
的芯片较难进行维修或替换。
倒装芯片封装是一种新型的半导体封装技术，它的主要特点是节省空间、性能优越。
在这种封装中，芯片直接焊接在电路板上，电极面向下，
可以减少寄生参数，提高电子设备的性能。
多芯片模块封装是指在一个封装里封装多个芯片，可以将数字、模拟、储存器芯片等集成在一个模块里，从而实现更多功能。
球栅阵列封装是一种高密度的半导体封装方式，其特点是焊接球的阵
列排列，可以提供更多的焊接点，使得封装的密度大大提高。
在半导体封装设计中，必须考虑到散热问题。
因为半导体元件在运行
过程中会产生热，如果不进行有效散热，元件的性能将会降低，甚至会损坏。
所以，封装设计一般需要通过增加热通道，使用散热材料等方法，来
提高散热效率。
半导体封装是半导体制造过程中非常重要的一环，粗疏的封装设计将影响半导体芯片的性能和寿命，同时也会影响到整个电子系统的运行稳定性和可靠性。
随着电子设备向小型化、高密度、高速度的方向发展，封装技术也在不断提高和进步。
半导体封装工艺介绍ppt
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。
半导体封装制程与设备材料知识介绍 ppt课件
Post Mold Cure Laser mark
Laser Cut
Package Saw
Cleaner
Memory Test
Card Asy
Card Test
Packing for Outgoing
半导体设备供应商介绍-前道部分
PROCESS
SMT - PRINTER SMT – CHIP MOUNT
半导体封装制程与设备材 料知识介绍
IC制造开始
Wafer Cutting (晶圆切断)
Wafer Reduce (晶圆减薄)
Oxidization (氧化处理)
Lithography (微影)
Etching (蚀刻)
后段封装开始
Diffusion Ion
Implantation (扩散离子植入)
Grind & Dicing (晶圓研磨及切割)
Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC）
Small Outline Package (SOJ）
Power Transistor
SRAM, ROM, EPROM, EEPROM, FLASH, Micro controller
DRAM, SRAM
Linear, Logic, DRAM, SRAM 256K DRAM, ROM, SRAM, EPROM, EEPROM, FLASH, Micro controller DRAM, SRAM, EPROM, EEPROM, FLASH
2。SAW
STRONG ADHESION
No die flying off No die crack
半导体封装制程与设备材料知识介绍
3。EXPANDING
半导体封装简介可编辑全文
FOL– Wire Bonding 引线键合
陶瓷的Capillary
内穿金线，并且在EFO的 作用下，高温烧球；
金线在Cap施加的一定 压力和超声的作用下， 形成Bond Ball；
金线在Cap施加的一 定压力作用下，形成 Wedge；
FOL– Wire Bonding 引线焊接
EFO打火杆在磁 Cap下降到芯片的Pad
Thickness
Size
FOL– 3rd Optical Inspection三光检查
检查Die Attach和Wire Bond之后有无各种废品
EOL– End of Line后段工艺
EOL
Annealing 电镀退火
Trim/Form 切筋/成型
Molding 注塑
Laser Mark 激光打字
➢磨片时，需要在正面（Active Area）贴胶带保护电路区域， 同时 研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；
FOL– Wafer Saw晶圆切割
Wafer Mount 晶圆安装
Wafer Saw 晶圆切割
Wafer Wash 清洗
➢将晶圆粘贴在蓝膜（Mylar）上，使得即使被切割开后，不会散落；
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。
Chipping Die 崩边
FOL– Die Attach 芯片粘接
Write Epoxy 点银浆
Die Attach 芯片粘接
Cure 银浆固化
Epoxy Storage： 零下50度存放；
Epoxy Aging： 使用之前回温，除 去气泡；
EOL– Molding（注塑）
L/F L/F
半导体-第十六讲-新型封装共49页PPT
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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半导体-第十六讲-新型封装
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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低温键合技术进展
Au-In低温互连
在低温下生成高熔点的金属间化合物
基于纳米阵列材料的低温固态互连技术
电子封装中的微互连大都采用焊料的熔融焊接方法，由 于存在助焊剂污染，熔融焊料流溢等问题，很难适应今后的 三维高密度封装。为此，我们提出了基于纳米阵列材料的低 温固态焊接方法，根据目前的初步研究，证明该方法是非常 可行的，在今后3D高密度电子封装技术中有望得到推广应用。
东芝 CSCM (Chip Scale Camera Module) – WLP
TSV-3D封装中的关键技术
硅孔制作 绝缘层、阻挡层和种子层沉积 硅孔导电物质填充 晶圆减薄 晶圆键合
各工艺所占成本比例
在TSV-3D封装技术中，以铜互连材料及工艺为主的通孔 填充和芯片叠层键合在制造成本中所占比例最高，分别达 40%，34%，是三维封装中的关键技术
● ●
填孔所需镀铜时间 （分钟）
数据来源：罗门哈斯
TSV硅孔的孔内面积（平方微米）
镀铜互连技术最大难点
难点之四：纯度要求高
杂质含量多要求在ppb量级水平，微尘数量必须在很少的范围
我们取得的核心成果
我们与上海新阳半导体材料股份公司合作，经过近两年的 努力，发现了新的填充机制，据此已成功开发出国内第一代超 级镀铜溶液，效果良好。目前，正在进行工业化产品开发
经光刻和湿法刻蚀使孔底部的 铜暴露出来,为下一步的互连做 准备。
旋转喷射刻蚀后的硅片， 左、右边分别为清洗前
和清洗后。
➢层间互连技术——超填充镀铜
芯片上层间铜互连技术：
➢ 特征尺寸进入130纳米以下后，已全部采用大马
士革镀铜互连工艺
➢ 镀铜互连的层数逐年增加，目前已普遍达到9-
12层
芯片间（TSV）铜互连技术：
信息指令
信息
大脑
能量
心脏
信息 能量
能量系统
能量供给 散热系统
感知系统
光信息 声信息 电磁信息 热信息 压力 位移 化学环境
电子产品的核心是集成电路
集成电路
晶体管（脑细胞） 二极管、三极管
电路（神经网络） 各种布线、各种互连
高度集成
微电子产品的基本构成与互连的关系
微纳互连在电子产品中的作用
表面纳米阵列材料的可控制备技术
表面纳米阵列材料是指表面纳米管、纳米球、 纳米线、纳米孔等纳米结构有序排列的阵列材料。 表面纳米阵列材料可采用光刻，铝氧化模板，气 相沉积和自组装等方法制备，但设备和工艺复杂， 难于实现大面积可控制备。本技术通过特殊的电 化学定向电结晶方法成功开发了镍基、钴基以及 铜基表面纳米针锥阵列材料（NCA）的可控制备 技术，为在各领域的应用创造了条件。
第十五讲
新型封装技术
主要内容
➢ 电子产品与微电子制造 ➢ 三维电子封装技术 ➢ 层间互连技术 ➢ 高密度键合互连技术
➢电子产品与微电子制造
电子产品是智能化
发光 发声 发热 电 电磁波 运动 化学反应
信息系统
情报收集
信息储存
信息处理
器件内置多层基板
（摘自2007STRJ报告）
典型的3D-封装产品示意图
TSV——Through Silicon Via
传统打线方法
TSV使晶圆与封装厂合作变得更紧密
TSV-3D
2010 ～ 22-32nm 3D-System Integration
晶圆制造 TSV 电子封装
SoC
POP
WB-3D
2000～ 45-130nm，3D-System in Package
电沉积法制备高密度凸点的优势 电沉积微凸点的制作过程 电沉积后的微凸点
回流后的微凸点
各种各样的电镀凸点
我们研究室制作的各种凸点
电沉积后的Sn凸点
回流后的微凸点
Cu/Ni/In凸点
电镀凸点应注意的事项
需要等离子刻蚀 镀液要保证良好的浸润性 超声处理有助于凸点形成
低温键合互连技术进展
接插式键合互连方法
日本权威机构预测的制造成本构成
TSV硅孔镀铜技术
TSV-3D封装中的关键技术
➢ 层间互连技术 ➢ 高密度键合技术
低温固态键合技术
材料可靠性
塑封树脂
引线框架
微凸点技术 新型无铅焊料研究开发
湿法刻蚀
基于KOH 溶液
低刻蚀温度、低制造成本、适合于 批量生产
但由于KOH 溶液对硅单晶的各向异 性腐蚀特性，其刻蚀的孔非垂直且 宽度较大，只能满足中低引出脚的 封装。
Inclined Vias
Vertical Vias
我们发现的填充机制
不同硅孔填充效果
我们发现的镀铜超填充机制
加速剂尽量在低极化区发挥作用； 抑制剂尽可能在高极化区发挥作用
电流
加速区
抑制区
极化电位
基于芯片/器件内置的基板镀铜技术
core substrate
chip
RCC
adhesive
➢高密度键合互连技术
功能特点
➢复合界面高结合强度 ➢卓越的散热效果 ➢各种化学催化剂的载体 ➢良好的场发射效应 ➢特殊传感器或纳米器件
表面纳米阵列材料的可控制备技术
电化学制备表面纳米阵列结构材料
•率先提出定向电结晶制备纳米阵列结构的新方法。它是基于电化学沉积法，通过 添加特殊的结晶调整剂，控制电沉积过程等手段，使结晶有序成长，从而在材料 表面形成微针锥、微纳米球等阵列结构。
焊料的抗氧化性 IMC层的抑制效果 焊料的力学性能
Sn-9Zn-XCr
加热前 加热后 250℃×25 h
0
0.05
0.1
0.3
微量Cr的作用
Sn-3Ag-3Bi
Sn-3Ag-3Bi
使金相组织显著细化 抗氧化性提高近三倍 延展性提高30%以上 润湿性得到相应改善 有效抑制IMC层生长
Sn-3Ag-3Bi-0.1Cr Sn-3Ag-3Bi-0.3Cr
集成与封装的三维化
特 征 尺 寸 趋 于 极 限
今后发展趋势：三维集成与封装
SIP——System in Package
三维集成与封装的主要方法
硅通孔(TSV)叠层
短距离互连 多种芯片集成 实现高密度 更低成本
器件内置多层基板
无源器件集成 MEMS器件集成 多种芯片内置 实现高密度
TSV堆叠结构
锥晶高<200nm ~600nm
~300nm ~850nm
~400nm ~1100nm
结构特点
➢特殊的阵列结构 ➢庞大的真实表面积 ➢较高的表面活性
国家自然基金纳米科技基础研究重大专项（No. 90406013） Nanotechnology,19: 035201(2008)
工艺特点
➢不需要任何模板 ➢工艺简单、制造成本低 ➢材料大小、形状不受限制 ➢可在各种基材上实现 ➢易于大面积可控制备
SF6可以对Si进行快速各向同性的刻蚀； C4F8则沉积在上一步刻蚀的孔洞表面用以保护侧壁； 沉积在孔洞底部的C4F8聚合物将被去除，使用SF6进行下一步的刻蚀
。
三种硅通孔制作手段比较
成孔速度 定位精度
深宽比 成孔精度 通孔质量
湿法刻蚀 1~11μm/min 掩模决定++
1:1~1:60 亚微米 非常好
激光加工
依靠熔融硅而制作通孔，故内 壁粗糙度和热损伤较高；
大规模制作通孔有成本优势； 可以不需要掩膜版。
深层等离子体刻蚀工艺( DRIE)
孔径小( >5μm) 、纵深比高的垂 直硅通孔；
与IC 工艺兼容； 通孔内壁平滑, 对硅片的机械及
物理损伤最小； 制作成本较高。
典型的DRIE工艺
晶圆制造
电子封装
基板
BGA
MCM
1990～ 晶圆制造
2D-System in Package
电子封装
基板
晶圆制造
～1990
System on Board 电子封装
PCB微组装
三维封装市场需求及市场规模
最近数年，用于TSV封装的晶圆数量将成倍增加，迫使 铜互连材料的需求量进一步攀升
TSV在微摄像头（CIS）上的应用
高可靠性Pd PPF无铅引线框架封装技术
由于Pd PPF无铅引线框架封装技术表面为贵金属，化学反应活性差，对于在高温下可靠性 要求高的IC（如汽车发动机周边用IC等）存在引线框架与树脂结合强度低等问题。通过本技术 在集成电路引线框架表面引进纳米针阵列结构、使引线框架与封装树脂的结合强度提高两倍以 上，大大提高了封装器件的可靠性。
Sn-9Zn
Sn-9Zn-0.05Cr
Sn-9Zn-0.1Cr
Sn-9Zn-0.3Cr
Sn-9Zn-3Bi-xCr
Cr对Sn-Ag-Bi焊料IMC层的抑制效果
上海市浦江人才计划（No.05PJ4065） Journal of Electronic Materials, 35:1734(2006)
三维封装对键合技术的新要求
Leveler
Accelerator Suppresser
镀铜互连技术最大难点
难点之二：填充尺寸跨度大
从TSV数百微米的硅孔，到大马士革铜互连的数十纳米， 需要采用不同的添加剂，难度非常大
镀铜互连技术最大难点
难点之三：较高的沉积速率
大马士革镀铜，要求每分钟镀一片，TSV要求20分钟以 内，业内有采用甲基磺酸铜的倾向
Via last 电镀填充（Cu,Ni/Au) 微镜头就是采用此方法
镀铜互连技术最大难点
难点之一：特殊的填充机制
通过两种以上的添加剂实现高深宽比填充，不 允许产生空洞。普通添加剂很难获得满意效果
Leveler
Accelerator Suppresser