芯片贴装与芯片互连
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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
集成电路封装与测试复习试题_答案
一、填空题1、将芯片及其余因素在框架或基板上部署，粘贴固定以及连结，引出接线端子而且经过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装 ;在次基础之上，将封装体与装置成完好的系统或许设施，这个过程称之为广义封装。
2、芯片封装所实现的功能有传达电能；传达电路信号；供给散热门路；构造保护与支持。
3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。
4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。
5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。
6、成型技术有多种，包含了转移成型技术、发射成型技术、预成型技术、此中最主要的是转移成型技术。
7 、在焊接资猜中，形成焊点达成电路电气连结的物质叫做焊料；用于去除焊盘表面氧化物，提升可焊性的物质叫做助焊剂；在 SMT 中常用的可印刷焊接资料叫做锡膏。
8、气密性封装主要包含了金属气密性封装、陶瓷气密性封装、玻璃气密性封装。
9、薄膜工艺主要有溅射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。
10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（ Module）、电路卡工艺（ Card ）、主电路板（Board ）、完好电子产品。
11 、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平展工艺、电化学腐化、湿法腐化、等离子增添强学腐化等。
12、芯片的互连技术能够分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。
13、DBG 切割方法进行芯片办理时，第一进行在硅片正面切割一定深度切口再进行反面磨削。
14、膜技术包含了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜常常采纳丝网印刷和浆料干燥烧结的方法。
15、芯片的表面组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。
16、涂封技术一般包含了顺形涂封和封胶涂封。
二、名词解说1、芯片的引线键合技术 (3 种)是将细金属线或金属带按次序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包含超声波键合、热压键合、热超声波键合。
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。
多芯片封装(MCM)方案(二)
多芯片封装（MCM)方案随着科技的飞速发展，电子产品对高性能、小型化和低成本的需求日益增长。
为了满足这些需求，多芯片封装（MCM）技术应运而生。
本文将详细介绍MCM方案在产业结构改革中的重要性、工作原理、实施步骤、适用范围、创新点、预期效果、收益以及优缺点，并针对下一步改进提出建议。
一、实施背景随着物联网、人工智能和5G等技术的快速发展，电子产品的复杂性和集成度不断提高。
传统的单芯片封装已经无法满足这些需求，因此需要采用多芯片封装技术，将多个芯片集成到一个封装内，以提高性能、减小体积并降低成本。
二、工作原理MCM技术是一种将多个集成电路芯片同时封装在一个封装内的制造过程。
它通过将多个芯片连接到一个共享的基板上，实现芯片之间的互连和通信。
这种技术可以显著提高电子设备的性能和可靠性，同时降低成本和体积。
三、实施计划步骤1.确定封装需求：根据产品需求确定需要封装的芯片数量、类型和封装尺寸。
2.选择合适的基板：根据封装需求选择合适的基板材料和大小，确保基板具有优良的电气性能和热稳定性。
3.芯片贴装：将多个芯片贴装到基板上，确保芯片之间的间距和连接正确。
4.芯片互联：通过金属线或其他互联技术将芯片连接到底层基板上，实现芯片之间的互连和通信。
5.封装保护：对封装体进行保护，防止外界环境对芯片产生不良影响。
6.测试与验证：对封装好的芯片进行测试和验证，确保其性能符合要求。
四、适用范围MCM技术适用于各种需要高性能、小型化和低成本的电子产品，如手机、笔记本电脑、平板电脑、服务器、交换机等。
五、创新要点MCM技术的创新点在于它将多个芯片集成到一个封装内，从而实现高性能、小型化和低成本的目标。
此外，MCM 技术还可以采用先进的互联技术，如无线互联和光互联，进一步提高芯片之间的通信速度和可靠性。
六、预期效果与收益采用MCM技术可以带来以下预期效果和收益：1.提高性能：通过将多个芯片集成到一个封装内，可以显著提高电子设备的性能和可靠性。
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。
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
微电子封装技术-课后习题答案
第
3.1简述包封技术的特点。
答：
包封通过将有源器件和环境隔离来实现保护元器件的功能，同时芯片和封装材料形成一体，以达到机械保护的目的。包封一般采用有机材料，成本相对较低，在民用集成电路封装中占主导地位。但其耐湿性不佳，影响了产品可靠性。
3.2简述包封技术常用的材料。
答：
从基质材料的综合特性来看，最常用的包封材料分为四种类型：环氧类、氰酸酯类、聚硅酮类和氨基甲酸乙酯类，目前IC封装使用邻甲酚甲醛型环氧树脂体系的较多。具有耐湿、耐燃、易保存、流动充填性好、电绝缘性高、应力低、强度大和可靠性好等特点。
硅片的背面减薄技术主要有磨削、研磨、干式抛光（Dry Polishing）、化学机械平坦工艺（CMP）、电化学腐蚀（Electrochemical Etching）、湿法腐蚀（Wet Etching）、等离子增强化学腐蚀Plasma Enhanced Chemical Etching，PECE）、常压等离子腐蚀（Atmosphere Downstream Plasma Etching，ADPE）等。
3.5简述模注成形技术的常见问题。
答：
有塑封产品无论是采用先进的传递模注封装还是采用传统的单注塑模封装，塑封成形缺陷总是普遍存在的，而且无法完全消除。1.未填充；2.冲丝；3.气泡或气孔；4.麻点；5.开裂；6.溢料；7.其他缺陷，在塑封中还有粘污、偏芯等缺陷。
3.6简述模注成形技术常见问题的解决对策。
2.4简述芯片贴装的常用工艺技术。
答：
贴装的方式主要共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法和玻璃胶粘贴法。共晶粘贴法是利用金-硅合金（一般是69%的金和31%的Si），在363℃时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。焊接粘贴法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。导电胶进行芯片贴装的工艺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。玻璃胶粘贴芯片先以盖印、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。
3.1简述包封技术的特点。
答：
包封通过将有源器件和环境隔离来实现保护元器件的功能，同时芯片和封装材料形成一体，以达到机械保护的目的。包封一般采用有机材料，成本相对较低，在民用集成电路封装中占主导地位。但其耐湿性不佳，影响了产品可靠性。
3.2简述包封技术常用的材料。
答：
从基质材料的综合特性来看，最常用的包封材料分为四种类型：环氧类、氰酸酯类、聚硅酮类和氨基甲酸乙酯类，目前IC封装使用邻甲酚甲醛型环氧树脂体系的较多。具有耐湿、耐燃、易保存、流动充填性好、电绝缘性高、应力低、强度大和可靠性好等特点。
硅片的背面减薄技术主要有磨削、研磨、干式抛光（Dry Polishing）、化学机械平坦工艺（CMP）、电化学腐蚀（Electrochemical Etching）、湿法腐蚀（Wet Etching）、等离子增强化学腐蚀Plasma Enhanced Chemical Etching，PECE）、常压等离子腐蚀（Atmosphere Downstream Plasma Etching，ADPE）等。
3.5简述模注成形技术的常见问题。
答：
有塑封产品无论是采用先进的传递模注封装还是采用传统的单注塑模封装，塑封成形缺陷总是普遍存在的，而且无法完全消除。1.未填充；2.冲丝；3.气泡或气孔；4.麻点；5.开裂；6.溢料；7.其他缺陷，在塑封中还有粘污、偏芯等缺陷。
3.6简述模注成形技术常见问题的解决对策。
2.4简述芯片贴装的常用工艺技术。
答：
贴装的方式主要共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法和玻璃胶粘贴法。共晶粘贴法是利用金-硅合金（一般是69%的金和31%的Si），在363℃时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。焊接粘贴法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。导电胶进行芯片贴装的工艺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。玻璃胶粘贴芯片先以盖印、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。
集成电路封装工艺流程 123页
第二章 封装工艺流程
TAB技术较之常用的引线工艺的优点：
• （1）对高速电路来说，常规的引线使用圆形导线，而且引线 较长，往往引线中高频电流的趋肤效应使电感增加，造成信号 传递延迟和畸变，这是十分不利的。TAB技术采用矩形截面的 引线，因而电感小，这是它的优点。
• （2）传统引线工艺要求键合面积4mil2，而TAB工艺的内引线 键合面积仅为2mil2这样就可以增加I/O密度，适应超级计算机 与微处理器的更新换代。
第二章 封装工艺流程
• 2.2.2减薄工艺
先划片后减薄和减薄划片两种方法
DBG(dicing before grinding) 在背面磨削之前，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。。
三种导电胶的特点是：化学接合、具有导电功能。
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：
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。
集成电路封装与测试复习题 - 问题详解
一、填空题1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装;在次基础之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。
2、芯片封装所实现的功能有传递电能；传递电路信号；提供散热途径；结构保护与支持。
3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。
4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。
5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。
6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。
7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做焊料；用于去除焊盘表面氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡膏。
8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、瓷气密性封装、玻璃气密性封装。
9、薄膜工艺主要有溅射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。
10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（Module）、电路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。
11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。
12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。
13、DBG切割方法进行芯片处理时，首先进行在硅片正面切割一定深度切口再进行背面磨削。
14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料干燥烧结的方法。
15、芯片的表面组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。
16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。
二、名词解释1、芯片的引线键合技术(3种)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焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。
2封装工艺流程
TAB的关键技术——
2、TAB载带制作技术
TAB载带的分类和制作工各艺TAB载带的特点：
Cu箔单层带：先成冲本制的出，标制准作的工定艺位简传单输，孔耐后热清性洗能Cu好箔，，但一不面涂 光能刻进胶行，老进化行筛光选刻测、试曝芯光片、。显影，背面涂胶后腐 蚀、去胶、电镀和退火处理。
其优点：很好地避免或减小了减薄引起的硅片翘曲以 及划片引起的芯片边缘损害，DBT更是能去除硅片背面 研磨损伤，并能除去芯片引起的微裂和凹槽。3、芯片贴装硅源自减薄 芯片切割 硅片贴装 芯片互连
成型技术即
打码 上焊锡 切筋成形
（塑料封装） 去飞边毛刺
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。
缺点：胶中有机成分与溶剂必须在热处理时完全去除，以 免对封装结构及其可靠度有损害。
粘贴法的比较
芯片粘贴 的方式：
共晶粘贴法 焊接粘贴法 导电胶粘贴法 玻璃胶粘贴法
1、共晶粘贴应力问题，少用
2、前两个都是利用合金反应粘贴芯片，后两个是用高分 子聚合物粘贴。
3、热稳定性和可靠度不好，不适合高可靠性要求
楔形－楔形键合
显微镜下的图形
超声楔形键合图片
楔形键合的键合点的形状
（1）打线键合技术
打线键合就是用非常细小的线把芯片上焊盘和引线框架 (或者基板)连接起来的过程。 商家从成本考虑的角度，90％ 都是使用引线键合技术。
打线 键合 技术 分：
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）
芯片互连 - 倒装键合
FCB可自对准,可控制焊料塌陷程度,对凸点高度一致性及 用基板平整度要求较低。适于使用SMT对焊料凸点芯片 FCB
利用树脂的收缩应力，FCB为机械接触，不加热应力小。 适于微小凸点芯片FCB
避免横向导电短路 UV光固化
导电粒子压缩在凸点与基板金属焊区间，只上下导电。 适于各类要求低温度的显示器COC的FCB。
倒装键合的特点
12
(6) 借助于凸点与基板焊区直接焊接。这样就省略了互连线，由互连线产生 的杂散电容和电感要比WB和TAB小得多，因此适合于高频、高速电路和高密 度组装的应用。 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
感谢聆听！
凸点制作工艺很多,如蒸发/溅射法、焊膏印刷一回流法、化镀法、电镀法、钉 头法、置球凸点法(SB2- Jet)等。
各种凸点制作工艺各有其特点，关键是要保证凸点的一致性。特别是随着芯片 引脚数的增多以及对芯片尺寸缩小要求的提高，凸点尺寸及其间距越来越小，制 作凸点时又不能损伤脆弱的芯片。
现在主流应用的凸点制作方法是印刷/转写—搭载—回流法。该方法是通过网 板印刷或针转写的方式把助焊剂涂到芯片表面后，通过搭载头把锡球放置到涂有 助焊剂的焊点上，再进入回转炉固化。
凸点制作方法对比
8
倒装键合关键技术
9
倒装焊
倒装焊技术主要有熔焊、热压焊、超声焊、胶粘连接等。现在应用较 多的有热压焊和超声焊。常用方法有：热压FCB法；再流FCB法(C4)；环氧 树脂光固化FCB法；各向异性导电胶粘接FCB法。
热压焊接工艺要求在把芯片贴放到基板上时，同时加压加热。该方法 的优点是工艺简单，工艺温度低，无需使用焊剂，可以实现细间距连接； 缺点是热压压力较大，仅适用于刚性基底(如氧化铝或硅)，基板必须保证高 的平整度，热压头也要有高的平行度。为避免半导体材料受到不必要的损 害，设备施加压力要有精确的梯度控制能力ontents
利用树脂的收缩应力，FCB为机械接触，不加热应力小。 适于微小凸点芯片FCB
避免横向导电短路 UV光固化
导电粒子压缩在凸点与基板金属焊区间，只上下导电。 适于各类要求低温度的显示器COC的FCB。
倒装键合的特点
12
(6) 借助于凸点与基板焊区直接焊接。这样就省略了互连线，由互连线产生 的杂散电容和电感要比WB和TAB小得多，因此适合于高频、高速电路和高密 度组装的应用。 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
感谢聆听！
凸点制作工艺很多,如蒸发/溅射法、焊膏印刷一回流法、化镀法、电镀法、钉 头法、置球凸点法(SB2- Jet)等。
各种凸点制作工艺各有其特点，关键是要保证凸点的一致性。特别是随着芯片 引脚数的增多以及对芯片尺寸缩小要求的提高，凸点尺寸及其间距越来越小，制 作凸点时又不能损伤脆弱的芯片。
现在主流应用的凸点制作方法是印刷/转写—搭载—回流法。该方法是通过网 板印刷或针转写的方式把助焊剂涂到芯片表面后，通过搭载头把锡球放置到涂有 助焊剂的焊点上，再进入回转炉固化。
凸点制作方法对比
8
倒装键合关键技术
9
倒装焊
倒装焊技术主要有熔焊、热压焊、超声焊、胶粘连接等。现在应用较 多的有热压焊和超声焊。常用方法有：热压FCB法；再流FCB法(C4)；环氧 树脂光固化FCB法；各向异性导电胶粘接FCB法。
热压焊接工艺要求在把芯片贴放到基板上时，同时加压加热。该方法 的优点是工艺简单，工艺温度低，无需使用焊剂，可以实现细间距连接； 缺点是热压压力较大，仅适用于刚性基底(如氧化铝或硅)，基板必须保证高 的平整度，热压头也要有高的平行度。为避免半导体材料受到不必要的损 害，设备施加压力要有精确的梯度控制能力ontents
芯片粘接技术
芯片粘接技术一、概述芯片粘接技术是一种将芯片与基板连接在一起的技术，常用于半导体封装和集成电路制造中。
它能够提高芯片的可靠性和稳定性，同时也可以实现更小型化、更高密度的封装。
二、芯片粘接方法1. 焊接法焊接法是最常用的芯片粘接方法之一，它将芯片与基板通过焊点连接在一起。
焊点可以分为金属焊点和锡球焊点两种类型。
金属焊点适合于大功率器件和高温环境下使用，而锡球焊点则适合于小功率器件和低温环境下使用。
2. 粘贴法粘贴法是另一种常用的芯片粘接方法，它使用粘合剂将芯片与基板连接在一起。
常见的粘合剂有环氧树脂、聚氨酯等。
这种方法优点是成本低、易于操作，缺点是可靠性较差。
3. 压合法压合法是将芯片与基板放在一起，在高压下进行连接。
这种方法可以保证连接质量，但需要特殊设备进行操作。
三、芯片粘接工艺流程1. 表面处理表面处理是芯片粘接的第一步，它可以提高连接质量。
常见的表面处理方法有金属化、去氧化、清洗等。
2. 粘接剂涂布将粘接剂涂布在基板上，注意要均匀涂布，避免出现气泡和空隙。
3. 芯片定位将芯片放在基板上，并进行定位。
定位需要非常准确，否则会影响连接质量。
4. 压合或焊接根据具体情况选择压合或焊接方法进行连接。
需要注意的是，在操作过程中要控制好温度和压力，避免芯片损坏。
5. 固化连接完成后，需要对粘合剂进行固化处理。
固化时间和温度需要按照粘合剂的要求进行控制。
6. 检验完成连接后，需要进行检验，确保连接质量符合要求。
四、芯片粘接技术应用芯片粘接技术广泛应用于半导体封装和集成电路制造中。
它可以实现更小型化、更高密度的封装，提高产品性能和可靠性。
同时也可以应用于MEMS器件、光电器件等领域。
五、总结芯片粘接技术是一种重要的连接技术，它可以提高产品性能和可靠性，实现更小型化、更高密度的封装。
在操作过程中需要注意控制好温度和压力，确保连接质量符合要求。
IC封装与装配技术
金属导线的选择会影响到焊接质量、器件可靠性等方
面。理想的材料应达到下面的要求：可与半导体材料间形成
良好的欧姆接触；化学性能稳定；与半导体材料间有很强的
结合力；导电性能良好；容易焊接；在键合过程中可保持一 定的形状。 Au、Al是键合时选择的两种材料。Au的化学稳定性、 抗拉性、延展性好，容易加工成丝，因此成为热压焊、金丝
艺技术。
35
3.卷带自动结合（TAB）
卷带自动结合技术是先将裸体芯片以镀金或镀锡铅的突
块反扣结合在卷带脚架的内脚上，经自动测试后，再以卷带
架的外脚结合在电路板的焊垫上，这种以卷带式脚架为中间 载体，而将裸体芯片直接组装在 PCB上的技术，称为 “TAB技术”。
36
37
封装材料
芯片封装需要使用的材料很多，mold材料、lead
24
焊接方式
压力（牛顿） 0.5~1.5 N/点 0.1 N/点以上
温度 300-500°C 25°C 100°C
超声能量 不需要 需要 需要
线 Au Au、Al Au
热压焊 （T/C）
超声焊 (U/ S)
金丝球焊 0.07~0.09 N/点 ( T/S)
三种焊接方式的其他内容作了相应的比较
25
（3）引线材料
contact或者pad。
19
金线键合 示意图
20
WB完成剖面图
21
（2）WB的焊接方式
焊接方式主要有热压焊、超声焊、金丝球焊三种。 热压焊是利用加热、加 压的方式使接触区的金属发 生形变，同时破坏其上的氧
化层，使金属丝和接触区的
金属面之间产生原子间的吸
引作用，达到互连的目的。
22
超声焊是利用超声波发生器产生的能量，经过换能器引 起劈刀作机械振 动，在劈刀上同
芯片互连
基板
三、倒装焊
基板
芯片表面 互连线
基板表面 互连线
20世纪60年代初，美国IBM公司首先研制开发出在芯片上 制作凸点的倒装焊FＣＢ工艺技术，大大减少了引线的长度． 凸点 芯片表面 互连线
基板
基板表面 互连线
倒装焊(FCB)是芯片与基板直接安装互连的一种方法。WB和 TAB互连法通常那是芯片面朝上安装互连、而FCB则是芯片面朝 下．芯片上的焊区直接与基板上的焊区互连。因此，FCB的互连 线非常短。互连产生的杂散电容、互连电阻和互连电感均比WB 和TAB小得多，从而更适合高频、高速的电子产品应用。同时 FCB芯片安装互连占的基板面积小．因而芯片安装密度高。此外， FCB芯片焊区可面阵布局、更适合；高I／O数的LSI、VLSI芯片 使用。由于芯片的安装、互连是同时完成的．这就大大简化了安 装互连工艺，快速、省时．适于使用先进的SMT进行工业化大批 量生产。当然．FCB也有不足之处，如芯片面朝下安装互连，会 给工艺操作带来一定难度，焊点检查困难(只能使用红外线和X光 检查)；另外、在心片焊区一般要制作凸点，增加了芯片的制作工 艺流程和成本，此外，倒装焊同各材料间的匹配所产生的应力问 题也需要很好地解决等。但随着工艺技术和可靠性研究的不断深 人，FCB存在的问题止逐一得到解决。
（3）芯片凸点的金属材科 TAB技术要求在芯片的焊区上先制作凸点，然后才能与 Cu箔引线进行焊接，芯片焊区金属通常为A1膜，为使AI膜和芯 片钝化层粘附牢固，要先淀积—层粘附层金属；接着，还要淀 积一层阻档层金属，以防止最外层的凸点金属与A1互扩散，形 成不希望有的金属间化合物；最上层才是具有一定高度要求的 凸点金属。 也可以将芯片焊区的凸点制作在TAB的Cu箔引线上，芯 片只做多层金属化．或者芯片上仍是AI焊区。这种TAB结构又 称为凸点载带自动焊(BTAB)。 凸点Au 阻挡层W 粘附层Ti
集成电路封装技术(3)
集成电路封装技术
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。
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。
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
第二章 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-将芯片放臵在芯片座上-热 氮气氛中（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
2.2 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
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。
第二章 封装工艺流程
芯片贴装与芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB) 2.3.2 载带自动键合技术(TAB) 2.3.3 倒装芯片键合技术(FCB/C4)
2.3 芯片互连
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
主要的打线键合技术： .超声波键合；
热压键合; 热超声波键合 楔形接点
球形接点
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
频率：20-60kHz； 振幅：20-200μm；
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
热压的作用？
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB) （1）超声键合（冷焊）
摩擦产生塑性变形，两方金属键合。 通过铝丝的连接都采用超声键合. (2)热压焊 破坏压焊界面的氧化层； 金属Байду номын сангаас和焊区金属达到原子力范围之内。 （3）热超声键合
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB技术的关键材料 2.3.2.2 TAB的关键技术
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB技术的关键材料 基带材料：聚酰亚胺（PI），聚乙烯对本二甲酸酯，苯并环丁烯
金属材料：主要是铜箔，少数是铝箔 导电、导热，强度、延展性好，与各种基带粘结牢固，光刻法 制作精细图形；
前烘
光阻剂在曝光（一般 是紫外线）后可以被 特定溶液（显影液） 溶解
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 曝光
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 显影
正性光刻胶 乙烯酮 茚并羧酸
后烘（高温处理）
显影
2.1 芯片制备
2.3 芯片互连
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
主要的打线键合技术： .超声波键合；
热压键合; 热超声波键合 楔形接点
球形接点
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
频率：20-60kHz； 振幅：20-200μm；
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
热压的作用？
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB) （1）超声键合（冷焊）
摩擦产生塑性变形，两方金属键合。 通过铝丝的连接都采用超声键合. (2)热压焊 破坏压焊界面的氧化层； 金属Байду номын сангаас和焊区金属达到原子力范围之内。 （3）热超声键合
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB技术的关键材料 2.3.2.2 TAB的关键技术
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB技术的关键材料 基带材料：聚酰亚胺（PI），聚乙烯对本二甲酸酯，苯并环丁烯
金属材料：主要是铜箔，少数是铝箔 导电、导热，强度、延展性好，与各种基带粘结牢固，光刻法 制作精细图形；
前烘
光阻剂在曝光（一般 是紫外线）后可以被 特定溶液（显影液） 溶解
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 曝光
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 显影
正性光刻胶 乙烯酮 茚并羧酸
后烘（高温处理）
显影
2.1 芯片制备
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芯片切割
2.1 芯片制备
DBG法（先划片后减薄）
2.1 芯片制备
芯片切割
2.1 芯片制备
芯片切割
2.2 芯片贴装
芯片贴装（die mount/bonding/attachment)
目的：实现芯片与底座（chip carrier）的连接. 要求： 机械强度 化学性能稳定 导电、导热 热匹配 可操作性
18英寸（450mm） 13英寸（300mm） 8英寸（200mm）
据国外媒体报道，三大巨头 英特尔 、三星和台积电本周宣布，他们将于2012年合 作开发450mm晶圆的试生产 ；但是要研发450mm晶圆所需的设备，投资可能高达
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺
临时性地涂覆光刻胶到硅片上； 把设计图形最终转移到硅片上； IC制造中最重要的工艺； 占用40-50%的芯片制造时间； 决定着芯片的最终尺寸.
第一键合点形状
第二键合点
完整的丝球焊键合
键合强度与超声频率的关系
超声楔焊
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB的关键技术 2.3.2.2 TAB技术的关键材料 2.3.2.3 TAB的特点
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.2 芯片贴装（die mount)
2.2.1 共晶粘贴法 2.2.2 焊接粘贴法 2.2.3 导电胶粘贴法 2.2.4 玻璃胶粘贴法
2.2 芯片贴装
2.2.1 共晶粘贴法
2.2 芯片贴装
2.2.1 共晶粘贴法
润湿性的重要性； 预型片的使用（Au-2%Si合金）；
优点：金-硅共晶焊接机械强度高、热阻小、稳定性 好、可靠性高,高温性能好，不脆化。
– 宽度以35mm最常用。另有70mm和158mm等规格。
• 金属材料
– Au，Ni，Pb/Sn焊接材料
• 芯片凸点金属材料
– Au，Cu/Au，Au/Sn，Pb/Sn
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.3 TAB的优点 结构轻、薄、短、小； 电极尺寸、电极与焊区的间距比WB大为减小； 可容纳更多引脚，提高安装密度； 可对IC芯片进行电老化、筛选和测试； 焊点键合拉力比WB高3-10倍。
2.2.4 玻璃胶粘贴法
类似于银浆粘接技术，主要用于陶瓷封装需 要严格控制烧结温度.
优点：所得芯片封装无空隙、热稳定性优良、低结合 应力以及湿气含量低；
缺点：有机成分与溶剂必须除去，否则危害可靠性。
2.3 芯片互连
芯片焊区
芯片互连
I/O引线
半导体失效约有1/4-1/3是由芯片互连所引起， 因此芯片互连对器件可靠性意义重大！！！
频率：20-60kHz； 振幅：20-200μm； 冷焊？？？
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
打线键合的线材
铝线：铝-1%硅合金； 0.5-1%镁的铝线； 铝镁硅合金或铝铜合金.
PCB或封装不能加热 的情况之下； 间距小于60 micron.
2.3.1 打线键合技术(WB) 2.3.2 载带自动键合技术(TAB) 2.3.3 倒装芯片键合技术(FCB/C4)
2.3 芯片互连
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
主要的打线键合技术： .超声波键合；
热压键合； 热超声波键合 楔形接点
球形接点
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 涂胶
六甲基乙 硅氮烷
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 曝光
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 显影
后烘
显影
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺
湿法刻蚀
干法刻蚀
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺 刻蚀多晶硅
2.1 芯片制备
光刻与刻蚀工艺
离子注入
2.1 芯芯片制备
矽？晶圆？
1961，菲尔查德在硅晶片上制造的第一个集成电路
2.1 芯片制备
晶圆制备
硅的提纯
2.1 芯片制备
2.1 芯片制备
晶圆制备
硅的提纯
2.1 芯片制备
晶圆制备
晶棒制备 晶体生长技术：区熔法；布里曼生长法；CZ直拉法
优点：工艺成熟，投量量； 适于生长大直径单晶；
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
2.4 芯片互连
2.4.3 倒装芯片键合技术
封装结构
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
缺点：不可避免来自坩埚及 加热棒的污染.
晶棒制备
2.1 芯片制备
2.1 芯片制备
晶圆制备
晶棒制备
晶圆制备
硅棒制备
2. 芯片制备
2.1 芯片制备
晶圆制备
硅棒制备
2.1 芯片制备
晶圆制备
晶圆切片
多线切割机
2.1 芯片制备
晶圆制备
晶圆尺寸
使用0.13微米的制程在 200mm的晶圆上可以生产 大约179个处理器核心， 而使用300mm的晶圆可以 制造大约427个处理器核 心。
合。
载带上Cu箔引线的图形结构与制作工艺
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术 2.3.2.1 TAB的关键技术 （3）载带引线和芯片凸点的内引线焊接与外引线焊接技术
热压组合键合方法
单点热压键合方法
激光键合
TAB外引线键合
2.3.2.2 TAB技术的关键材料
• 基带材料
– 要求
• 高温性能 • 与Cu箔的粘接性、热匹配性好 • 尺寸稳定；化学稳定性好；机械强度高
共同点：表面形成化学结合和导电功能。
2.2 芯片贴装
2.2.3 导电胶粘贴法
2.2 芯片贴装
2.2.3 导电胶粘贴法
芯片粘结剂： 环氧树脂；聚酰亚胺；硅氧烷聚酰亚胺。 填充料： 银颗粒或者银薄片（75-80%）
使用考虑因素： 流动性；粘着性；热传导性；电导性；玻璃化转变温度； 吸水性.
2.2 芯片贴装
热压焊倒装焊法
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
(2)凸点芯片的倒装焊
再流焊倒装焊法
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
(2)凸点芯片的倒装焊
环氧树脂光固化倒装焊法
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
(2)凸点芯片的倒装焊
导电粒子含量：10%
各向异性导电胶
2.3.2.1 TAB的关键技术 （1）芯片凸点制作技术
光刻胶做掩膜
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB的关键技术 （1）芯片凸点制作技术
2.3 芯片互连
2.3.2 载带自动键合技术
2.3.2.1 TAB的关键技术 （1）芯片凸点制作技术
凸块转移技术
2.3 芯片互连
金线： 含5-100ppm 铍 含30-100ppm 铜
用量超过90% 间距大于60micron。
其他线材： 银线，铜线
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
影响因素： 金铝金属间化合物（AuAl2或Au5Al2)是
主因； 线材、键合点与金属间化合物之间的交互扩散产生的孔
洞； 其他，键合点金属化工艺与封装材料之间的反应，亦可
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
凸点形成工艺-钉头凸点
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
凸点形成工艺-凸点转移法
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
凸点形成工艺-微球法
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
凸点形成工艺-微球法
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
– 材料
• 聚酰亚胺(PI)薄膜，早期最广泛使用的材料，价格稍高 • 聚乙烯对苯二甲酸脂(PET)薄膜 • 苯丙环丁稀(BCB)薄膜
• 导体材料
– Cu箔
• 与基带连接牢固；导热、导聚乙烯对苯二甲酸脂(PET)薄膜 • 苯丙环电性能好；易于电镀。 • 厚度有18、35、70微米 • 铝箔使用较少
• 规格
(3)底部填充-填充工艺
毛细作用！！！
2.4 芯片互连
• 2.4.3 倒装芯片键合技术
(4)无铅化凸点
2.4 芯片互连
• 2.5 互联工艺比较
生成金属间化合物。
2.3 芯片互连
2.3.1 打线键合技术(WB)
键合拉力测试 键合剪切力测试
2.3 芯片互连
• 2.3.1 打线键合技术(WB)
– 焊接方法
• 丝球焊 • 超声楔焊
丝球焊
丝球焊工艺
丝球焊设备-自动化设备
丝球焊设备-半自动
劈刀端部形状-1
劈刀端部形状-2
劈刀头部凹槽形状
缺点：生产效率低，不适应高速自动化生产。
2.2 芯片贴装
2.2.2 焊接粘贴法
所用材料 硬质焊料：金-硅、金-锡、金锗； （塑变应力高，抗疲劳抗潜变特性好） 软质焊料：铅-锡、铅-锡-铟.
所用气氛：热氮气
工艺优点：热传导性好
2.2 芯片贴装
2.2.3 导电胶粘贴法 三种导电胶： （1）各向同性材料； （2）导电硅橡胶； （3）各向异性导电聚合物。