封裝工藝流程說課講解.ppt

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1、封裝工藝流程2.1.2封裝工藝流程概況流程一般可以分成兩個(gè)部分：在用塑料封裝之前的工序稱為前段工序，在成型之后的操作稱為后段工序。成型工序是在凈化環(huán)境中進(jìn)行的，由于轉(zhuǎn)移成型操作中機(jī)械水壓機(jī)和預(yù)成型品中的粉塵達(dá)到1000級(jí)以上（空氣中0.3μm粉塵達(dá)1000個(gè)/m3以上）?，F(xiàn)在大部分使用的封裝材料都是高分子聚合物，即所謂的塑料封裝。上圖所示的塑料成型技術(shù)有許多種，包括轉(zhuǎn)移成型技術(shù)、噴射成型技術(shù)、預(yù)成型技術(shù)，其中轉(zhuǎn)移成型技術(shù)使用最為普遍。第二章封裝工藝流程硅片減薄硅片切割芯片貼裝芯片互連去飛邊毛刺切筋成形上焊錫打碼成型技術(shù)2.2芯片切割2.2.1、為什

2、么要減薄半導(dǎo)體集成電路用硅片4吋厚度為520μm，6吋厚度為670μm。這樣就對(duì)芯片的切分帶來困難。因此電路層制作完成后，需要對(duì)硅片背面進(jìn)行減薄，使其達(dá)到所需要的厚度，然后再進(jìn)行劃片加工，形成一個(gè)個(gè)減薄的裸芯片。第二章封裝工藝流程2.2.2減薄工藝硅片背面減技術(shù)主要有：磨削、研磨、化學(xué)拋光干式拋光、電化學(xué)腐蝕、濕法腐蝕等離子增強(qiáng)化學(xué)腐蝕、常壓等離子腐蝕等第二章封裝工藝流程減薄厚硅片粘在一個(gè)帶有金屬環(huán)或塑料框架的薄膜（常稱為藍(lán)膜）上，送到劃片機(jī)進(jìn)行劃片?，F(xiàn)在劃片機(jī)都是自動(dòng)的，機(jī)器上配備激光或金鋼石的劃片刀具。切割分部分劃片（不劃到底，留有殘留厚度）和

3、完全分割劃片。對(duì)于部分劃片，用頂針頂力使芯片完全分離。劃片時(shí)，邊緣或多或少會(huì)存在微裂紋和凹槽這取決于刀具的刃度。這樣會(huì)嚴(yán)重影響芯片的碎裂強(qiáng)度。2.2.2減薄工藝先劃片后減薄和減薄劃片兩種方法第二章封裝工藝流程DBG(dicingbeforegrinding)在背面磨削之前，將硅片的正面切割出一定深度的切口，然后再進(jìn)行磨削。DBT(dicingbythinning)在減薄之前先用機(jī)械的或化學(xué)的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削方法減薄到一定厚度后，采用常壓等離子腐蝕技術(shù)去除掉剩余加工量。。這兩種方法都很好地避免了或減少了減薄引起的硅片翹曲以及劃片引

4、起的邊緣損害，大大增強(qiáng)了芯片的抗碎能力。2.3芯片貼裝芯片貼裝，也稱芯片粘貼，是將芯片固定于封裝基板或引腳架芯片的承載座上的工藝過程。第二章封裝工藝流程共晶粘貼法焊接粘貼法導(dǎo)電膠粘貼法玻璃膠粘貼法貼裝方式2.3.1共晶粘貼法共晶反應(yīng)指在一定的溫度下，一定成分的液體同時(shí)結(jié)晶出兩種一定成分的固相反應(yīng)。例如，含碳量為2.11%-6.69%的鐵碳合金，在1148攝氏度的恆溫下發(fā)生共晶反應(yīng)，產(chǎn)物是奧氏體（固態(tài)）和滲碳體（固態(tài)）的機(jī)械混合物，稱為“萊氏體”。一般工藝方法陶瓷基板芯片座上鍍金膜-將芯片放置在芯片座上-熱氮?dú)夥罩校ǚ姥趸┘訜岵⑹拐迟N表面產(chǎn)生摩擦（

5、去除粘貼表面氧化層）-約425℃時(shí)出現(xiàn)金-硅反應(yīng)液面，液面移動(dòng)時(shí)，硅逐漸擴(kuò)散至金中而形成緊密結(jié)合。第二章封裝工藝流程2.3.1共晶粘貼法預(yù)型片法，此方法適用于較大面積的芯片粘貼。優(yōu)點(diǎn)是可以降低芯片粘貼時(shí)孔隙平整度不佳而造成的粘貼不完全的影響。第二章封裝工藝流程2.3.2焊接粘貼法焊接粘貼法是利用合金反應(yīng)進(jìn)行芯片粘貼的方法。優(yōu)點(diǎn)是熱傳導(dǎo)性好。一般工藝方法將芯片背面淀積一定厚度的Au或Ni，同時(shí)在焊盤上淀積Au-Pd-Ag和Cu的金屬層。然后利用合金焊料將芯片焊接在焊盤上。焊接工藝應(yīng)在熱氮?dú)饣蚰芊乐寡趸臍夥罩羞M(jìn)行。第二章封裝工藝流程合金焊料硬質(zhì)焊料軟

6、質(zhì)焊料硬質(zhì)焊料：金-硅、金-錫、金-鍺。優(yōu)點(diǎn)：塑變應(yīng)力值高（“內(nèi)應(yīng)力”指組成單一構(gòu)造的不同材質(zhì)之間，因材質(zhì)差異而導(dǎo)致變形方式的不同，繼而產(chǎn)生的各種應(yīng)力。當(dāng)材料在外力作用下不能產(chǎn)生位移時(shí)，它的幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種形變稱為應(yīng)變（Strain）。材料發(fā)生形變時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力．把分布內(nèi)力在一點(diǎn)的集度稱為應(yīng)力（Stress）。物體由于外因而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。在所考察的截面某一點(diǎn)單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力（Stress）。按照

7、應(yīng)力和應(yīng)變的方向關(guān)系，可以將應(yīng)力分為正應(yīng)力σ和切應(yīng)力τ，正應(yīng)力的方向與應(yīng)變方向平行，而切應(yīng)力的方向與應(yīng)變垂直。按照載荷（Load）作用的形式不同，應(yīng)力又可以分為拉伸壓縮應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力），具有良好的抗疲勞與抗?jié)撟兲匦?。缺點(diǎn)：因材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)不同而引發(fā)應(yīng)力破壞。軟質(zhì)焊料：鉛-錫、鉛-銀-銦。在焊接前先在芯片背面制作多層技術(shù)薄膜，目的是利用焊料的潤濕。使用軟質(zhì)焊料可消除硬質(zhì)焊料的缺點(diǎn)。2.3.3導(dǎo)電膠粘貼法導(dǎo)電膠是銀粉與高分子聚合物（環(huán)氧樹脂）的混合物。銀粉起導(dǎo)電作用，而環(huán)氧樹脂起粘接作用。第二章封裝工藝流程導(dǎo)電膠有三種配方：（1）各向同性材

8、料，能沿所有方向?qū)щ?。?）導(dǎo)電硅橡膠，能起到使器件與環(huán)境隔絕，防止水、汽對(duì)芯片的影響，同時(shí)還可以屏蔽電磁干擾。（3）各向