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1、封裝技術本章目標：1、熟悉封裝的流程2、熟悉常見半導體的封裝形式第一節(jié)、概述第二節(jié)、封裝工藝第三節(jié)、封裝設計第一節(jié)、概述1、簡介2、影響封裝的芯片特性3、封裝的功能4、潔凈度和靜電控制5、封裝的工藝流程6、封裝體的構成7、封裝與PCB板的連接1.簡介半導體牛產(chǎn)電路a—I封裝圖18.1尼:片圭寸裝形式將單個芯片從晶圓整體中分離出來后：(1)多數(shù)情況，被置入一個保護性的封裝體中(2)作為多芯片模塊的一部分(3)直接安裝在印制電路板上(板上芯片COB)2、影響封裝的芯片特性?集成度?晶片厚度?尺寸?對環(huán)境的敏感度?物理的脆弱度?熱的產(chǎn)生?熱敏感度圖18.2
2、影響封裝工藝的芯片特性保護芯片所采取的措施：(1)臨近晶圓制造工藝結尾處淀積鈍化層(2)為芯片提供一個封裝體(封裝溫度不高于450度)3、封裝的功能(1)緊固的引腳系統(tǒng)將脆弱的芯片表面器件連線與外部世界連接來。(2)物理性保護(防止芯片破碎或受外界損傷)(3)環(huán)境性保護(免受化學品、潮氣等的影響)(4)散熱(封裝體的各種材料本身可帶走一部分熱量)4、潔凈度和靜電控制(1)潔凈度雖然封裝區(qū)域?qū)崈舳人降囊筮h不如晶片生產(chǎn)區(qū)域嚴格，但保持一定的潔凈度仍是非常重要的。?HEPA過濾器/VLF空氣■面罩，帽子和鞋套?指套或手套?過濾的化學品■粘著地墊?靜電
3、挖制圖18.5污染控制方案(2)靜電控制在封裝區(qū)域內(nèi)來自于外界環(huán)境的最致命危害是靜電(尤其對于MOS柵結構的器件)，因此每個生產(chǎn)高集成度芯片的封裝區(qū)域應有一套切實有效的防靜電方案。?接地的靜電腕帶?靜電服?防靜電材料?設備接地?工作平臺接地?地板或地板塊接地圖18.6靜電控制方案5.封裝的工藝流程晶圓加工的四個基本操作可以重復。封裝是一條龍生產(chǎn)線，沒有反復的工序。?底部準備?封裝前檢査?劃片?封裝?取片?電鍍?粘片?切筋成型?檢査?印字?打線?最終測試圖18.8基本的封裝工序①底部準備底部準備通常包括磨薄和鍍金。②劃片用劃片法或鋸片法將晶片分離成單個
4、芯片③取片和承載在挑選機上選出良品芯片，放于承載托盤中。鼎回1電洌J后曲片分揚i卅CWYE用鈕甌M曲葉1^118.9，古八O扌東①粘片用金硅低熔點技術或銀漿粘貼材料粘貼在封裝體的芯片安裝區(qū)域。圖18.10圭寸裝的粘片區(qū)②打線A：芯片上的打線點與封裝體引腳的內(nèi)部端點之間用很細的線連接起來（線壓焊）；B：在芯片的打線點上安裝半球型的金屬突起物（反面球形壓焊）；C:TAB壓焊技術；③封裝前檢查有無污染物；芯片粘貼質(zhì)量；金屬連接點的好壞；④電鍍、切筋成型和印字電鍍：為增強封裝體的外部引腳在電路板上的可焊性，電鍍上鉛錫合金。切筋成型：在接近封裝工序的結尾，需
5、要將引腳與引腳之間的連筋切除。圖18」1印字的封裝⑧最終測試包括電性測試及環(huán)境適應的可靠性測試。6.封裝體的構成①芯片粘貼區(qū)域（要求平整）
6、冬118.10圭寸裝的秤亍片區(qū)②內(nèi)部引腳③外部引腳圖1&12內(nèi)部引腳和外部引腳④芯片-封裝體的連接（壓焊線、壓焊球）圖1&13壓焊線⑤封裝外殼密圭寸型?金屬?陶瓷華密圭寸型?環(huán)氧樹脂?聚酰亞胺圖18.14封裝類型名稱7.封裝與PCB的連接①通孔法（pin-through-hole）②表面安裝法（SMD）③載帶自動焊法（TAB）第二節(jié)、封裝工藝1、封裝前晶圓準備2、劃片3、取放芯片和芯片檢查4、粘片5、打線6、封裝
7、7、引腳電鍍8、引腳切筋成型9、外部打磨10、封裝體印字11、終測K封裝前晶圓準備（非必需）①晶圓打磨原因：A：芯片越來越厚，薄片易劃片B：厚芯片要求較深的粘片凹腔C:摻雜工藝中，如果晶圓背部沒有被保護起來，摻雜體形成電子結合點，可打磨掉②背面鍍金背面鍍金增加粘附性。2.劃片兩種方法：劃片分離和鋸片分離①劃片法還需圓柱滾軸加壓才能得以分離。②鋸片法完全鋸開劃或鋸的線芯片.芯片芯片8、檢查（使用顯微鏡人工檢查或光學成像系統(tǒng)自動檢查）：檢查芯片棱角的質(zhì)量（不應有任何崩角和裂紋）；檢查表面劃痕和污染物。4.粘片粘片的目的：①在芯片與封裝體之間產(chǎn)生很牢固的物理性連接②在芯片與封裝體之間產(chǎn)生傳導性或絕緣性的連接③作為介質(zhì)把芯片上產(chǎn)生的熱量傳導到封裝體上粘片技術：①低熔點融合技術②樹脂粘貼技術粘片材料：①導電材料金/硅合金；含金屬的樹脂；導電的聚酰亞胺②非導電材料樹脂；密封聚酰亞胺（1）低熔點融合技術原理：共熔現(xiàn)象三層結構：①硅層②金膜③金-硅合金（粘合性強、散熱性好、熱穩(wěn)定性好、含較少的雜質(zhì)）低熔點粘片四步：①對封裝體加熱，直至金硅合金熔
9、化②把芯片安放在粘片區(qū)③研磨擠壓、加熱形成金-硅合金④冷卻系統(tǒng)（2）樹脂粘貼法方法：使用黏稠的液體樹脂粘合劑
