半导体器件与工艺

半 导 体 器 件 与 工 艺 在 制 造 厂 工 艺 完 成 时 ， 通 过 电 测 试 的 硅 片 准 备 进 行 单 个 芯片 的 装 配 和 封 装 。 这 些 被 称 为 集 成 电 路 制 造 过 程 的 后 道 工 序 。 最 终 装 配 和 封 装 在 集 成 电 路 后 道 工 序 是 两 个 截 然 不 同 过 程 。每 个 有 它 特 殊 的 工 艺 和 工 具 。 在 传 统 工 艺 中 ， 集 成 电 路 最 终 装配 从 硅 片 上 分 离 出 每 个 好 的 芯 片 并 将 芯 片 粘 贴 在 金 属 引 线 框 架或 管 壳 上 。 对 于 引 线 框 架 装 配 ， 用 细 线 将 芯 片 表 面 的 金 属 压 点和 提 供 芯 片 电 通 路 的 引 线 框 架 内 端 互 连 起 来 。 最 终 装 配 后 ， 集成 电 路 封 装 是 将 芯 片 封 在 一 个 保 护 管 壳 内 。 现 在 最 常 用 的 封 装是 用 塑 料 包 封 芯 片 。 这 种 塑 料 包 封 提 供 环 境 保 护 并 形 成 更 高 级装 配 连 接 的 管 脚 。 引 言 引 言 硅 片 测 试 在 硅 片 制 造 过 程 中 有 两 种 类 型 的 电 学 测 试 。 称 它 们 为 硅 片测 试 是 因 为 它 们 在 硅 片 （ 而 不 是 封 装 的 芯 片 ） 上 进 行 的 。 在 线 参 数 测 试 硅 片 拣 选 测 试 在 线 参 数 测 试 在 完 成 第 一 层 金 属 刻 蚀 （ 前 端 工 艺 的 结 束 ）后 马 上 进 行 ， 以 获 得 工 艺 和 器 件 特 性 的 早 期 信 息 。 硅 片 拣 选 测试 是 IC制 造 中 的 一 个 重 要 测 试 阶 段 ， 它 在 硅 片 制 造 完 成 后 进 行 ，以 确 定 硅 片 上 的 哪 些 芯 片 符 合 产 品 规 格 可 以 送 到 装 配 和 封 装 部门 。 硅 片 测 试 硅 片 测 试 在 线 参 数 测 试 在 线 参 数 测 试 （ 也 称 硅 片 电 学 测 试 -WET） 是 对 硅 片 上 的测 试 图 形 结 构 进 行 的 电 学 测 试 。 因 为 它 是 把 直 流 电 压 加 在 器 件的 物 理 结 构 上 进 行 测 试 ， 也 被 看 成 是 一 种 直 流 测 试 在 线 参 数测 试 在 完 成 前 端 工 艺 （ 例 如 ， 扩 散 、 光 刻 、 注 人 ） 后 进 行 得 越早 越 好 。 典 型 的 测 试 是 在 第 一 层 金 属 被 淀 积 并 刻 蚀 后 进 行 ， 这就 允 许 接 触 式 探 针 和 特 殊 测 试 结 构 的 压 点 进 行 电 学 接 触 。 硅 片 上 的 器 件 没 有 电 源 供 应 和 信 号 电 压 ， 而 是 用 一 些 特 殊的 参 数 测 试 结 构 替 代 进 行 电 流 、 电 压 和 电 容 的 测 试 ， 以 确 定 工艺 能 力 。 测 试 之 所 以 重 要 是 因 为 这 是 硅 片 第 一 次 经 过 一 套 完 整的 测 试 来 检 验 制 造 过 程 是 否 正 确 。 通 过 失 效 数 据 在 工 艺 条 件和 器 件 特 性 之 间 建 立 了 紧 密 的 联 系 。 硅 片 测 试 硅 片 测 试 结 构 参 数 测 试 并 不 是 在 单 独 的 硅 片 器 件 上 ， 而 是 在 安 放 在 硅 片 特 殊 位置 的 特 殊 测 试 结 构 （ 也 称 工 艺 监 控 process control monitors, PCM） 中进 行 的 。 由 于 需 要 很 多 结 构 和 测 试 数 据 ， 测 试 结 构 可 以 是 在 整 个 特 殊芯 片 上 的 测 试 样 本 。 对 产 品 硅 片 来 说 ， 面 积 是 额 外 的 费 用 ； 因 此 测 试结 构 通 常 放 在 独 立 芯 片 之 间 的 划 片 区 （ 也 称 划 片 道 监 控 ， SLM） 。SLM容 身 其 中 的 划 片 道 宽 度 一 般 有 100到 150微 米 ， 因 此 SLM是 有 尺 寸限 制 的 。 硅 片 测 试 图 示 为 一 个 用 方 块 电 阻 方 法 评 估 第 一 层 金 属 薄 膜 厚 度 的 典型 PCM结 构 。 在 线 参 数 测 试 测 量 该 结 构 的 连 续 电 阻 。 接 触 问 题（ 如 不 合 适 的 绝 缘 薄 膜 厚 度 ） ， 都 会 导 致 该 测 试 结 构 在 电 学 上不 能 通 过 参 数 测 试 。 由 于 测 试 结 构 和 硅 片 是 在 相 同 的 工 艺 条 件下 同 时 制 作 的 ， 它 能 突 出 反 映 硅 片 管 芯 上 实 际 存 在 的 接 触 问 题 。 硅 片 测 试 硅 片 拣 选 测 试 在 硅 片 制 造 的 最 后 ， 所 有 硅 片 上 的 芯 片 都 要 经 过 硅 片 拣 选 测 试 ，也 称 电 学 拣 选 测 试 。 硅 片 拣 选 测 试 的 目 的 是 检 验 硅 片 上 哪 些 器 件 工 作正 常 。 硅 片 上 每 个 芯 片 都 要 按 照 DC和 AC的 产 品 功 能 规 格 进 行 测 试 。硅 片 拣 选 测 试 的 目 标 是 ： 1.芯 片 功 能 ： 检 验 所 有 芯 片 功 能 的 操 作 ， 确 保 只 有 好 的 芯 片 被 送 到装 配 和 封 装 生 产 阶 段 。 2.芯 片 分 类 ： 根 据 工 作 速 度 特 性 （ 通 过 在 几 个 电 压 值 和 不 同 时 间 条件 下 测 试 得 到 ） 对 好 的 芯 片 进 行 分 类 。 3.生 产 成 品 率 响 应 ： 提 供 重 要 的 生 产 成 品 率 信 息 ， 以 评 估 和 改 善 整体 制 造 工 艺 的 能 力 。 4.测 试 覆 盖 率 ： 用 最 小 的 成 本 得 到 较 高 的 内 部 器 件 测 试 覆 盖 率 。 硅 片 拣 选 测 试 是 一 种 功 能 测 试 ， 它 通 过 确 保 器 件 能 在 IC数 据 手 册规 定 的 限 制 条 件 下 完 成 所 有 特 定 任 务 来 检 验 器 件 。 理 想 情 况 下 ， 功 能测 试 可 以 包 括 制 造 过 程 中 出 现 的 所 有 问 题 。 硅 片 测 试 成 品 率 硅 片 拣 选 测 试 成 品 率 是 通 过 硅 片 拣 选 测 试 的 合 格 芯 片 所 占的 百 分 比 。 硅 片 制 造 的 一 个 重 要 目 标 是 维 持 硅 片 拣 选 测 试 的 高成 品 率 。 低 成 品 率 意 味 着 大 量 子 芯 片 在 装 配 和 封 装 的 时 候 会 被废 弃 。 由 于 已 经 完 成 了 全 部 制 造 工 艺 ， 硅 片 拣 选 测 试 可 以 间 接测 量 制 造 工 艺 的 整 体 稳 定 性 和 清 洁 度 。 硅 片 拣 选 测 试 在 一 项 测试 中 包 含 了 所 有 工 艺 变 化 。 影 响 硅 片 拣 选 测 试 成 品 率 的 制 作 和设 计 因 素 有 ： 硅 片 直 径 的 增 大 芯 片 尺 寸 的 增 加 工 艺 步 骤 的 增 加 特 征 尺 寸 的 减 小 工 艺 成 熟 性 晶 体 缺 陷 硅 片 测 试 集 成 电 路 封 装 有 4个 重 要 功 能 ： 1.保 护 芯 片 以 免 由 环 境 和 传 递 引 起 损 坏 。 2.为 芯 片 的 信 号 输 入 和 输 出 提 供 互 连 。 3.芯 片 的 物 理 支 撑 。 4.散 热 。装 配 和 封 装 芯 片 的 装 配 和 封 装 ， 被 称 为 第 一 级 封 装 。 一 旦 将 芯 片 封 装到 一 个 集 成 电 路 块 中 ， 封 装 I/O 端 连 接 芯 片 到 下 一 层 装 配 。 第二 级 封 装 是 将 集 成 电 路 块 装 配 到 具 有 许 多 元 件 和 连 接 件 的 系 统中 。 在 大 多 数 第 二 级 封 装 中 ， 使 用 Sn/Pb焊 料 将 集 成 电 路 块 焊在 印 刷 电 路 板 上 。 用 焊 料 将 载 有 芯 片 的 集 成 电 路 块 粘 贴 在 板 上的 电 路 互 连 ， 同 时 使 用 连 接 件 作 为 其 余 产 品 的 电 子 子 系 统 的 接口 。 然 后 将 已 装 配 好 的 电 路 板 放 入 最 终 产 品 中 。 封 装 层 次 封 装 层 次 最 终 装 配 由 要 求 粘 贴 芯 片 到 集 成 电 路 底 座 上 的 操 作 构 成 。由 于 制 造 的 大 部 分 成 本 已 经 花 在 芯 片 上 ， 因 此 在 最 终 装 配 过 程中 成 品 率 是 至 关 重 要 的 。 由 下 面 4步 构 成 ： 背 面 减 薄 分 片 装 架 引 线 键 合 背 面 减 薄 在 前 端 制 造 过 程 中 ， 为 了 使 破 损 降 到 最 小 ， 大 直 径 硅 片 相应 厚 些 （ 300mm的 硅 片 是 775微 米 厚 ） 。 然 而 ， 硅 片 在 装 配 开 始前 必 须 被 减 薄 。 硅 片 通 常 被 减 薄 到 200到 500微 米 的 厚 度 。 较 薄的 硅 片 更 容 易 划 成 小 芯 片 并 改 善 散 热 ， 它 有 益 于 在 薄 ULSI装 配中 减 少 热 应 力 。 更 薄 的 芯 片 也 减 小 最 终 集 成 电 路 管 壳 的 外 形 尺寸 和 重 量 。 传 统 装 配 分 片 分 片 使 用 金 刚 石 刀 刃 的 划 片 锯 把 每 个 芯 片 从 硅 片 上 切 下 来 。 在 划片 前 ， 将 硅 片 从 片 架 上 取 出 并 按 正 确 的 方 向 放 到 一 个 固 定 在 刚 性 框 架的 粘 膜 上 。 该 粘 膜 保 持 硅 片 完 整 直 到 所 有 芯 片 被 划 成 小 块 。 硅 片 被 传到 带 有 去 离 子 水 喷 淋 的 圆 锯 ， 然 后 用 25微 米 厚 的 金 刚 石 锯 刃 （ 旋 转 速率 达 每 分 钟 20000转 ） ， 在 x和 y方 向 分 别 划 片 。 用 去 离 子 水 冲 洗 硅 片以 去 除 划 片 过 程 中 产 生 的 硅 浆 残 渣 ， 而 每 个 单 独 芯 片 由 背 面 粘 膜 支 撑 。锯 通 常 沿 划 片 线 切 透 硅 片 的 90%-100%。 全 自 动 设 备 具 有 对 准 系 统 、 划片 和 硅 片 清 洗 一 体 化 功 能 。传 统 装 配 装 架 分 片 后 ， 硅 片 被 移 到 装 架 操 作 。 在 装 架 时 ， 每 个 好 的 芯 片从 粘 附 的 背 面 被 分 别 挑 选 出 来 ， 粘 贴 到 底 座 或 引 线 框 架 上 。 引线 框 架 具 有 从 内 部 芯 片 键 合 区 到 为 更 高 层 次 装 配 需 要 的 更 大 电极 间 距 扇 出 的 电 极 。 引 线 框 架 台 是 小 型 传 送 架 ， 用 于 有 效 地 传送 引 线 框 架 ， 并 将 它 们 从 一 个 工 具 移 到 另 一 个 工 具 。 自 动 贴 片机 是 采 用 专 门 夹 具 的 高 速 工 具 ， 被 称 为 夹 头 。 用 它 的 边 缘 捡 起芯 片 （ 为 避 免 芯 片 损 坏 ） 并 将 其 放 在 要 装 配 的 底 座 或 引 线 框 架上 。 根 据 探 测 无 墨 水 标 点 识 别 或 者 通 过 使 用 硅 片 分 类 提 供 的 计算 机 化 硅 片 分 布 图 数 据 可 以 选 出 好 的 芯 片 。 传 统 装 配 传 统 装 配 芯 片 粘 结 环 氧 树 脂 粘 贴 环 氧 树 脂 粘 贴 是 将 芯 片 粘 贴 到 引 线 框 架 或 基 座 上 最常 用 的 方 法 。 环 氧 树 脂 被 滴 在 引 线 框 架 或 基 座 的 中 心 ， 芯 片 贴 片 工 具将 芯 片 背 面 放 在 环 氧 树 脂 上 ， 接 下 来 是 加 热 循 环 以 固 化 环 氧 树 脂 。 大部 分 MOS产 品 直 接 使 用 环 氧 树 脂 。 然 而 ， 如 果 芯 片 和 封 装 的 其 余 部 分之 间 有 散 热 要 求 ， 可 以 在 环 氧 树 脂 中 加 入 银 粉 成 分 制 成 导 热 树 脂 。传 统 装 配 共 晶 焊 粘 贴 使 用 共 晶 焊 贴 片 在 减 薄 后 的 硅 片 背 面 淀 积 一 层金 （ Au) 。 共 晶 定 义 使 它 的 熔 点 降 至 最 低 的 熔 态 混 合 。 然 后 用合 金 方 式 将 金 粘 接 到 基 座 上 ， 基 座 通 常 或 是 引 线 框 架 或 是 陶 瓷基 座 。 典 型 地 ， 基 座 有 一 个 金 或 银 的 金 属 化 表 面 。 当 加 热 到420 约 6秒 钟 ， 它 略 高 于 Au-Si共 晶 温 度 ， 这 种 方 法 在 芯 片 和引 线 框 架 之 间 形 成 共 晶 合 金 互 连 。 共 晶 贴 片 提 供 了 良 好 的 热 通路 和 机 械 强 度 。 对 于 双 极 集 成 电 路 共 晶 焊 粘 贴 技 术 更 普 遍 。传 统 装 配 玻 璃 焊 料 粘 贴 玻 璃 焊 料 由 银 和 悬 浮 在 有 机 媒 介中 的 玻 璃 颗 粒 组 成 ， 将 芯 片 直 接 粘 贴 在 A1203陶 瓷 底座 上 实 现 密 封 。 密 封 是 保 护 硅 器 件 免 受 外 部 环 境 的影 响 ， 特 别 是 潮 气 和 沾 污 。 用 在 玻 璃 焊 料 中 的 银 和玻 璃 在 固 化 过 程 中 变 软 ， 并 构 成 对 陶 瓷 具 有 良 好 导热 的 焊 接 。 要 固 化 含 银 的 玻 璃 要 求 相 对 高 的 温 度 。 传 统 装 配 引 线 键 合 引 线 键 合 是 将 芯 片 表 面 的 铝 压 点 和 引 线 框 架 上 或 基 座 上 的 电 极 内端 （ 有 时 称 为 柱 ） 进 行 电 连 接 。 这 种 高 速 操 作 转 动 线 轴 并 将 细 线 从 芯片 的 压 点 键 合 到 引 线 框 架 上 电 极 内 端 压 点 ， 每 秒 能 压 多 个 压 点 。 工 具将 引 线 键 合 到 每 个 芯 片 压 点 或 引 线 框 架 压 点 ， 并 步 进 到 下 一 位 置 。 键合 线 或 是 Au或 是 Al线 ， 因 为 它 在 芯 片 压 点 和 引 线 框 架 内 端 压 点 都 形 成良 好 键 合 ， 通 常 引 线 直 经 是 在 25微 米 到 75微 米 之 间 。 传 统 装 配 热 压 键 合 在 热 压 键 合 中 ， 热 能 和 压 力 被 分 别 作 用 到 芯 片 压点 和 引 线 框 内 端 电 极 以 形 成 金 线 键 合 。 一 种 被 称 为 毛 细 管 劈 刀的 键 合 机 械 装 置 ， 将 引 线 定 位 在 被 加 热 的 芯 片 压 点 并 施 加 压 力 。力 和 热 结 合 促 成 金 引 线 和 铝 压 点 形 成 键 合 ， 称 为 楔 压 键 合 。 然后 劈 刀 移 动 到 引 线 框 架 内 端 电 极 ， 同 时 输 送 附 加 的 引 线 ， 在 那里 用 同 样 方 法 形 成 另 一 个 楔 压 键 合 点 。 这 种 引 线 键 合 工 艺 重 复进 行 ， 直 到 所 有 芯 片 压 点 都 被 键 合 到 它 们 相 应 的 引 线 框 架 内 端电 极 柱 上 。 传 统 装 配 超 声 键 合 超 声 键 合 以 超 声 能 和 压 力 作 为 构 成 引 线 和 压 点 间 锲 压 的 方式 为 基 础 。 它 能 在 相 同 和 不 同 的 金 属 间 形 成 键 合 ， 例 如 Al引 线/A1压 点 或 Au引 线 /Al压 点 。 通 过 在 毛 细 管 劈 刀 底 部 的 孔 （ 类 似热 压 键 合 ） 输 送 引 线 并 定 位 到 芯 片 压 点 上 方 。 细 管 针 尖 施 加 压力 并 快 速 机 械 振 动 摩 擦 ， 通 常 超 声 频 率 是 60kHZ以 形 成 冶 金 键合 。 在 这 种 技 术 中 不 加 热 基 座 。 一 旦 键 合 形 成 ， 工 具 移 动 到 引线 框 架 内 端 电 极 压 点 ， 形 成 键 合 ， 并 将 引 线 扯 断 。 这 种 过 程 重复 进 行 ， 直 到 所 有 芯 片 压 点 被 用 引 线 键 合 到 相 近 的 引 线 框 架 内端 电 极 。 传 统 装 配 传 统 装 配 热 超 声 球 键 合 热 超 声 球 键 合 是 一 种 结 合 超 声 振 动 、 热 和 压 力 形 成 键 合 的技 术 ， 被 称 为 球 键 合 。 基 座 维 持 在 约 150 的 温 度 。 热 超 声 球键 合 也 有 一 个 毛 细 管 劈 刀 ， 通 过 中 心 的 孔 竖 直 输 送 细 Au丝 。 伸出 的 细 丝 用 火 焰 或 电 容 放 电 火 花 加 热 ， 引 起 线 熔 化 并 在 针 尖 形成 一 个 球 。 在 键 合 过 程 中 ， 超 声 能 和 压 力 引 起 在 Au丝 球 和 A1压点 间 冶 金 键 合 的 形 成 。 球 键 合 完 成 后 ， 键 合 机 移 动 到 基 座 内 端电 极 压 点 并 形 成 热 压 的 楔 压 键 合 。 将 引 线 拉 断 ， 工 具 继 续 到 下一 个 芯 片 压 点 。 这 种 球 键 合 楔 压 键 合 顺 序 在 压 点 和 内 端 电 极压 点 间 的 引 线 连 接 尺 寸 有 极 佳 的 控 制 ， 这 对 更 薄 的 集 成 电 路 很重 要 。 传 统 装 配 传 统 装 配 塑 料 封 装 塑 料 封 装 使 用 环 氧 树 脂 聚 合 物 将 已 完 成 引 线 键 合 的 芯 片 和模 块 化 工 艺 的 引 线 框 架 完 全 包 封 。 塑 料 封 装 受 欢 迎 的 重 要 原 因是 管 脚 成 型 灵 活 ， 或 作 为 插 孔 式 管 脚 ， 或 作 为 表 面 贴 封 装 技 术（ SMT） 管 脚 。 插 孔 式 管 脚 穿 过 电 路 板 ， 而 SMT管 脚 粘 贴 到 板 的表 面 。 具 有 SMT管 脚 的 组 件 受 欢 迎 是 因 为 对 集 成 电 路 组 件 和 电路 板 都 有 高 密 度 封 装 （ 允 许 更 多 输 入 输 出 管 脚 数 ） 。 使 用 塑料 封 装 的 其 他 益 处 是 材 料 成 本 低 和 重 量 轻 。 一 旦 包 封 ， 从 集 成 电 路 管 壳 伸 出 的 仅 为 第 二 级 装 配 到 电 路板 上 必 需 的 管 脚 。 模 型 封 装 经 过 去 飞 边 步 骤 ， 即 从 管 壳 附 件 去除 多 余 的 材 料 。 典 型 的 去 飞 边 使 用 类 似 喷 沙 的 物 理 磨 耗 工 艺 。再 后 来 使 用 激 光 在 塑 料 封 面 上 打 印 制 造 和 产 品 信 息 。 传 统 封 装 塑 料 封 装 种 类 双 列 直 插 封 装 （ DIP） ， 有 两 列 插 孔 式 管 脚 向 下 弯 穿 过电 路 板 上 的 孔 。 单 列 直 插 封 装 （ SIP） ， DIP的 替 代 品 ， 用 以 减 小 集 成 电 路组 件 本 体 所 占 据 电 路 板 的 空 间 。 传 统 封 装 薄 小 型 封 装 （ TSOP） ， 广 泛 用 于 存 储 器 和 智 能 卡 。 它 所 具有 的 鸥 翼 型 表 面 贴 装 技 术 （ SMT） 的 管 脚 沿 两 边 粘 贴 在 电 路 板上 相 应 的 压 点 。 TSOP常 被 贴 在 双 列 存 储 器 模 块 （ DIMM） 上 ， 并用 做 插 入 计 算 机 主 板 的 存 储 器 卡 。 传 统 封 装 四 边 形 扁 平 封 装 （ QFP） 是 一 种 在 外 壳 四 边 都 有 高 密 度 分布 的 管 脚 （ 多 达 256或 者 更 多 ） 表 面 贴 装 组 件 。 具 有 J型 管 脚 的 塑 封 电 极 芯 片 载 体 （ PLCC） 如 果 不 需 要 过多 I/O数 这 种 封 装 被 采 用 以 替 代 QFP。 无 引 线 芯 片 载 体 （ LCC） 是 一 种 电 极 被 管 壳 周 围 边 缘 包 起来 以 保 持 低 剖 面 的 封 装 形 式 LCC或 者 插 入 插 槽 座 或 者 被 直 接 焊到 电 路 板 上 。传 统 封 装 陶 瓷 封 装 陶 瓷 封 装 被 用 于 集 成 电 路 封 装 ， 特 别 是 目 前 应 用 于 要 求 具有 气 密 性 好 、 高 可 靠 性 或 者 大 功 率 的 情 况 。 陶 瓷 封 装 有 两 种 主要 方 法 ： 耐 熔 （ 高 熔 点 ） 陶 瓷 ， 它 是 从 芯 片 装 配 和 封 装 分 别 加工 的 ； 具 有 较 低 封 装 成 本 的 陶 瓷 双 列 直 插 技 术 。 陶 瓷 封 装 最 常 用 的 管 脚 形 式 是 铜 管 脚 ， 它 组 成 针 栅 阵 列 管壳 。 这 是 为 电 路 板 装 配 的 插 孔 式 管 壳 。 芯 片 能 被 粘 贴 并 引 线 键合 到 陶 瓷 的 底 部 或 顶 部 ， 接 下 来 是 真 空 密 封 。 PGA被 用 于 高 性能 集 成 电 路 ， 像 高 频 和 具 有 高 达 600个 管 脚 的 快 速 微 处 理 器 。PGA管 壳 经 常 需 要 一 些 散 热 片 或 小 风 扇 排 出 管 壳 内 产 生 的 热 。 传 统 封 装 终 测 所 有 装 配 和 封 装 芯 片 都 要 进 行 最 终 电 测 试 以 确 保 集 成 电 路质 量 。 测 试 与 硅 片 分 类 时 所 做 的 功 能 测 试 相 同 、 集 成 电 路 芯 片处 理 器 要 在 自 动 测 试 设 备 （ ATE） 上 进 行 单 个 芯 片 测 试 。 集 成电 路 处 理 器 迅 速 将 每 个 集 成 电 路 插 入 测 试 仪 的 电 接 触 孔 。 小 而有 弹 性 的 针 ， 被 称 为 弹 簧 针 ， 使 管 壳 上 管 脚 实 现 电 接 触 以 便 进行 电 学 测 试 。 测 试 完 成 以 后 ， 集 成 电 路 处 理 器 将 集 成 电 路 移 回到 它 的 最 终 发 货 包 装 体 中 （ 例 如 ， 托 盘 、 卷 筒 或 套 管 ） 。 传 统 封 装 更 低 成 本 、 更 可 靠 、 更 快 及 更 高 密 度 的 电 路 是 集 成 电 路 封装 追 求 的 目 标 。 引 线 键 合 技 术 已 被 证 明 成 本 低 和 工 作 可 靠 。 在未 来 ， 封 装 目 标 将 通 过 增 加 芯 片 密 度 并 减 少 内 部 互 连 数 来 满 足具 有 更 少 互 连 的 封 装 与 减 少 潜 在 失 效 点 、 减 小 电 路 电 阻 、 缩 短电 路 长 度 及 减 少 内 电 极 电 容 。 缩 小 集 成 电 路 管 壳 以 适 应 最 终 用户 应 用 和 整 个 外 形 的 新 技 术 设 计 的 需 求 正 驱 使 减 小 尺 寸 （ 例 如智 能 卡 、 掌 上 电 脑 、 便 携 式 摄 像 机 等 ） 。 这 种 减 小 驱 使 对 增 加具 有 更 多 输 入 输 出 管 脚 的 封 装 的 需 求 。 增 加 I/O管 脚 的 最 大需 求 是 CMOS微 处 理 器 ， 而 存 储 器 I/O管 脚 数 的 需 求 将 保 持 相 对低 。 先 进 的 装 配 与 封 装 倒 装 芯 片 倒 装 芯 片 是 将 芯 片 的 有 源 面 （ 具 有 表 面 键 合 压 点 ） 面 向 基 座 的 粘贴 封 装 技 术 （ 即 相 对 引 线 键 合 方 法 ， 把 带 有 凸 点 的 芯 片 反 转 ， 将 有 源面 向 下 放 置 ） 。 这 是 目 前 从 芯 片 器 件 到 基 座 之 间 最 短 路 径 的 一 种 封 装设 计 ， 为 高 速 信 号 提 供 了 良 好 的 电 连 接 。 倒 装 芯 片 技 术 使 用 的 凸 点 通 常 由 5 Sn和 95 Pb组 成 的 锡 铅 焊 料 ， 来 互 连 基 座 和 芯 片 键 合压 点 。 最 常 用 的 焊 料 凸 点 工 艺 被 称 C4（ 可 调 整 芯 片 支 撑 的 工 艺 ，controlled collapse chip carrier） ， 由 IBM为 将 芯 片 粘 贴 到 陶 瓷基 座 而 开 发 。先 进 的 装 配 与 封 装 球 栅 阵 列 球 栅 阵 列 （ BGA） 由 陶 瓷 或 塑 料 的 基 座 构 成 ， 基 座 具 有 用于 连 接 基 座 与 电 路 板 的 共 晶 Sn/Pb焊 料 球 的 面 阵 列 。 使 用 倒 装芯 片 C4或 引 线 键 合 技 术 将 硅 芯 片 粘 附 到 基 座 的 顶 部 。 BGA是 为简 化 第 二 级 装 配 的 具 有 更 大 互 连 间 距 的 倒 装 芯 片 的 扩 展 。 像 用倒 装 芯 片 一 样 ， BGA在 小 外 型 的 表 面 贴 装 上 有 效 地 获 得 多 管 脚数 。 高 密 度 的 BGA封 装 具 有 多 达 2400个 管 脚 。先 进 的 装 配 与 封 装 板 上 芯 片 板 上 芯 片 （ COB） 工 艺 被 开 发 以 将 集 成 电 路 芯 片 直 接 固 定 到 具 有其 他 SMT（ 表 面 安 装 技 术 ） 和 PIH（ 通 孔 插 装 ） 组 件 的 基 座 上 ， 它 又被 称 为 直 接 芯 片 粘 贴 （ DCA） 。 使 用 标 准 粘 贴 工 艺 将 芯 片 用 环 氧 树 脂粘 贴 并 用 引 线 键 合 到 基 座 上 （ 经 常 是 印 刷 电 路 板 ） 。 在 硅 芯 片 周 围 没有 管 壳 ， 环 氧 树 脂 直 接 覆 盖 。 COB法 用 最 少 的 工 艺 和 设 备 的 变 化 ， 来减 少 传 统 的 SMT和 PIH封 装 尺 寸 。 在 尺 寸 和 成 本 为 主 的 领 域 中 ， 它 变 得日 益 流 行 ， 例 如 图 像 游 戏 卡 和 智 能 卡 。 先 进 的 装 配 与 封 装 多 芯 片 模 块 多 芯 片 模 块 （ MCM） 是 一 种 将 几 个 芯 片 固 定 在 同 一 基 座 上 的 封 装形 式 。 这 种 固 定 允 许 在 MCM基 座 材 料 上 更 高 的 硅 芯 片 密 度 。 MCM被 认 为是 硅 芯 模 块 表 面 积 占 基 座 表 面 积 的 30 以 上 。 最 常 用 的 MCM基 座 是 陶瓷 或 先 进 的 具 有 高 芯 片 密 度 的 印 刷 电 路 板 。 MCM封 装 设 计 通 过 在 减 小总 封 装 尺 寸 和 重 量 同 时 减 小 电 路 电 阻 和 寄 生 电 容 ， 增 强 电 性 能 。先 进 的 装 配 与 封 装 圆 片 级 封 装 目 前 为 止 ， 所 有 将 芯 片 上 压 点 和 基 座 上 标 准 压 点 连 接 的集 成 电 路 装 配 与 封 装 都 是 在 由 硅 片 上 分 离 出 来 的 芯 片 上 进 行的 。 这 种 工 艺 造 成 了 前 端 硅 片 制 造 工 艺 与 用 于 生 产 最 终 集 成电 路 的 后 端 装 配 和 封 装 间 的 自 然 分 离 。 为 了 增 加 生 产 效 率 同时 获 得 更 低 的 成 本 ， 在 20世 纪 90年 代 后 期 开 发 了 圆 片 级 封 装 。圆 片 级 封 装 是 第 一 级 互 连 和 在 划 片 前 硅 片 上 的 封 装 I/O端 的 形式 。 许 多 封 装 设 计 师 都 建 议 对 于 圆 片 级 封 装 要 使 用 倒 装 芯 片的 材 料 和 工 艺 技 术 。 先 进 的 装 配 与 封 装 如 果 整 个 装 配 和 封 装工 艺 在 硅 片 级 完 成 ， 那 么测 试 和 老 化 也 将 在 硅 片 上进 行 。 硅 片 级 封 装 的 老 化和 测 试 省 掉 了 对 测 试 插 管座 和 专 用 集 成 电 路 装 卸 程序 的 需 求 ， 目 前 它 们 用 单个 集 成 电 路 封 装 测 试 。 这将 显 著 改 善 效 率 并 节 省 费用 。 另 一 个 可 能 的 改 善 是省 掉 了 硅 片 探 测 ， 因 为 现在 最 终 功 能 测 试 是 在 硅 片级 封 装 上 进 行 的 。 先 进 的 装 配 与 封 装