IC封装工艺简介(PPT 45页)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Company Logo,*,Logo,Logo,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Introduction ofIC Assembly Process,IC,封装工艺简,介,介,Introducti,一、概念,半导体芯片,封,封装是指利,用,用膜技术及,细,细微加工技,术,术，将芯片,及,及其他要素,在,在框架或基,板,板上布局、,粘,粘贴固定及,连,连接，引出,接,接线端子并,通,通过可塑性,绝,绝缘介质灌,封,封固定，构,成,成整体立体,结,结构的工艺,。,。此概念为,狭,狭义的封装,定,定义。更广,义,义的封装是,指,指封装工程,半导体封装,的,的目的及作,用,用,第一，保护,：,：半导体芯,片,片的生产车,间,间都有非常,严,严格的生产,条,条件控制，,恒,恒定的温度,（,（,230,3,）、恒定的,湿,湿度（,50,10%,）、严格的,空,空气尘埃颗,粒,粒度控制（,一,一般介于,1K,到,10K,）及严格的,静,静电保护措,施,施，裸露的,装,装芯片只有,在,在这种严格,的,的环境控制,下,下才不会失,效,效。但是，,我,我们所生活,的,的周围环境,完,完全不可能,具,具备这种条,件,件，低温可,能,能会有,-40,、高温可能,会,会有,60,、湿度可能,达,达到,100%,，如果是汽,车,车产品，其,工,工作温度可,能,能高达,120,以上，为了,要,要保护芯片,，,，所以我们,需,需要封装。,第二，支撑,：,：支撑有两,个,个作用，一,是,是支撑芯片,，,，将芯片固,定,定好便于电,路,路的连接，,二,二是封装完,成,成以后，形,成,成一定的外,形,形以支撑整,个,个器件、使,得,得整个器件,不,不易损坏。,半导体封装,的,的目的及作,用,用,第三，连接,：,：连接的作,用,用是将芯片,的,的电极和外,界,界的电路连,通,通。引脚用,于,于和外界电,路,路连通，金,线,线则将引脚,和,和芯片的电,路,路连接起来,。,。载片台用,于,于承载芯片,，,，环氧树脂,粘,粘合剂用于,将,将芯片粘贴,在,在载片台上,，,，引脚用于,支,支撑整个器,件,件，而塑封,体,第四，可靠性：任何封装都需要形成一定的可靠性，这是整个封装工艺中最重要的衡量指标。原始的芯片离开特定的生存环境后就会损毁，需要封装。芯片的工作寿命，主要决于对封装材料和封装工艺的选择。,IC ProcessFlow,Customer,客 户,IC Design,IC,设计,WaferFab,晶圆制造,WaferProbe,晶圆测试,Assembly&Test,IC,封装测试,SMT,IC,组,装,装,ICPackage,（,IC,的,封,封,装,装,形,形,式,式,）,）,P,ackage-,封,装,装,体,体,：,：,指,芯,芯,片,片,（,（,Die,）,和,和,不,不,同,同,类,类,型,型,的,的,框,框,架,架,（,（,L/F,）,和,和,塑,塑,封,封,料,料,（,（,EMC,）,形,形,成,成,的,的,不,不,同,同,外,外,形,形,的,的,封,封,装,装,体,体,。,。,ICP,a,ckage,种,类,类,很,很,多,多,，,，,可,可,以,以,按,按,以,以,下,下,按封装材料划分为：,金属封装、陶瓷封装、塑料封装,按照和,PCB,板连接方式分为：,PTH,封装和,SMT,封装,按照封装外型可分为：,SOT,、,SOIC,、,TSSOP,、,QFN,、,QFP,、,BGA,、,CSP,等；,ICPackage,（,IC,的,封,封,装,装,形,形,式,式,）,）,按,封,封,装,装,材,材,料,料,划,划,分,分,为,为,：,：,金,属,属,封,封,装,装,陶,瓷,瓷,封,封,装,装,塑,料,料,封,封,装,装,金,属,属,封,封,装,装,主,主,要,要,用,用,于,于,军,军,工,工,或,或,航,航,天,天,技,技,术,术,，,，,无,无,商,商,业,业,化,化,产,产,品,品,；,；,陶,瓷,瓷,封,封,装,装,优,优,于,于,金,金,属,属,封,封,装,装,，,，,也,也,用,用,于,于,军,军,事,事,产,产,品,品,，,，,占,占,少,少,量,量,商,商,业,业,化,化,市,市,场,场,；,；,塑,料,料,封,封,装,装,用,用,于,于,消,消,费,费,电,电,子,子,，,，,因,因,为,为,其,其,成,成,本,本,低,低,，,，,工,工,艺,艺,简,简,单,单,，,，,可,可,靠,靠,性,性,高,高,而,而,占,占,有,有,绝,绝,大,大,部,部,分,分,的,的,市,市,场,场,份,份,额,额,；,；,ICPackage,（,IC,的,封,封,装,装,形,形,式,式,）,）,按,与,与,PCB,板,的,的,连,连,接,接,方,方,式,式,划,划,分,分,为,为,：,：,PTH,SMT,PTH-,P,inThroughHole,通,孔,孔,式,式,；,；,SMT-SurfaceMountTechnology,，,表,表,面,面,贴,贴,装,装,式,式,。,。,目,前,前,市,市,面,面,上,上,大,大,部,部,分,分,IC,均,采,采,为,为,SMT,式,的,的,SMT,ICPackage,（,IC,的,封,封,装,装,形,形,式,式,）,）,按,封,封,装,装,外,外,型,型,可,可,分,分,为,为,：,：,SOT,、,QFN,、,SOIC,、,TSSOP,、,QFP,、,BGA,、,CSP,等,；,；,决,定,定,封,封,装,装,形,形,式,式,的,的,两,两,个,个,关,关,键,键,因,因,素,素,:,封,引脚数。引脚数越多，越高级，但是工艺难度也相应增加；,其中，,CSP,由于采用了,Flip Chip,技术和裸片封装，达到了 芯片面积,/,封装面积,=1:1,，为目前最高级的技术；,封,装,装,形,形,式,式,和,和,工,工,艺,艺,逐,逐,步,步,高,高,级,级,和,和,复,复,杂,杂,ICPackage,（,IC,的,封,封,装,装,形,形,式,式,）,）,QFN,Q,u,adFlatNo-leadPackage,四,方,方,无,无,引,引,SOICSmall Outline IC,小外形,IC,封装,TSSOPThin Small Shrink Outline Package,薄小外形封装,QFPQuad Flat Package,四方引脚扁平式封装,BGABall Grid Array Package,球栅阵列式封装,CSPChip Scale Package,芯片尺寸级封装,ICPackageStructure,（,IC,结,构,构,图,图,）,）,TOPVIEW,SIDE,LeadFrame,引,线,线,框,框,架,架,GoldWir,e,金,线,线,DiePad,芯,片,片,焊,焊,盘,盘,Epoxy,银,浆,浆,MoldCompound,塑,封,封,料,料,RawMaterialinAssembly(,封,装,装,原,原,材,材,料,料,),【Wafer,】,】,晶,圆,圆,晶,圆,圆,是,是,指,指,硅,硅,半,半,导,导,体,体,集,集,成,成,电,电,路,路,制,制,作,作,所,所,用,用,的,的,硅,硅,晶,晶,片,片,，,，,由,由,于,于,其,其,形,形,状,状,为,为,圆,圆,形,形,，,，,故,故,称,称,为,为,晶,晶,圆,圆,；,；,在,在,硅,硅,晶,晶,片,片,上,上,可,可,加,加,工,工,制,制,作,作,成,成,各,各,种,种,电,电,路,路,元,元,件,件,结,结,构,构,，,，,而,而,成,成,为,为,有,有,特,特,定,定,电,电,性,性,功,功,能,能,之,之,IC,产,品,品,。,。,RawMaterialinAssembly(,封,装,装,原,原,材,材,料,料,),【LeadFrame,】,】,引,线,线,框,框,架,架,提,供,供,电,电,路,路,连,连,接,接,和,和,Die,的,固,固,定,定,作,作,用,用,；,；,主,要,要,材,材,料,料,为,为,铜,铜,，,，,会,会,在,在,上,上,面,面,进,进,行,行,镀,镀,银,银,、,、,N,i,PdAu,等,材,材,料,料,；,；,L/F,的制程,有,有,Etch,和,Stamp,两种；,易氧化,，,，存放,于,于氮气,柜,柜中，,湿,湿度小,于,于,40%RH;,除了,BGA,和,CSP,外，其,他,他,Package,都会采,用,用,Lead Frame,，,BGA,采用的,是,是,Substrate,；,RawMaterialinAssembly(,封装原,材,材料,),【GoldWire】,焊接金,线,线,实现芯,片,金线采用的是,99.99%,的高纯度金；,同时，出于成本考虑，目前有采用铜 线和铝线工艺的。优点是成本降低，同时工艺难度加大，良率降低；,线径决定可传导的电流；,0.8mil,，,1.0mil,，,1.3mils,，,1.5mils,和,2.0mils,；,RawMaterialinAssembly(,封装,原,原材,料,料,),【MoldCompound,】,】,塑封,料,料,/,环氧,树,树脂,主要,成,成分,为,为：,环,环氧,树,树脂,及,及各,种,种添,加,加剂,（,（固,化,化剂,，,，改,性,性剂,，,，脱,模,模剂,，,，染,色,色剂,，,，阻,燃,燃剂,等,等）,；,；,主要,功,功能,为,为：,在,在熔,融,融状,态,态下,将,将,Die,和,LeadFrame,包裹,起,起来,，,，,提,提,供,供物,理,理和,电,电气,保,保护,，,，防,止,止外,界,界干,扰,扰；,存放,条,条件,：,：零,下,下,5,保存,，,，常,温,温下,需,需回,温,温,24,小时,；,；,RawMaterialinAssembly(,封装,原,原材,料,料,),成分,为,为环,氧,氧树,脂,脂填,充,充金,属,属粉,末,末（,Ag,）；,有三,个,个作,用,用：,将,将,Die,固定,在,在,DiePad,上；,散,散,热,热作,用,用，,导,导电,作,作用,；,；,-50,以下,存,存放,，,，使,用,用之,前,前回,温,温,24,小时,；,【Epoxy,】,】,TypicalAssemblyProcessFlow,FOL/,前段,EOL/,中段,Plating/,电镀,EOL/,后段,FinalTest/,测试,FOLFrontofLine,前段,工,工艺,Back,Grinding,磨片,Wafer,晶圆,WaferMount,晶圆,安,安装,WaferSaw,晶圆,切,切割,WaferWash,晶圆,清,清洗,DieAttach,芯片,粘,粘接,EpoxyCure,银浆,固,固化,WireBond,引线,焊,焊接,2ndOptical,第二,道,道光,检,检,3rdOptical,第三,道,道光,检,检,EOL,FOLBackGrinding,磨片,Taping,粘胶,带,带,Back,Grinding,磨片,De-Taping,去胶,带,带,将从,晶,晶圆,厂,厂出,来,来的,Wafer,晶圆,进,进行,背,背面,研,研磨,，,，来,减,减薄,晶,晶圆,达,达,到,到,封,封装,需,需要,的,的厚,度,度（,8mils10mils,）；,磨片,时,时，,需,需要,在,在正,面,面（,ActiveArea,）贴,胶,胶带,保,保护,电,电路,区,区域,同,同时,研,研磨,背,背面,。,。研,磨,磨之,后,后，,去,去除,胶,胶带,，,，测,量,量厚,度,度；,FOLWaferSaw,晶圆,切,切割,WaferMount,晶圆,安,安装,WaferSaw,晶圆,切,切割,WaferWash,清洗,将晶,圆,圆粘,贴,贴