芯片封裝詳細(xì)圖解（蒼松書屋）

1、Introduction of IC Assembly ProcessIC封裝工藝簡(jiǎn)介艾1沐風(fēng)書苑iIC Process FlowCustomer客 戶IC DesignIC設(shè)計(jì)Wafer Fab晶圓制造Wafer Probe晶圓測(cè)試Assembly& TestIC 封裝測(cè)試SMTIC組裝2沐風(fēng)書苑iIC Package （IC的封裝形式）Package-封裝體：指芯片（Die）和不同類型的框架（L/F）和塑封料（EMC）形成的不同外形的封裝體。IC Package種類很多，可以按以下標(biāo)準(zhǔn)分類： 按封裝材料劃分為： 金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝 按照和PCB板連接方式分為： PTH封裝和SMT

2、封裝 按照封裝外型可分為： SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；3沐風(fēng)書苑iIC Package （IC的封裝形式） 按封裝材料劃分為： 金屬封裝陶瓷封裝 塑料封裝金屬封裝主要用于軍工或航天技術(shù)，無商業(yè)化產(chǎn)品；陶瓷封裝優(yōu)于金屬封裝，也用于軍事產(chǎn)品，占少量商業(yè)化市場(chǎng)；塑料封裝用于消費(fèi)電子，因?yàn)槠涑杀镜?，工藝?jiǎn)單，可靠性高而占有絕大部分的市場(chǎng)份額；4沐風(fēng)書苑iIC Package （IC的封裝形式） 按與PCB板的連接方式劃分為： PTHSMTPTH-Pin Through Hole, 通孔式；SMT-Surface Mount Technology，表面貼裝式。目前市

3、面上大部分IC均采為SMT式的SMT5沐風(fēng)書苑iIC Package （IC的封裝形式） 按封裝外型可分為： SOT 、QFN 、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等； 決定封裝形式的兩個(gè)關(guān)鍵因素: 封裝效率。芯片面積/封裝面積，盡量接近1:1； 引腳數(shù)。引腳數(shù)越多，越高級(jí)，但是工藝難度也相應(yīng)增加； 其中，CSP由于采用了Flip Chip技術(shù)和裸片封裝，達(dá)到了 芯片面積/封裝面積=1:1，為目前最高級(jí)的技術(shù)；封裝形式和工藝逐步高級(jí)和復(fù)雜6沐風(fēng)書苑iIC Package （IC的封裝形式） QFNQuad Flat No-lead Package 四方無引腳扁平封裝 SOICSmal

4、l Outline IC 小外形IC封裝 TSSOPThin Small Shrink Outline Package 薄小外形封裝 QFPQuad Flat Package 四方引腳扁平式封裝 BGABall Grid Array Package 球柵陣列式封裝 CSPChip Scale Package 芯片尺寸級(jí)封裝 7沐風(fēng)書苑iIC Package Structure（IC結(jié)構(gòu)圖）TOP VIEWSIDE VIEWLead Frame 引線框架Gold Wire 金 線Die Pad 芯片焊盤Epoxy 銀漿Mold Compound 環(huán)氧樹脂8沐風(fēng)書苑iRaw Material in

5、 Assembly(封裝原材料)【W(wǎng)afer】晶圓9沐風(fēng)書苑iRaw Material in Assembly(封裝原材料)【Lead Frame】引線框架提供電路連接和Die的固定作用；主要材料為銅，會(huì)在上面進(jìn)行鍍銀、 NiPdAu等材料；L/F的制程有Etch和Stamp兩種；易氧化，存放于氮?dú)夤裰?，濕度?于40%RH;除了BGA和CSP外，其他Package都會(huì)采用Lead Frame， BGA采用的是Substrate；10沐風(fēng)書苑iRaw Material in Assembly(封裝原材料)【Gold Wire】焊接金線實(shí)現(xiàn)芯片和外部引線框架的電性和物 理連接；金線采用的是99.

6、99%的高純度金；同時(shí)，出于成本考慮，目前有采用銅 線和鋁線工藝的。優(yōu)點(diǎn)是成本降低， 同時(shí)工藝難度加大，良率降低；線徑?jīng)Q定可傳導(dǎo)的電流；0.8mil， 1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils；11沐風(fēng)書苑iRaw Material in Assembly(封裝原材料)【Mold Compound】塑封料/環(huán)氧樹脂主要成分為：環(huán)氧樹脂及各種添加劑（固化劑，改性劑，脫 模劑，染色劑，阻燃劑等）；主要功能為：在熔融狀態(tài)下將Die和Lead Frame包裹起來， 提供物理和電氣保護(hù)，防止外界干擾；存放條件：零下5保存，常溫下需回溫24小時(shí)；12沐風(fēng)書苑iRaw Material

7、in Assembly(封裝原材料)成分為環(huán)氧樹脂填充金屬粉末（Ag）；有三個(gè)作用：將Die固定在Die Pad上； 散熱作用，導(dǎo)電作用；-50以下存放，使用之前回溫24小時(shí)；【Epoxy】銀漿13沐風(fēng)書苑iTypical Assembly Process FlowFOL/前段EOL/中段Plating/電鍍EOL/后段Final Test/測(cè)試14沐風(fēng)書苑iFOL Front of Line前段工藝BackGrinding磨片WaferWafer Mount晶圓安裝Wafer Saw晶圓切割Wafer Wash晶圓清洗Die Attach芯片粘接Epoxy Cure銀漿固化Wire Bond

8、引線焊接2nd Optical第二道光檢3rd Optical第三道光檢EOL15沐風(fēng)書苑iFOL Back Grinding背面減薄Taping粘膠帶BackGrinding磨片De-Taping去膠帶將從晶圓廠出來的Wafer進(jìn)行背面研磨，來減薄晶圓達(dá)到 封裝需要的厚度（8mils10mils）；磨片時(shí)，需要在正面（Active Area）貼膠帶保護(hù)電路區(qū)域 同時(shí)研磨背面。研磨之后，去除膠帶，測(cè)量厚度；16沐風(fēng)書苑iFOL Wafer Saw晶圓切割Wafer Mount晶圓安裝Wafer Saw晶圓切割Wafer Wash清洗將晶圓粘貼在藍(lán)膜（Mylar）上，使得即使被切割開后，不會(huì)散落

9、；通過Saw Blade將整片Wafer切割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的Dice，方便后面的 Die Attach等工序；Wafer Wash主要清洗Saw時(shí)候產(chǎn)生的各種粉塵，清潔Wafer；17沐風(fēng)書苑iFOL Wafer Saw晶圓切割Wafer Saw MachineSaw Blade(切割刀片)：Life Time：9001500M；Spindlier Speed：3050K rpm：Feed Speed：3050/s;18沐風(fēng)書苑iFOL 2nd Optical Inspection二光檢查主要是針對(duì)Wafer Saw之后在顯微鏡下進(jìn)行Wafer的外觀檢查，是否有出現(xiàn)廢品。Chipping Die

10、 崩 邊19沐風(fēng)書苑iFOL Die Attach 芯片粘接Write Epoxy點(diǎn)銀漿Die Attach芯片粘接Epoxy Cure銀漿固化Epoxy Storage：零下50度存放；Epoxy Aging：使用之前回溫，除去氣泡；Epoxy Writing：點(diǎn)銀漿于L/F的Pad上，Pattern可選；20沐風(fēng)書苑iFOL Die Attach 芯片粘接芯片拾取過程：1、Ejector Pin從wafer下方的Mylar頂起芯片，使之便于 脫離藍(lán)膜；2、Collect/Pick up head從上方吸起芯片，完成從Wafer 到L/F的運(yùn)輸過程；3、Collect以一定的力將芯片Bond

11、在點(diǎn)有銀漿的L/F 的Pad上，具體位置可控；4、Bond Head Resolution： X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um；5、Bond Head Speed：1.3m/s；21沐風(fēng)書苑iFOL Die Attach 芯片粘接Epoxy Write：Coverage 75%;Die Attach：Placement99.95%的高純 度的錫（Tin），為目前普遍采用的技術(shù)，符合 Rohs的要求； Tin-Lead：鉛錫合金。Tin占85%，Lead占 15%，由于不符合Rohs，目前基本被淘汰；37沐風(fēng)書苑iEOL Post Annealing Bake（電鍍退火）目的：

12、讓無鉛電鍍后的產(chǎn)品在高溫下烘烤一段時(shí)間，目的在于 消除電鍍層潛在的晶須生長（Whisker Growth）的問題;條件： 150+/-5C; 2Hrs；晶須晶須，又叫Whisker，是指錫在長時(shí)間的潮濕環(huán)境和溫度變化環(huán)境下生長出的一種須狀晶體，可能導(dǎo)致產(chǎn)品引腳的短路。38沐風(fēng)書苑iEOL Trim&Form（切筋成型）Trim：將一條片的Lead Frame切割成單獨(dú)的Unit（IC）的過程；Form：對(duì)Trim后的IC產(chǎn)品進(jìn)行引腳成型，達(dá)到工藝需要求的形狀， 并放置進(jìn)Tube或者Tray盤中；39沐風(fēng)書苑iEOL Trim&Form（切筋成型）Cutting Tool&Forming PunchCutting DieStripper PadForming Die123440沐風(fēng)書苑iE