集成電路芯片封裝技術(shù) 第二章 封裝工藝流程

第二章封裝工藝流程前課回顧1.微電子封裝技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力有哪些方面？2.微電子封裝技術(shù)發(fā)展對(duì)封裝的要求體現(xiàn)在哪里？IC發(fā)展+電子整機(jī)發(fā)展+市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)=微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)

封裝工藝流程概述主要內(nèi)容

芯片切割

芯片貼裝

芯片互連

成型技術(shù)

去飛邊毛刺

上焊錫

切筋成型與打碼封裝工藝流程概述

芯片封裝始于IC晶圓完成之后，包括IC晶圓的粘片固化、互連、成型固化、切筋成形、引線電鍍、打碼等主要過程。封裝工藝流程IC芯片獲得通常需經(jīng)過兩個(gè)過程：IC制造和芯片封裝其中，IC制造屬于集成電路制造工藝領(lǐng)域，通常兩過程在不同的企業(yè)或地區(qū)進(jìn)行：分工協(xié)作國(guó)際化增強(qiáng)。芯片測(cè)試常在IC制造工藝線上進(jìn)行，并將有缺陷產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)記，以便芯片封裝階段自動(dòng)剔除不合格芯片。封裝工藝流程概述芯片封裝的流程又通常分兩個(gè)階段：1）封裝材料成型之前的工藝步驟稱為前段操作2）材料成型之后的工藝步驟稱為后段操作其中，前段操作所需的環(huán)境潔凈度要求高于后段操作，但隨著芯片的復(fù)雜化和微型化，整體操作環(huán)境要求均得到了提高。封裝流程分段封裝工藝流程—芯片切割當(dāng)前，晶圓片尺寸不斷加大，8英寸和12英寸晶圓使用越來越廣泛，為了保證硅圓片質(zhì)量，圓片厚度相應(yīng)增加，給芯片切割帶來了難度。封裝工藝流程—芯片切割以薄型小外形尺寸封裝（TSOP）為例，晶圓片電路層厚度為300um，晶圓片厚度為900um,電路層制作完成后，需要對(duì)硅片進(jìn)行背面減薄。問題：

一定厚度襯底材料的作用？常用的硅片減薄技術(shù)有哪幾種？硅片的劃片（芯片切割）的操作步驟？何謂”先劃片后減薄”技術(shù)和“減薄劃片”技術(shù)？封裝工藝流程—芯片貼裝芯片貼裝（DieMount）又稱芯片粘貼，是將IC芯片固定于封裝基板或引腳架承載座上的工藝過程。芯片應(yīng)貼裝到引腳架的中間焊盤上，焊盤尺寸要與芯片大小相匹配，大小不匹配會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？芯片貼裝方式主要有四種：共晶粘貼法、焊接粘貼法、導(dǎo)電膠粘貼法和玻璃膠粘貼法。封裝工藝流程—芯片貼裝方法粘結(jié)方式技術(shù)要點(diǎn)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)共晶粘貼法金屬共晶化合物：擴(kuò)散預(yù)型片和芯片背面鍍膜高溫工藝、CTE失配嚴(yán)重，芯片易開裂焊接粘結(jié)法錫鉛焊料合金反應(yīng)背面鍍金或鎳，焊盤淀積金屬層導(dǎo)熱好，工藝復(fù)雜，焊料易氧化導(dǎo)電膠粘結(jié)法環(huán)氧樹脂（填充銀）化學(xué)結(jié)合芯片不需預(yù)處理粘結(jié)后固化處理或熱壓結(jié)合熱穩(wěn)定性不好，吸潮形成空洞、開裂玻璃膠粘結(jié)法絕緣玻璃膠物理結(jié)合上膠加熱至玻璃熔融溫度成本低、去除有機(jī)成分和溶劑需完全實(shí)例：共晶芯片粘貼法封裝工藝流程—芯片互連芯片互連是指將芯片焊區(qū)與電子封裝外殼的I/O引線或基板上的金屬布線焊區(qū)相連接，實(shí)現(xiàn)芯片功能的制造技術(shù)。芯片互連的常見方法包括引線鍵合（又稱打線鍵合）技術(shù)（WB）、載帶自動(dòng)鍵合技術(shù)（TAB）和倒裝芯片鍵合技術(shù)（FCB）三種。其中，F(xiàn)CB又稱為C4—可控塌陷芯片互連技術(shù)。是微系統(tǒng)封裝的基礎(chǔ)技術(shù)和專有技術(shù)WB中，引線過長(zhǎng)引起短路，壓焊過重引起引線損傷、芯片斷裂，壓焊過輕或芯片表面膨脹會(huì)導(dǎo)致虛焊等。TAB和FCB中，芯片凸點(diǎn)高度不一致，點(diǎn)陣凸點(diǎn)與基板的應(yīng)力不匹配也會(huì)引起基板變形、焊點(diǎn)失效。封裝工藝流程—芯片互連即：將芯片與引線框架包裝起來。金屬封裝、塑料封裝、陶瓷封裝等；塑料封裝最常用方式，占90%的市場(chǎng)。塑料封裝的成型技術(shù)包括：轉(zhuǎn)移成型技術(shù)（主要方法）噴射成型技術(shù)預(yù)成型技術(shù)封裝材料成型技術(shù)封裝材料成型技術(shù)塑料等高分子聚合物是當(dāng)前使用較多的封裝成型材料，塑料材料通常分為熱固性聚合物和熱塑性聚合物兩種。熱固性和熱塑性聚合物的區(qū)別？

熱塑性聚合物：聚合物分子間以物理力聚合而成，加熱時(shí)可熔融，并能溶于適當(dāng)溶劑中。熱塑性聚合物受熱時(shí)可塑化，冷卻時(shí)則固化成型，并且可反復(fù)進(jìn)行。熱固性聚合物：低溫時(shí)聚合物是塑性或流動(dòng)的，當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，聚合物分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成剛性固體，并不能反復(fù)加熱使之塑性流動(dòng)，不可回收利用。當(dāng)前使用的封裝材料多為高分子聚合材料，以塑料封裝為例，成型技術(shù)主要包括以下幾種：[1]轉(zhuǎn)移成型技術(shù)（TransferMolding）熱固性塑料轉(zhuǎn)移成型工藝是將“熱流道注塑”和“壓力成型”組合工藝。傳統(tǒng)熱流道注塑成型中，熔體腔室中保持一定的溫度，在外加壓力作用下塑封料進(jìn)入芯片模具型腔內(nèi)，獲得一定形狀的芯片外形。封裝材料成型技術(shù)封裝材料轉(zhuǎn)移成型過程1、芯片及完成互連的框架置于模具中；2、將塑封料預(yù)加熱后放入轉(zhuǎn)移成型機(jī)轉(zhuǎn)移罐中；3、在一定溫度和轉(zhuǎn)移成型活塞壓力作用下，塑封料注射進(jìn)入澆道，通過澆口進(jìn)入模具型腔；4、塑封料在模具內(nèi)降溫固化，保壓后頂出模具進(jìn)一步固化。噴射成型工藝是將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側(cè)噴出，