《封裝工藝流程》課件

封裝工藝流程封裝工藝概述1集成電路封裝將裸芯片封裝成可使用的集成電路器件，保護芯片、提高可靠性、便于安裝和使用。2重要環(huán)節(jié)封裝工藝是集成電路制造中的重要環(huán)節(jié)，直接影響芯片的性能、可靠性和成本。3封裝技術隨著集成電路技術的發(fā)展，封裝技術也不斷發(fā)展，出現了各種新的封裝技術。封裝工藝發(fā)展歷程早期階段主要采用簡單的通孔封裝技術,如DIP和TO等.表面貼裝技術發(fā)展引入了表面貼裝封裝技術,例如SOIC和QFP等,提高了集成度和封裝密度.球柵陣列封裝BGA封裝技術的出現進一步提高了封裝密度,并促進了高性能芯片的發(fā)展.先進封裝技術近年來,出現了各種先進封裝技術,例如FC,WLCSP和SiP等,滿足了對更高集成度和更高性能的需求.集成電路封裝分類按照封裝材料分類：塑料封裝(Plastic)陶瓷封裝(Ceramic)金屬封裝(Metal)按照封裝結構分類：雙列直插式封裝(DIP)表面貼裝封裝(SMT)球柵陣列封裝(BGA)引線框架封裝(LeadFrame)晶圓級封裝(WLP)按照引腳數量分類：小型封裝(SmallOutline)中型封裝(MediumOutline)大型封裝(LargeOutline)芯片封裝工藝基本流程1晶圓制備2芯片切割3電極鍍覆4焊線5樹脂灌注晶圓制備1硅片清洗去除雜質，提高晶圓表面潔凈度。2晶圓切割將硅錠切割成特定尺寸的晶圓。3晶圓拋光使晶圓表面平整，光滑，減少缺陷。4晶圓刻蝕使用光刻技術，在晶圓表面刻蝕出電路圖案。芯片切割1切割工藝使用專用切割設備，將晶圓切割成獨立的芯片。2切割刀具采用金剛石切割刀，保證切割精度和效率。3切割尺寸根據芯片設計和封裝要求，確定切割尺寸和形狀。電極鍍覆電極鍍覆電極鍍覆是將金屬薄膜沉積在芯片上，以形成電路連接。電鍍工藝電鍍工藝使用電化學反應來沉積金屬，如金、銀或銅。鍍層厚度鍍層厚度取決于電路的特定要求，通常在幾微米到幾十微米之間。焊線1焊線機使用自動化焊線機，將金線或鋁線連接到芯片引腳和封裝基板上。2焊線材料金線和鋁線是常見的焊線材料，選擇取決于芯片類型和封裝工藝需求。3焊點質量焊點質量至關重要，確保良好的電氣連接，并防止芯片失效。樹脂灌注1封裝體填充樹脂，固化，保護芯片2灌封樹脂灌注，填充空隙，保護芯片3固化高溫固化，樹脂固化，保護芯片導線鍵合1超聲波鍵合利用超聲波振動，將鋁線與芯片或基板上的焊盤連接2熱壓鍵合通過高溫高壓，將金線或銅線與芯片或基板上的焊盤連接3焊接鍵合使用熔點較低的合金，將金線或銅線與芯片或基板上的焊盤連接基板切割1切割精度精確切割，確保尺寸一致性2切割效率快速切割，提高生產效率3切割質量無毛刺，無裂紋導線鍵合1芯片連接將芯片引腳與封裝基板上的焊盤連接，形成電氣通路。2材料選擇使用金線或鋁線，根據芯片要求選擇合適的材料。3工藝精度需要精密控制焊接溫度、壓力和時間，確保連接牢固可靠。樹脂灌注1封裝體保護防止芯片受到外部環(huán)境的影響，如溫度，濕度，沖擊等。2增強機械強度提高芯片的抗壓，抗彎強度。3電氣絕緣防止芯片內部短路，并提供更好的電氣性能。焊接加熱使用熱風槍或紅外線加熱器將焊料加熱到熔點。熔化焊料熔化后，會形成液態(tài)金屬，并與芯片引線和基板上的焊盤接觸。冷卻焊料冷卻后會凝固，形成牢固的連接，將芯片固定在基板上。檢測功能測試測試封裝好的芯片是否滿足預期的功能要求，例如：性能指標、穩(wěn)定性等。可靠性測試評估芯片在各種環(huán)境條件下（例如：溫度、濕度、振動）的可靠性，確保芯片能夠穩(wěn)定運行。電氣測試測量芯片的電氣參數，例如：電流、電壓、阻抗等，確保芯片符合設計規(guī)格。包裝入庫1檢驗檢查封裝后的芯片是否符合標準2標識貼上標簽，記錄芯片的型號、批次等信息3包裝將芯片包裝成不同的包裝形式，如盒裝、管裝4入庫將包裝好的芯片存入倉庫芯片材料選擇硅硅是當前最主要的芯片材料，擁有優(yōu)異的導電性能和低成本優(yōu)勢，廣泛應用于各種電子設備。鍺鍺在某些特定應用中具有優(yōu)勢，例如高頻電路和紅外探測器，但其成本較高，應用范圍相對較窄。砷化鎵砷化鎵等化合物半導體擁有更快的電子遷移率，在高速電子設備和光電器件領域展現出巨大潛力。芯片尺寸10nm尺寸5nm尺寸尺寸決定芯片的性能和成本。芯片布線設計連接路徑芯片內部元件之間的連接路徑設計，確保信號傳輸效率和可靠性。布局規(guī)劃合理規(guī)劃元件布局，避免信號干擾，并優(yōu)化芯片面積利用率。設計規(guī)則遵循芯片工藝流程和設計規(guī)范，確保芯片功能實現和性能指標。焊線材料金線金線是常用的焊線材料，具有良好的導電性、耐高溫性、抗氧化性等優(yōu)點，適用于高性能芯片封裝。鋁線鋁線價格更低廉，但導電性不如金線，適用于對性能要求較低的芯片封裝。銅線銅線擁有較好的導電性，但耐高溫性不如金線，適用于一些特殊用途的芯片封裝。焊線工藝1引線鍵合將芯片上的引線鍵合到封裝基板上2超聲波焊接使用超聲波振動將引線焊接到基板的焊盤上3熱壓焊利用熱量和壓力將引線熔化并與焊盤結合4激光焊接用激光熔化引線和焊盤，形成牢固的連接樹脂材料封裝材料樹脂是封裝材料中不可或缺的成分，用于填充芯片周圍的空隙，并提供機械和電氣保護。性能要求樹脂材料需要具備良好的絕緣性、耐熱性、耐化學性和機械強度，以確保芯片的正常運作和可靠性。主要類型常見的封裝樹脂材料包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰胺樹脂等，它們各自擁有不同的性能特點和應用范圍?；宀牧咸沾苫甯邿釋?、高絕緣強度，適合高功率、高頻應用。樹脂基板低成本、易加工，適合低功率、低頻應用。金屬基板優(yōu)異的導熱性和導電性，適合高密度封裝。基板設計尺寸和形狀基板的尺寸和形狀取決于芯片的尺寸和封裝類型。小型芯片可能使用小型基板，而大型芯片可能需要更大、更復雜的基板。層數和材料基板的層數和材料取決于芯片的引腳數和性能要求。高性能芯片可能需要多層基板，以確保信號完整性和降低電磁干擾。布線和走線基板的設計需要考慮芯片的引腳布局、電路連接和信號完整性。布線和走線需要確保信號的可靠傳輸和最低的信號延遲?；寮庸?鉆孔根據設計要求，在基板上鉆孔，用于放置元器件和連接電路。2電鍍在基板表面進行電鍍，形成導電層，連接元器件和電路。3蝕刻用化學物質蝕刻掉不需要的金屬，形成電路圖。4表面處理對基板表面進行處理，增強耐用性，提高焊接可靠性。焊接工藝1焊接質量保證焊點強度2焊接溫度根據焊料類型選擇合適的溫度3焊接時間控制焊接時間以防止過度加熱包裝工藝封裝測試對封裝后的芯片進行測試，確保其性能符合要求。標記和貼標簽在芯片上貼上標簽，以便識別和追蹤。包裝和運輸將芯片包裝在合適的容器中，并運輸到客戶手中。質量控制嚴格控制生產過程中的每個環(huán)節(jié)，確保產品質量。對封裝后的芯片進行全面的測試，確保性能可靠。完善的質量管理體系，持續(xù)改進，提升產品品質。封裝工藝發(fā)展趨勢三維封裝三維封裝技術通過堆疊芯片和互連，提高集成度，減少尺寸。扇出型晶圓級封裝扇出型封裝技術采用先進工藝，實現高密度互連，提升性能。先進封裝技術先進封裝技術不斷突破，例如嵌