半导体封装制程简介
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半导体制造流程及生产工艺流程半导体是一种电子材料,具有可变电阻和电子传导性的特性,是现代电子器件的基础。
半导体的制造流程分为两个主要阶段:前端工艺(制造芯片)和后端工艺(封装)。
前端工艺负责在硅片上制造原始的电子元件,而后端工艺则将芯片封装为最终的电子器件。
下面是半导体制造流程及封装的主要工艺流程:前端工艺(制造芯片):1.晶片设计:半导体芯片的设计人员根据特定应用的需求,在计算机辅助设计(CAD)软件中进行晶片设计,包括电路结构、布局和路线规划。
2.掩膜制作:根据芯片设计,使用光刻技术将电路结构图转化为光刻掩膜。
掩膜通过特殊化学处理制作成玻璃或石英板。
3.芯片切割:将晶圆切割成单个的芯片,通常使用钻孔机或锯片切割。
4.清洗和化学机械抛光(CMP):芯片表面进行化学清洗,以去除表面杂质和污染物。
然后使用CMP技术平整芯片表面,以消除切割痕迹。
5.纳米技术:在芯片表面制造纳米结构,如纳米线或纳米点。
6.沉积:通过化学气相沉积或物理气相沉积,将不同材料层沉积在芯片表面,如金属、绝缘体或半导体层。
7.重复沉积和刻蚀:通过多次沉积和刻蚀的循环,制造多层电路元件。
8.清洗和干燥:在制造过程的各个阶段,对芯片进行清洗和干燥处理,以去除残留的化学物质。
9.磊晶:通过化学气相沉积,制造晶圆上的单晶层,通常为外延层。
10.接触制作:通过光刻和金属沉积技术,在芯片表面创建电阻或连接电路。
11.温度处理:在高温下对芯片进行退火和焙烧,以改善电子器件的性能。
12.筛选和测试:对芯片进行电学和物理测试,以确认是否符合规格。
后端工艺(封装):1.芯片粘接:将芯片粘接在支架上,通常使用导电粘合剂。
2.导线焊接:使用焊锡或焊金线将芯片上的引脚和触点连接到封装支架上的焊盘。
3.封装材料:将芯片用封装材料进行保护和隔离。
常见的封装材料有塑料、陶瓷和金属。
4.引脚连接:在封装中添加引脚,以便在电子设备中连接芯片。
5.印刷和测量:在封装上印刷标识和芯片参数,然后测量并确认封装后的器件性能。
半导体封装制程及其设备介绍一、概述半导体芯片是一种微型电子器件,半导体封装制程是将芯片进行外层包装,从而保护芯片、方便焊接、测试等工作的过程。
比较常见的半导体封装方式有芯片贴装式、铅框式、无铅框式等。
本文将从半导体封装的制程入手,为大家介绍半导体封装制程及其设备。
二、半导体封装制程1. 粘结半导体封装的第一步是将芯片粘结到支撑贴片(Leadframe)上面。
支撑贴片是一种晶粒尺寸相对较大、但还不到电路板级别的导体片。
常用的粘接剂有黄胶、银胶等,其使用在制程时会加热到一定温度,使其能够黏合贴片和芯片。
2. 线缆连接芯片被粘接到支撑贴片上方后,需要进行内部连线。
通常使用铜线作为内部连线,常用的连线方式有金线焊接和铜线焊接。
它们的区别很大程度上取决于封装要求和芯片使用情况。
3. 包封装在连线之后,开始进行半导体封装的最后一步–包封装。
包封装是将芯片包封闭在一起,以进一步保护它。
常用的封装方式有QFP、BGA、SOIC、CHIP 贴片等。
三、半导体封装设备介绍1. 芯片粘结设备芯片粘结设备是半导体封装的第一步。
常用的芯片粘结设备包括黄胶粘合机、银胶粘合机、重合机等。
不同类型的设备适用于不同封装要求的芯片。
2. 线缆连接设备目前,铜线焊接机处于主流位置。
与金线焊接机相比,铜线焊接机具有成本更低、可靠度更高的优点。
因此,其能够更好地满足不同类型的芯片封装要求。
3. 包封装设备包封装设备是半导体封装的重要步骤。
常用的设备有 QFP 封装机、CHIP 贴片封装机等。
它们能够满足不同类型的封装要求,使芯片更加可靠。
四、半导体封装制程及其设备涉及到了许多知识点。
本文从制程和设备两个角度,为大家介绍了半导体封装制程及其设备。
不同的封装方式和设备对于产品的品质、成本以及生产效率都有很大的影响。
因此,在选择半导体封装制程和设备时,需要根据实际情况进行选择,以确保产品达到最佳性能和质量要求。
半导体封装流程半导体集成电路封装起着安装、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。
另一方面,它通过芯片上的触点连接到封装外壳的引脚,这些引脚通过印刷电路板上的导线与其他器件连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。
同时,芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀导致电气性能下降。
本篇【科准测控】小编主要介绍一下半导体集成电路封装工艺的流程有哪些,一起往下看吧!封装工序一般可以分成两个部分:包封前的工艺称为装配(Assembly)或称前道工序(Front End Operation),在成型之后的工艺步骤称为后道工序(Back End Operation)。
在前道工序中,净化级别控制在100~1000级。
在有些生产企业中,成型工序也在净化控制的环境下进行。
典型的封装工艺流程如图2-1所示。
磨片:磨片之前,在硅片表面贴一层保护膜以防止磨片过程中硅片表面电路受损。
磨片就是对硅片背面进行减薄,使其变薄变轻,以满足封装工艺要求。
磨片后进行卸膜,把硅片表面的保护膜去除。
划片(Dicing):在划片之前进行贴膜,就是要用保护膜和金属引线架将硅片固定。
再将硅片切成单个的芯片,并对其检测,只有切割完经过检测合格的芯片可用。
装片(Die Attaching):将切割好的芯片从划片膜上取下,将其放到引线架或封装衬底(或基座)条带上。
键合(Wire Bonding):用金线将芯片上的引线孔和引线架衬垫上的引脚连接,使芯片能与外部电路连接。
塑封(Molding):保护器件免受外力损坏,同时加强器件的物理特性,便于使用。
然后对塑封材料进行固化(Curing),使其有足够的硬度与强度经过整个封装过程。
电镀(Plating):使用Pb和Sn作为电镀材料进行电镀,目的是防止引线架生锈或受到其他污染。
然后根据客户需要,使用不同的材料在封装器件表面进行打印(Marking),用于识别。
切筋/打弯(Trimming/Forming):去除引脚根部多余的塑膜和引脚连接边,再将引脚打弯成所需要的形状。
半导体封装流程完整1.前期准备在半导体封装工艺开始之前,需要进行一系列的前期准备工作。
首先,需要制作封装所需的基板,如陶瓷基板或有机基板。
同时,还需要准备封装所需的材料,如导线、金属线、导热胶等。
此外,还需要准备一些工具和设备,如焊接机、裁切机、自动枪等。
2.芯片粘贴在封装流程的第一步,需要将芯片粘贴到基板上。
通常,芯片是通过焊接或粘合的方式固定到基板上。
这一步需要非常仔细和准确,确保芯片的正确定位,以保证后续工艺的顺利进行。
3.电连接芯片粘贴完成后,需要进行电连接的步骤。
这一步是将芯片和基板上的引脚通过金属导线互相连接起来。
一般而言,使用导线焊接或者球焊接的方式进行电连接。
同时,为了保证连接的质量和可靠性,还需要进行涂覆保护层,防止金属导线氧化和受到机械损坏。
4.导热为了防止芯片在工作过程中过热,需要进行导热的处理。
这一步是为芯片安装散热材料,如导热胶。
导热胶可以提高芯片的散热效果,保证芯片在高负载工作下的稳定性。
5.封装固化完成导热处理后,需要对封装进行固化。
这一步是为了保护芯片和连接导线,防止封装在使用过程中受到外界环境的影响。
固化一般使用高温烘烤或者紫外线处理的方式进行。
6.封装测试封装固化完成后,需要对封装进行测试。
这一步是为了确保封装后的器件可以正常工作。
测试包括外观检查、电性能测试、可靠性测试等。
通过测试,可以排除制造过程中的缺陷,保证封装产品的质量和性能。
7.成品包装总结半导体封装是将芯片封装成功能器件的关键过程。
它涉及到多个步骤,包括芯片粘贴、电连接、导热、封装固化、测试和成品包装。
每一步都需要严格控制和操作,以保证封装产品的质量和性能。
只有在完整的半导体封装流程下,才能生产出高可靠性、高性能的封装产品。
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿一、引言二、半导体封装制程的整体流程1.设计和制备芯片:在封装过程开始之前,需要进行半导体芯片的设计和制备。
这包括设计电路、选择材料、制造芯片等步骤。
2.选型和设计封装方案:根据芯片功能和其他要求,选择合适的封装方案。
封装方案的选择包括外形尺寸、引脚数量和布局、散热设计等。
3.制备基板:选择合适的基板材料,并进行加工和制备。
基板的制备是封装制程中的核心环节之一,目的是为芯片提供支撑和连接。
4.芯片连接:将芯片连接到基板上,通常使用焊接技术或金线键合技术。
焊接是将芯片的引脚与基板的焊盘连接起来,金线键合则是用金线将芯片与基板进行连接。
5.包封:将芯片和连接线封装进封装材料中,形成最终的封装产品。
常见的封装材料有环氧树脂和塑料,也有针对特殊应用的金属封装。
6.测试和质量检验:对封装后的产品进行测试和质量检验,确保其符合设计要求和标准。
测试主要包括电性能测试、可靠性测试和环境适应性测试等。
7.封装后处理:包括喷涂标识、气密性测试、老化测试等。
这些步骤都是为了保证封装产品的质量和性能稳定。
三、半导体封装制程的关键步骤及设备介绍1.基板制备基板制备是封装制程中的核心步骤,主要包括以下设备:(1)切割机:用于将硅片切割成芯片,常见的切割机有钻石切割机和线切割机。
(2)干法清洗机:用于清洗芯片表面的杂质。
清洗机主要有氧气等离子体清洗机和干气流清洗机等。
(3)晶圆胶切割机:用于将芯片粘贴在基板上。
2.连接技术连接技术是将芯片与基板连接起来的关键步骤,常见的设备有:(1)焊接机:用于焊接芯片和基板之间的引脚和焊盘。
常见的焊接机有波峰焊机和回流焊机。
(2)金线键合机:用于将芯片与基板之间进行金线键合连接。
常见的金线键合机有球焊键合机和激光键合机等。
3.封装工艺封装工艺是将芯片和连接线封装进封装材料中的步骤,主要设备有:(1)半导体封装设备:用于将封装材料和连接线封装成最终产品。
(Die Saw)
晶片切割之目的乃是要將前製程加工完成的晶圓上一顆顆之芯片(Die)切割分離。
首先要在晶圓背面貼上蓝膜(blue tape)並置於鋼
製的圆环上,此一動作叫晶圓粘片(wafer mount),如圖一,而後再
送至晶片切割機上進行切割。
切割完後,一顆顆之芯片井然有序的排
列在膠帶上,如圖二、三,同時由於框架之支撐可避免蓝膜皺摺而使
芯片互相碰撞,而圆环撐住膠帶以便於搬運。
圖一
圖二
(Die Bond)
粘晶(装片)的目的乃是將一顆顆分離的芯片放置在导线框架(lead frame)上並用銀浆(epoxy )粘着固定。
引线框架是提供芯片一個粘着的位置+
(芯片座die pad),並預設有可延伸IC芯片電路的延伸腳(分為內
引腳及外引腳inner lead/outer lead)一個引线框架上依不同的設計可以有
數個芯片座,這數個芯片座通常排成一列,亦有成矩陣式的多列排法。
引线框架經傳輸至定位後,首先要在芯片座預定粘着芯片的位置上点
上銀浆(此一動作稱為点浆),然後移至下一位置將芯片置放其上。
而經過切割的晶圓上的芯片則由焊臂一顆一顆地置放在已点浆的晶
粒座上。
装片完後的引线框架再由传输设备送至料盒(magazine)。
装片后的成品如圖所示。
引线框架装片成品
胶的烧结
烧结的目的是让芯片与引线框晶粒座很好的结合固定,胶可分为银浆(导电胶)和绝缘胶两种,根据不同芯片的性能要求使用不同的胶,通常导电胶在200度烤箱烘烤两小时;绝缘胶在150度烤箱烘烤两个半小时。
(Wire Bond)
焊线的目的是將芯片上的焊点以极细的金或铜线(18~50um)連接到引线框架上的內引腳,藉而將IC芯片的電路訊號傳輸到外界。
當
引线框架从料盒內傳送至定位后,应用電子影像处理技術來確定芯片
上各個焊点以及每一焊点所相對應的內引腳上的焊點的位置,然後
做銲線的動作。
銲線時,以芯片上的焊点为第一銲點,內接腳上的
焊点為第二銲點。
首先將金線的尾线燒結成小球,而後將小球压銲
在第一銲點上(此稱為第一銲,first bond)。
接著依設計好的路徑
拉金線,最後將金線壓銲在第二銲點上(此稱為第二銲,second
bond),同時並拉斷第二銲點与劈刀間之金線,而完成一條金線的
銲線動作(見圖一)。
接著便又結成小球開始下一條金線的銲線動
作。
銲線完成後的芯片与引线框架則如圖所示。
圖二為30µØ的金線与头发的比較。
可看得更仔細喔..........
圖一成品
第一銲點圖二
第二銲點
(Mold)
包封之目的有以下數點:
1、防止濕氣等由外部侵入。
2、以機械方式支持導線。
3、有效地將內部產生之熱排出於外部。
4、提供能夠手持之形體。
封膠之過程比較單純,首先將銲線完成之導線架置放於
框架上並先行預熱,再將框架置於壓模機(mold press)上的封裝模上,此時預熱好的樹脂亦準備好投入封裝模上之樹脂進料口。
啟動機器後,壓模機壓下,封閉上下模再將半溶化後之樹脂擠入模中,待樹脂充填硬化後,開模取出成品。
封膠完成後的成品,可以看到在每一條導線架上之每一顆芯片包覆著堅固之外殼,並伸出外引腳互相串聯在一起(如圖所示)。
成品
(Mark)
印字的目的,在註明商品之規格及製造者。
良好的印字令人有高尚產品之感覺。
因此在IC封裝過程中亦是相當重要的,往往會
有因為印字不清晰或字跡斷裂而遭致退貨重新印字的情形。
印字的方式有下列幾種:
1、印式:直接像印章一樣印字在膠體上。
2、轉印式(pad print):使用轉印頭,從字模上沾印再印字在膠體上。
3、雷射刻印方式(laser mark):使用雷射直接在膠體上刻印。
為了要使印字清晰且不易脫落,IC膠體的清潔、印料的選用及印字的方式,就相當的重要。
而在印字的過程中,自動化的
印字機有一定的程序來完成每項工作以確保印字的牢靠。
印字後
之成品如圖所示。
成品
(Trim/Form)
封膠完後之導線架需先將導線架上多餘之殘膠去除(deflash),並且經過電鍍(plating)以增加外引腳之導電性
及抗氧化性,而後再進行剪切成型。
剪切之目的,乃是要將
整條導線架上已封裝好之芯片,每個獨立分開。
同時,亦要
把不需要的連接用材料及部份凸出之樹脂切除(dejunk)。
剪切完成時之每個獨立封膠芯片之模樣,是一塊堅固的樹脂
硬殼並由側面伸出許多支外引腳。
而成型的目的,則是將這些外引腳壓成各種預先設計好之形狀,以便於爾後裝置在電路板上使用,由於定位及動作的連器續性,剪切及成型通常在一部機器上,或分成兩部機(trim / dejunk , form / singular)上連續完成。
成型後的每一顆IC便送入塑膠管(tube)或承載盤(tray)以方便輸送。
照片所示乃剪切成型後之成品。
成品。