集成电路封装工艺流程共124页

根据材料性能，膜材料分四类 根据材料性能，膜材料分四类：
1.导体膜：主要用于形成电路图形，为电阻电容， 半导体元件和半导体芯片等部件提供电极电学连接 2.电阻膜：形成电路中的电阻， 电阻率：100-2000µΩ.cm 方块阻值：10-1000Ω/□ 3.介质膜：形成电容膜和实现绝缘和表面钝化 4.功能膜：特殊功能膜
打线键合技术
超声波键合： － 振幅20－ 超声波键合：20－60kHz,振幅 －200µm超声波 振幅 超声波
铝线和金线是常见材料 优点：温度低，键合尺寸小， 优点：温度低，键合尺寸小，适合键合点间 距小，密度高的芯片连接 距小， 缺点： 缺点：必须沿金属线回绕方向排列
热压键合：预热300－ 度 电子点火， 热压键合：预热 －400度，电子点火，
去飞边毛刺
塑料封装中，塑料树脂溢出、贴带毛边，引 线毛刺等统称为飞边毛刺 毛刺的厚度薄于10µm,对后面工序有影响
去飞边毛刺的工艺：介质去飞边毛刺
溶剂去飞边毛刺 水去飞边毛刺
上锡焊
该工序是在框架外引脚上做保护性镀层，以 加可焊性
方法：电镀
浸锡 电镀：清洗-电镀槽电镀-冲洗-吹干-烘干 浸锡：清洗-浸助焊剂-热浸焊-清洗-烘干
丝网印刷 基板清洗 丝网印刷：丝网孔板制备 干燥 烧成
刮板
浆料
玻璃胶贴装法：玻璃胶是低成本芯片粘贴材料 玻璃胶贴装法：
冷却降温注意速度 优点：无空隙，热稳定好， 优点：无空隙，热稳定好，低结合应力 缺点： 缺点：胶中有机成分和溶剂要去除 多用于陶瓷封装， 多用于陶瓷封装，玻璃胶在特殊处理的铜合金 引脚架上才能键合
芯片互连
芯片互连：将芯片焊区与电子封装外壳的 芯片互连：将芯片焊区与电子封装外壳的I/O 引线或基板上的金属布线区相连 常见的方法：打线键合WB(Wire Bonding) 常见的方法：打线键合 载带自动键合TAB(Tape Automated Bonding) 载带自动键合 倒装芯片键合FCB(Flip Chip Bonding) C4 倒装芯片键合 WB:4<n<257 n为I/O数 TAB:10<n<600 FCB:5<n<16000

第二章 封装工艺流程
打线键合的线材与可靠度 （1）合金线材 铝合金线
因纯铝线材太软很少使用。铝合金线标准线材是铝-1% 硅。令你一种是含0.5-1%镁的铝导线。其优点是抗疲劳 性优良，生成金属间化合物的影响小。
金线 纯金线的纯度一般用4个9。为增加机械强度，往往在金
中添加5-10ppm 铍或铜。金线抗氧化性好，常由于超声 波焊接中。
这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法
第二章 封装工艺流程
在芯片粘贴时，用盖印、丝网印刷、点胶 等方法将胶涂布于基板的芯片座中，再将芯片 置放在玻璃胶之上，将基板加温到玻璃熔融温 度以上即可完成粘贴。由于完成粘贴的温度要 比导电胶高得多，所以它只适用于陶瓷封装中。 在降温时要控制降温速度，否则会造成应力破 坏，影响可靠度。
第二章 封装工艺流程
2.4 芯片互连 芯片互连是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基
三种导电胶的特点是：化学接合、具有导电功能。
第二章 封装工艺流程
导电胶贴装工艺
膏状导电胶： 用针筒或注射器将粘贴剂涂布到芯
片焊盘上（不能太靠近芯片表面，否则 会引起银迁移现象），然后用自动拾片 机（机械手）将芯片精确地放置到焊盘 的粘贴剂上，在一定温度下固化处理 （150℃ 1小时或186℃半小时）。 固体薄膜：
IC芯片制作完成后其表面均镀有钝化保护层，厚度高于 电路的键合点，因此必须在IC芯片的键合点上或TAB载带的 内引线前端先长成键合凸块才能进行后续的键合，通常TAB 载带技术也据此区分为凸块化载带与凸块化芯片TAB两大类。

这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法
第二章 封装工艺流程
第二章 封装工艺流程
2.4.1 打线键合技术
打线键合技术
超声波键合（Ultrasonic Bonding ,U/S bonding）
热压键合（Thermocompression Bonding T/C bonding） 热超声波键合（Thermosonic Bonding,T/S bonding）
2.4.1 打线键合技术介绍 （2）热压键合
第二章 封装工艺流程
（3）热超声波键合
热超声波键合是热压键合与超声波键合的混合技术。在工 艺过程中，先在金属线末端成球，再使用超声波脉冲进行金 属线与金属接垫之间的接合。
此过程中接合工具不被加热，仅给接合的基板加热(温度维 持在100-150℃)。其目的是抑制键合界面的金属间化合物 （类似于化学键，金属原子的价电子形成键）的成长，和降 低基板高分子材料因高温产生形变。
2.3.3 导电胶粘贴法 导电胶是银粉与高分子聚合物（环氧树脂）的混合物。银
粉起导电作用，而环氧树脂起粘接作用。
导电胶有三种配方： （1）各向同性材料，能沿所有方向导电。 （2）导电硅橡胶，能起到使器件与环境隔 绝，防止水、汽对芯片的影响，同时还可 以屏蔽电磁干扰。 （3）各向异性导电聚合物，电流只能在一 个方向流动。在倒装芯片封装中应用较多。 无应力影响。
集成电路封装技术

第二章 封装工艺流程
2.4.1 打线键合技术
打线键合技术
超声波键合（Ultrasonic Bonding ,U/S bonding）
热压键合（Thermocompression Bonding T/C bonding） 热超声波键合（Thermosonic Bonding,T/S bonding）
第二章 封装工艺流程
（2）影响打线键合可靠度因素
封胶和粘贴材料 与线材的反应
金属间化合物的形成
可靠度因素
可靠度常用拉力试验 和键合点的剪切试验 测试检查
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
载带自动健合技术是在类似于135胶片的柔性载带粘结金属 薄片，（像电影胶片一样卷在一带卷上，载带宽度8-70mm。 在其特定的位置上开出一个窗口。窗口为蚀刻出一定的印刷线路 图形的金属箔片（0.035mm厚）。
第二章 封装工艺流程
2.2.2减薄工艺
先划片后减薄和减薄划片两种方法
DBG(dicing before grinding) 在背面磨削之前，将硅片 的正面切割出一定深度的切口，然后再进行磨削。
DBT(dicing by thinning) 在减薄之前先用机械的或化学 的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削方法减薄到一 定厚度后，采用常压等离子腐蚀技术去除掉剩余加工量。。
第二章 封装工艺流程
TAB技术较之常用的引线工艺的优点：
（1）对高速电路来说，常规的引线使用圆形导线，而且引线 较长，往往引线中高频电流的趋肤效应使电感增加，造成信号 传递延迟和畸变，这是十分不利的。TAB技术采用矩形截面的 引线，因而电感小，这是它的优点。
（2）传统引线工艺要求键合面积4mil2，而TAB工艺的内引线 键合面积仅为2mil2这样就可以增加I/O密度，适应超级计算机 与微处理器的更新换代。

凸块式芯片TAB，先将金属凸块长成于IC芯片的铝键合 点上，再与载带的内引脚键合。预先长成的凸块除了提供引 脚所需要的金属化条件外，可避免引脚与IC芯片间可能发生 短路，但制作长有凸块的芯片是TAN工艺最大的困难。
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
芯片凸点制作技术 凸点因形状不同可分为两种
板上的金属焊区相连接。 芯片互连常见的方法：
打线键合（WB wire bonding）
倒装芯片键合(FCB flip chip bonding，C4)
载带自动键合（TAB tape automate bonding）
这三种连接技术对于不同的封装形式和集成电路 芯片集成度的限制各有不同的应用范围。
打线键合适用引脚数为3-257；载带自动键合的适 用引脚数为12-600；倒装芯片键合适用的引脚数为616000。可见C4适合于高密度组装。
IC芯片制作完成后其表面均镀有钝化保护层，厚度高于 电路的键合点，因此必须在IC芯片的键合点上或TAB载带的 内引线前端先长成键合凸块才能进行后续的键合，通常TAB 载带技术也据此区分为凸块化载带与凸块化芯片TAB两大类。
地状金属凸块；单层载带可配合铜箔引脚的刻蚀制成凸 块，在双层与三层载带上，因为蚀刻的工艺容易致导带变形， 而使未来键合发生对位错误，因此双层与三层载带较少应用 于凸块载带TAB的键合。
这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。
第二章 封装工艺流程
2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引
脚架芯片的承载座上的工艺过程。
贴装方式
• 共晶粘贴法 • 焊接粘贴法 • 导电胶粘贴法 • 玻璃胶粘贴法

去纬 (Trimming)
去纬（Trimming）的目的： 去纬是指利用机械模具将脚间金属连接杆切除。
去纬位置 外腳位置
去框 (Singulation)
去框（Singulation）的目的： 將已完成盖印（Mark）制程 的Lead Frame，以沖模的方 式将Tie Bar切除，使 Package与Lead Frame分开， 方便下一个制程作业。
焊线 (Wire Bond)
目的：将晶粒上的接点用金线或者铝线铜 线连接到导线架上之内引脚，从而将IC晶 粒之电路讯号传输到外界。 焊线时，以晶粒上之接点为第一焊点，内 引脚上之接点为第二焊点。先将金线之端 点烧成小球，再将小球压焊在第一焊点上。 接着依设计好之路径拉金线，将金线压焊 在第二点上完成一条金线之焊线动作。
SOIC-8 加工流程
SOIC-8加工流程
SOIC-8加工流程
去胶/去纬 (Dejunk / Trimming)
Байду номын сангаас
去胶/去纬后
去胶/去纬前
去胶/ (Dejunk)
去胶（Dejunk）的目的：所谓去胶，是指利用机械模具将脚尖 的费胶去除；亦即利用冲压的刀具（Punch）去除掉介于胶体 （Package）与（Dam Bar）之間的多余的溢胶。
Dam Bar
去胶位置
封装产品结构
晶片托盘(DIE PAD)
L/F 内引脚 (INNER LEAD)
晶片(CHIP)
树脂(EMC)
L/F 外引脚 (OUTER LEAD)
金线(WIRE)
傳統 IC 主要封裝流程-1
傳統 IC 主要封裝流程-2
芯片切割 (Die Saw)
目的：用切割刀将晶圆上的芯片切 割分离成单个晶粒(Die)。 其前置作业为在芯片黏贴(Wafer Mount)，即在芯片背面贴上蓝膜 (Blue Tape)并置于铁环(Wafer Ring) 上，之后再送至芯片切割机 上进行切割。

芯片测试常在IC制造工艺线上进 行，并将有缺陷产品进行标记，以便 芯片封装阶段自动剔除不合格芯片。
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封装流程分段
第二章
芯片封装的流程又通常分两个阶段： 1）封装材料成型之前的工艺步骤称为前段操作 2）材料成型之后的工艺步骤称为后段操作 其中，前段操作所需的环境洁净度要求高于后段操
封装工艺流程—芯片互连
第二章 是微系统封装的 基础技术和专有技术
芯片互连是指将芯片焊区与电子封装外壳的 I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接，实现芯 片功能的制造技术。
芯片互连的常见方法包括引线键合（又称打线 键合）技术（WB）、载带自动键合技术（TAB）和 倒装芯片键合技术（FCB）三种。其中，FCB又称为 C4—可控塌陷芯片互连技术。
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封装材料成型技术
第二章
[3] 预成型技术（Pre-Molding）
预成型工艺是将封装材料预先做成封装芯片外形对应 的形状，如陶瓷封装，先做好上下陶瓷封盖后，在两封盖 间高温下采用硼硅酸玻璃等材料进行密封接合。
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封装工艺流程—去飞边毛刺
第二章
毛刺飞边是指封装过程中塑封料树脂溢出、贴 带毛边、引线毛刺等飞边毛刺现象。随着成型模具 设计和技术的改进，毛刺和飞边现象越来越少。
利用高压液体流冲击模块，利用溶剂的溶解性去除毛 刺飞边，常用于很薄毛刺的去除。
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第二章Βιβλιοθήκη 封装工艺流程—引脚上焊锡 上焊锡目的：
增加保护性镀层，以增加引脚抗蚀性，并增
加其可焊性
上焊锡方法：电镀或浸锡工艺
电镀工艺:引脚清洗-电镀槽电镀-烘干
浸锡工艺:
去飞边-去油和氧化物-浸助焊剂-加热浸锡-

TAB金属材料：要求导电性能好，强度高， 延展性、表面平滑性良好，与各种基带粘贴牢 固，不易剥离，易于用光刻法制作出精细复杂 的图形，易电镀Au、Ni、Pb/Sn焊接材料，例 如，Al、Cu。
第二章 封装工艺流程
2.4.2 载带自动键合技术
TAB的关键技术
芯片凸点制作技术
TAB载带制作技术
载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引 线焊接技术
导电胶粘贴法的缺点是热稳定性不好，高温下会引 起粘接可靠度下降，因此不适合于高可靠度封装。
第二章 封装工艺流程
玻璃胶粘贴法
与导电胶类似，玻璃胶也属于厚膜导体材料（后 面我们将介绍）。不过起粘接作用的是低温玻璃粉。 它是起导电作用的金属粉（Ag、Ag-Pd、Au、Cu 等）与低温玻璃粉和有机溶剂混合，制成膏状。
2.4.1 打线键合技术介绍 （2）热压键合
第二章 封装工艺流程
（3）热超声波键合
热超声波键合是热压键合与超声波键合的混 合技术。在工艺过程中，先在金属线末端成球， 再使用超声波脉冲进行金属线与金属接垫之间 的接合。
此过程中接合工具不被加热，仅给接合的基 板加热(温度维持在100-150℃)。其目的是抑 制键合界面的金属间化合物（类似于化学键， 金属原子的价电子形成键）的成长，和降低基 板高分子材料因高温产生形变。
第二章 封装工艺流程
2.2.2减薄工艺
先划片后减薄和减薄划片两种方法
DBG(dicing before grinding) 在背面磨削之前，将 硅片的正面切割出一定深度的切口，然后再进行磨削。
DBT(dicing by thinning) 在减薄之前先用机械的或 化学的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削方法减薄 到一定厚度后，采用常压等离子腐蚀技术去除掉剩余加工 量。。

（印章） XXXX年X月X日
【周知性通知】
关于成立XXXX（机构）的通知 XXXX（主送单位）：
为了XXXXXX（目的），根据XXXXXX （依据），决定成立XXXXXX（机构），负 责XXXXXX工作。现将有关事项通知如下：
一、XXXX（机构）的人员组成 XXXXXX。 、XXXX（机构）的主要职责 XXXXXX。 XXXX（机构）下设办公室，负责 XXXXXX工作 XXXXXX（其他需要说明的事项）
但随着芯片的复杂化和微型化，整体操作环境要求均得 到了提高。
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封装工艺流程—芯片切割
第二章
当前，晶圆片尺寸不断 加大，8英寸和12英寸晶 圆使用越来越广泛，为了 保证硅圆片质量，圆片厚 度相应增加，给芯片切割 带来了难度。
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封装工艺流程—芯片切割
第二章
以薄型小外形尺寸封装（TSOP）为例，晶圆 片电路层厚度为300um，晶圆片厚度为900um, 电路层制作完成后，需要对硅片进行背面减薄。
（公章） XXXX年X月X日
常用公文参考模版—报告
【工作报告】
XXXX（单位）关于XXXXX工作情况的报告
XXXX（主送单位）：
根据XXXXXX要求（或XXX以来），我们 XXXXXX（概述工作背景或基本情况），对 XXXXXX工作进行了认真总结。现将有关情况 报告如下：
一、XXXXXX（工作基本情况）。
芯片测试常在IC制造工艺线上进行 ，并将有缺陷产品进行标记，以便芯 片封装阶段自动剔除不合格芯片。
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封装流程分段
第二章
芯片封装的流程又通常分两个阶段： 1）封装材料成型之前的工艺步骤称为前段操作 2）材料成型之后的工艺步骤称为后段操作 其中，前段操作所需的环境洁净度要求高于后段操作，