芯片封装工艺详解.42页PPT

到L/F的运输过程； 3、Collect以一定的力将芯片Bond在点有银浆的L/F
的Pad上，具体位置可控； 4、Bond Head Resolution：
X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um； 5、Bond Head Speed：1.3m/s；
FOL– Die Attach 芯片粘接
Thickness Size
FOL– 3rd Optical Inspection三 光检查
检查Die Attach和Wire Bond之后有无各种废品
EOL– End of Line后段工艺
EOL
Annealing 电镀退火
Trim/Form 切筋/成型
Molding 注塑
Laser Mark 激光打字
• QFN—Quad Flat No-lead Package 四方无引脚扁平封装 • SOIC—Small Outline IC 小外形IC封装 • TSSOP—Thin Small Shrink Outline Package 薄小外形封装 • QFP—Quad Flat Package 四方引脚扁平式封装 • BGA—Ball Grid Array Package 球栅阵列式封装 • CSP—Chip Scale Package 芯片尺寸级封装
IC Package Structure（IC结构 图）
Lead Frame 引线框架
Die Pad 芯片焊盘
Gold Wire 金线
Epo
TOP VIEW
银浆
Mold pound 环氧树脂
SIDE VIEW
Raw Material in Assembly(封装 原材料)
【Wafer】晶圆
……
Raw Material in Assembly(封装 原材料)

焊接方法主要有两种：热压焊接 和超声焊接。
焊接过程中需要控制温度、时间 和压力等参数，以保证焊接质量
和可靠性。
封装成型
封装成型是将已贴装和焊接好的芯片封装在保护壳内的过程。
封装材料主要有金属、陶瓷和塑料等。
成型过程中需要注意保护好芯片和引脚，防止损坏和短路。同时要保证封装质量和 外观要求。
质量检测
VS
详细描述
高性能的芯片封装需要具备低延迟、高传 输速率和低功耗等特性，以满足电子设备 在运行速度、响应时间和能效等方面的需 求。同时，高可靠性的封装能够确保芯片 在各种环境条件下稳定运行，提高产品的 使用寿命和可靠性。
多功能集成化
总结词
为了满足电子设备多功能化的需求，芯片封 装也呈现出多功能集成化的趋势。
02
芯片封装流程
芯片贴装
芯片贴装是芯片封装流程的第 一个环节，主要涉及将芯片按 照设计要求粘贴在基板上。
粘贴方法主要有三种：粘结剂 粘贴、导电胶粘贴和焊接粘贴 。
粘贴过程中需要注意芯片的方 向和位置，确保与设计要求一 致，同时要保的引脚与基板 的引脚对应焊接在一起的过程。
塑料材料具有成本低、重量轻、加工方便等优点，常用于 封装壳体和绝缘材料等。
常用的塑料材料包括聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯等，其加 工工艺包括注塑成型、热压成型等。
其他材料
其他材料包括玻璃、石墨烯、碳纳米管等新型材料，具有优异的性能和广阔的应 用前景。
这些新型材料的加工工艺尚在不断发展和完善中。
05
芯片封装发展趋势
02
陶瓷材料主要包括95%Al2O3、 Al2O3-ZrO2、Al2O3-TiO2等， 其加工工艺包括高温烧结、等静 压成型和干压成型等。
金属材料

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。
13
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
将其切割成合适的大小放置于芯片 与基座之间，然后再进行热压接合。采 用固体薄膜导电胶能自动化大规模生产。
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。
12
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。
三种导电胶的特点是：化学接合、具有导电功能。
11
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：
3
第二章 封装工艺流程
2.2 芯片切割
2.2.1、为什么要减薄
半导体集成电路用硅片4吋厚度为520μm，6吋厚度为 670μm。这样就对芯片的切分带来困难。因此电路层制作完 成后，需要对硅片背面进行减薄，使其达到所需要的厚度， 然后再进行划片加工，形成一个个减薄的裸芯片。
4
第二章 封装工艺流程

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TOP VIEW SIDE VIEW
Lead Frame 引线框架
Die Pad 芯片焊盘 Gold Wire
金线
Epoxy 银浆
Mold Compound 环氧树脂
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【Wafer】晶圆
……
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封装形式和工艺逐步高级和复杂
• 决定封装形式的两个关键因素: 封装效率。芯片面积/封装面积，尽量接近1:1； 引脚数。引脚数越多，越高级，但是工艺难度也相应增加；
其中，CSP由于采用了Flip Chip技术和裸片封装，达到了 芯片面积/封装面积=1:1，为目前最高级的技术；
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Package--封装体：
指芯片（Die）和不同类型的框架（L/F）和塑封料（EMC） 形成的不同外形的封装体。
IC Package种类很多，可以按以下标准分类：
• 按封装材料划分为： 金属封装、陶瓷封装、塑料封装
• 按照和PCB板连接方式分为： PTH封装和SMT封装
• 按照封装外型可分为： SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；
Wafer Wash主要清洗Saw时候产生的各种粉尘，清洁Wafer；
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Wafer Saw Machine
Saw Blade(切割刀片)： Life Time：900~1500M； Spindlier Speed：30~50K rpm： Feed Speed：30~50/s;
Wire Bond 引线焊接
3rd Optical 第三道光检
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Taping 粘胶带

焊接质量：确保焊 接牢固、无虚焊、 无短路
成型工艺：将焊接 好的芯片封装在模 具中，形成特定的 形状和尺寸
目的：确保芯片与引脚之间的电气连接 和机械连接
检验标准：符合行业标准和客户要求
检验项目：芯片外观、引脚数量、引脚 间距、引脚高度等
检验结果记录：记录检验结果，便于追 溯和分析
检验方法：目视检查、X射线检查、电性 能测试等
化学适应 性：芯片 在不同化 学环境中 的性能表 现
电磁适应 性：芯片 在不同电 磁环境下 的性能表 现
辐射适应 性：芯片 在不同辐 射环境下 的性能表 现
PART SEVEN
电子设备：芯片封装在电子设 备中的应用广泛，如手机、电 脑、电视等
汽车电子：芯片封装在汽车电 子中的应用逐渐增多，如车载 导航、车载娱乐系统等
封装技术不断集成，封装 功能不断丰富
PART THREE
芯片准备：清洗、切割、测试 等பைடு நூலகம்
芯片贴装：选择合适的贴装设 备，如贴片机等
贴装过程：将芯片贴装在PCB 板上，确保位置准确
贴装质量控制：检查贴装效果， 确保芯片与PCB板之间的连接 可靠
引脚焊接：将芯片 的引脚与电路板焊 接在一起
焊接方法：采用热 风枪、电烙铁等工 具进行焊接
PART SIX
温度对芯片封装的影响
热传导对芯片封装的影响
添加标题
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热应力对芯片封装的影响
添加标题
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热疲劳对芯片封装的影响
机械应力：芯片封装过程中产生的机械应力对芯片可靠性的影响 封装材料：封装材料的机械性能对芯片可靠性的影响 封装工艺：封装工艺对芯片可靠性的影响，如焊接、粘接等 环境因素：环境因素如温度、湿度、振动等对芯片可靠性的影响

超声检测
利用超声波对封装内部进行无损检测，用于检测 内部裂纹、气孔等问题。
ABCD
X射线检测
利用X射线对封装内部进行无损检测，用于检测 内部缺陷、焊接不良等问题。
热像仪检测
通过红外热像仪检测芯片封装温度分布，判断散 热性能和热稳定性。
封装可靠性的影响因素
封装材料
封装材料的质量和性能对封装可靠性有直接 影响，如材料的老化、腐蚀等。
芯片封装详细图解课件
目录
• 芯片封装概述 • 芯片封装材料 • 芯片封装工艺流程 • 芯片封装检测与可靠性分析 • 芯片封装的应用与发展趋势 • 芯片封装案例分析
01
芯片封装概述
封装的概念和作用
封装的概念
芯片封装是指将集成电路用绝缘 的塑料或陶瓷材料打包，以保护 芯片免受环境影响，同时提供引 脚供外部电路连接。
芯片封装技术的发展趋势与挑战
发展趋势
随着技术进步和应用需求的变化，芯 片封装技术正朝着更小尺寸、更高集 成度、更低成本、更可靠性的方向发 展。
挑战
随着芯片封装技术的发展，面临着如 何提高封装密度、减小热阻、降低成 本等挑战，同时还需要解决先进封装 技术的可靠性和可制造性问题。
未来芯片封装技术的研究方向
程。
这一步需要使用焊接设备，控制 焊接温度和时间，确保引脚焊接
的质量和可靠性。
引脚焊接完成后需要进行外观检 查，确保焊接质量符合要求。
塑封固化
塑封固化是将芯片和引脚整体封装在 塑封材料中，起到保护芯片和引脚的 作用。
塑封固化过程中需要控制温度和压力 ，确保塑封材料的均匀分布和固化效 果。
塑封材料需要具有良好的绝缘性、耐 腐蚀性和机械强度。
切筋整型
切筋整型是将完成固化的封装体 进行切割和整型，使其成为符合

详细描述
静电放电
半导体封装工艺发展趋势和挑战
05
将多个芯片集成到一个封装内，提高封装内的功能密度。
集成化封装
利用硅通孔（TSV）等先进技术实现芯片间的三维互连，提高封装性能。
2.5D封装技术
将多个芯片通过上下堆叠方式实现三维集成，提高封装体积利用率和信号传输速度。
3D封装技术
技术创新与发展趋势
详细描述
金属封装是将半导体芯片放置在金属基板的中心位置，然后通过引线将芯片与基板连接起来，最后对整个封装体进行密封。由于其高可靠性、高导热性等特点，金属封装被广泛应用于功率器件、高温环境等领域。
金属封装
总结词
低成本、易于集成
详细描述
塑料封装是将半导体芯片放置在塑料基板的中心位置，然后通过引线将芯片与基板连接起来，最后对整个封装体进行密封。由于其低成本、易于集成等特点，塑料封装被广泛应用于民用电子产品等领域。
半导体封装工艺中常见问题及解决方案
04
VS
机械损伤是半导体封装工艺中常见的问题之一，由于封装过程中使用到的材料和结构的脆弱性，机械损伤往往会导致封装失效。
详细描述
机械损伤包括划伤、裂纹、弯曲、断裂等情况，这些损伤会影响半导体的性能和可靠性，甚至会导致产品失效。针对这些问题，可以采取一系列预防措施，如使用保护膜保护芯片、优化封装结构、控制操作力度和避免不必要的搬动等。
腐蚀和氧化
静电放电是半导体封装工艺中常见的问题之一，由于静电的存在，会导致半导体器件的损伤或破坏。
总结词
静电放电是指由于静电积累而产生的放电现象，它会对半导体器件造成严重的危害，如电路短路、器件损坏等。为了解决这个问题，可以在工艺过程中采取一系列防静电措施，如接地、使用防静电设备和材料、进行静电测试等。同时，还可以在设计和制造阶段采取措施，如增加半导体器件的静电耐受性、优化电路设计等。