IC封装制程
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芯片封装流程芯片封装是指将芯片芯片和其他器件或材料组合在一起,形成一个完整的电子元件,以便更方便地使用和安装。
下面将详细介绍芯片封装的流程。
芯片封装的流程大致分为准备工作、芯片测试、封装材料选择、封装工艺流程、封装测试以及封装后的检测和包装等几个步骤。
首先是准备工作。
在芯片封装前,需要准备好芯片、基板、导线、焊锡球、封装材料等所需的器件和材料。
同时,还需准备好相关的设备和工装,如焊接机、钳子、微镜等。
接下来是芯片测试。
在进行封装前,必须对芯片进行测试,以确认芯片的功能和性能是否正常。
测试过程包括电气特性测试、可靠性测试、耐久性测试等。
只有通过了测试的芯片才会进行封装。
然后是封装材料的选择。
选择合适的封装材料对于芯片封装的成功至关重要。
封装材料要具有良好的导电性、导热性和绝缘性,能够保护芯片免受灰尘、湿气和机械损伤。
常用的封装材料有芯片胶、封装胶、密封胶等。
接下来是封装工艺流程。
封装工艺流程包括焊接、磨砂、切割等多个步骤。
首先是焊接。
将芯片和基板通过焊接机器的热熔处理连接在一起,然后使用焊锡球或焊锡线进行焊接。
之后是磨砂。
为了保证封装后的外观和规格要求,需要对焊接完成的芯片进行磨砂处理,使其表面光滑均匀。
最后是切割。
将封装后的芯片按照需要的尺寸进行切割。
紧接着是封装测试。
封装测试主要是对封装后的芯片进行功能测试、可靠性测试和外观检查。
通过这些测试,可以确保封装后的芯片达到设计要求,并且没有明显的缺陷或损坏。
最后是封装后的检测和包装。
这一步骤主要是对封装后的芯片进行一些必要的检查和包装工作。
检测包括外观检查、尺寸检查、性能检查等。
然后将芯片放入适当的包装盒或袋中,标明相关信息,便于存储和运输。
总结起来,芯片封装的流程包括准备工作、芯片测试、封装材料选择、封装工艺流程、封装测试以及封装后的检测和包装。
每个步骤都非常重要,需要精确操作和仔细检查,以确保封装后的芯片性能和质量达到要求。
芯片封装作为电子产业的重要环节,对于提高芯片的可靠性和稳定性具有重要意义。
集成电路封装制程知识
集成电路的制造包括芯片制造、芯片封装、测试三个制程。
目前本公司只进行芯片封装和测试两个制程,封装的制程如下:
1.划片
这道工序是将晶圆贴在蓝膜上,并将晶圆切割成芯粒。
2.粘片
这道工序是为了使芯片和框架之间形成一个良好的欧姆接触。
3.压焊
这道工序是为了将粘片完成后的芯片,使其芯片内引线和框架外引线用金丝键合在一起,从而使内外引脚连接起来。
4.塑封
这道工序是为了将压焊完成后的芯片进行包装,确保芯片和外界保持清洁、无干扰。
5.打印
这道工序是为了将塑封好的产品进行打印标识,使人明白这电路的型号和规格。
6.冲溢料
这道工序是为了除去管脚之间的塑封溢料及连筋,使电路更美观整洁。
7.喷砂
这道工序是为了将产品表面的油渣、生刺和溢料去除,以达到电镀的技术要求。
8.电镀
这道工序是将产品的引脚表面镀上一层纯锡,以提高其抗氧化性并增加其导电性。
9.冲切
这道工序是电镀好的产品冲切成单个的成形品。
10.测试
这道工序是测试产品的电性参数,将合格品和不合格品分开,防止电性不良产品出货。
其它还有:外检、编带、包装等辅助工序。
IC芯片封装流程
IC芯片封装是指将制造好的芯片封装到封装材料中,以保护芯片的外部环境,提供电气连接,同时方便印刷线路板上插装既提供电气连接,又一定程度上可以增强集成块的可靠性和寿命。
IC芯片封装流程通常包括以下几个步骤:
1.芯片背面处理:首先对芯片背面进行处理,用特殊的涂覆剂或胶水将芯片与封装物质粘接在一起,同时提供固定和导电的功能。
2.粘接芯片:将芯片放置在封装模具的基座上,使芯片与基座的位置对齐,并使用紫外线或热处理适当加热固化。
3.排列焊点:将封装胶水涂覆到芯片的金属焊盘,然后使用针或其他工具将焊线排布在合适的位置。
4.环氧封装:将芯片放置在环氧树脂中,用压力和热量实现芯片与封装物质之间的完全粘结,并确保芯片不会受到机械或温度应力的影响。
5.外观检验:对封装后的IC芯片进行外观检验,确保芯片没有明显的损坏或缺陷。
6.电性能测试:将封装好的芯片连接到测试设备,测试其电气性能,如电流、电压、频率等,以确保芯片的功能正常。
7.标识和包装:根据芯片的型号和要求,在芯片或封装材料上进行标识,然后将芯片放入适当的包装盒或袋中,并进行密封,以防止芯片受到外界环境的影响。
8.成品检验:对已封装的IC芯片进行仔细的检查和测试,确保芯片的质量符合标准,并记录相关数据。
9.存储和出货:妥善存储已封装好的IC芯片,根据客户需求,安排发货。
10.售后服务:对于客户反馈的问题进行处理,提供售后服务和技术支持。
封装流程中的每个步骤都是非常重要的,任何一个环节的失误都可能导致芯片封装质量不合格,影响芯片的可靠性和性能。
因此,封装工艺的完善和精确执行对于芯片制造厂商来说至关重要。
ic封装工艺流程
《IC封装工艺流程》
IC(集成电路)封装是将芯片连接到外部引脚,并用封装材料封装芯片,以保护芯片不受外部环境影响并方便与外部系统连接的过程。
IC封装工艺流程是整个封装过程的一个重要组成
部分,它涉及到多个工序和设备,需要经过精密的操作才能完成。
下面是一个常见的IC封装工艺流程:
1. 衬底制备:首先,要准备好用于封装的衬底材料,通常是硅片或陶瓷基板。
这些衬底要经过清洗、平整化和涂覆胶水等处理。
2. 光刻:在衬底上使用光刻技术,将芯片中的元件图形和结构图案化到衬底表面。
3. 沉积:在光刻完成后,需要进行金属沉积和薄膜沉积等工艺,用以形成芯片中的导线和连接器。
4. 清洗和蚀刻:清洗和蚀刻是用来去除未用到的材料和残留物,以确保芯片的纯净度和连接的可靠性。
5. 封装:经过以上步骤,芯片的导线和连接器已经形成,接下来就是将芯片封装在保护壳中,并连接引脚,以保护芯片和方便与外部系统连接。
6. 测试:最后,需要对封装好的芯片进行测试,以确保其性能
和连接的可靠性。
IC封装工艺流程是一个复杂和精密的过程,需要经验丰富的工程师和精密的设备来完成。
随着科技的不断发展,IC封装工艺流程也在不断改进和优化,以适应不同类型的芯片和不同的应用场景。
IC封装技术与制程介绍课程主要内容••••IC封装技术基础电子元器件的应用电子产品的分解集成电路产业链IC 封装的作用如人的大脑如人的大脑::如人的身体如人的身体::IC封装的功能••••IC封装层次•••IC封装层次培训的主要内容IC封装分类•PCB•插入型封装器件表面贴装型封装器件PCBPCB金属管壳型封装陶瓷封装陶瓷封装-CPGA塑料封装-DIP (Dual In-line Package)塑料封装-QFPBGA封装塑料封装-BGACSP (Chip Scale Package)CSP (Chip Scale Package)IC封装制程(塑料封装)封装结构与材料•••••封装结构示例焊片晶圆切割晶圆点测焊线塑封半导体封装工艺流程晶圆(wafer)的制造WAFERMASKING N+ SUBSTRATEN-DRAINCHANNELCHANNEL SOURCE METALIZATIONGATE OXIDE POLYSILICON GATEP+P+P -P -P -P -N+N+N+N+CURRENT FLOWSilicon Die Cross-SectionBPSG晶圆的制造晶片背磨top side back side目的: 目的:减薄晶片厚度FROM: 0.008”TO: Silicon0.014”Silicon31晶片背金处理目的: 目的:提高导电性Titanium Nickel SilverSilicon32晶片点测目的: 目的:初步筛选出好的芯片Gate /Base ProbeInk bad dice out.Source/ Emitter Probe33晶片切割Wafer sawing is to separate the dice in wafer into individual chips. unsawn wafer sawn waferwafer holder wafer tapeconnected die singulated die34晶片切割InputOutput35焊片工艺Cu Leadframe Die Attach Material Die or MicrochipDie Attach is a process of bonding the microchip on the leadframe.36焊片工艺点胶 真空吸嘴吸附芯片 芯片焊到框架的焊盘上37银胶焊片工艺38银胶焊片工艺SYRINGE EPOXY DIE FLAT FACE COLLETNOZZLES LEADFRAME w/ PLATINGD/A TRACK39银胶焊片工艺D/A TRACKD/A TRACK40共晶焊片工艺DIE w/ BACKMETALLEADFRAME w/ PLATING HEATER BLOCK锡铅焊片工艺SOFT SOLDER WIREHEATER BLOCK HEATER BLOCK焊线工艺99.99% Gold wiresThermosonic wire bonding employs heat and ultrasonic power to bond Au wire on die surface.焊线工艺HEATER BLOCKAu WIRESPOOL DIE BONDED LEADFRAMEAu BALL焊线工艺热声波焊线工艺超声波焊线工艺DIE BALL BOND(1ST bond)WEDGE BOND or WELD(2nd bond)LEADFRAME塑封工艺MOLDCOMPOUNDPELLETS塑封工艺•。
ic基板封装工艺
IC 基板封装是将芯片封装在基板上的一种技术,它可以提高芯片的可靠性、散热性和可焊性。
以下是IC 基板封装工艺的基本步骤:
1. 晶圆切割:将晶圆切割成单个芯片。
这个过程通常使用晶圆切割设备,该设备可以通过高速旋转的刀片将晶圆切割成所需大小的芯片。
2. 芯片粘贴:将芯片粘贴到基板上,通常使用银胶或环氧树脂进行粘贴。
在粘贴之前,需要对基板和芯片进行清洗,以确保表面干净。
3. 线绑定:使用金线或铜线将芯片的引脚与基板上的引脚连接起来。
这个过程通常使用自动线绑定设备,可以实现高精度和高效率的线绑定。
4. 封装:使用塑料、陶瓷或金属等材料将芯片和基板封装在一起,以保护芯片并提供机械支撑。
封装的形式可以是DIP、SOP、QFP 等。
5. 测试:对封装后的芯片进行测试,以确保其符合规格要求。
这个过程通常使用自动测试设备,可以快速准确地测试芯片的功能和性能。
6. 标记:在芯片上标记型号、批次和其他信息。
这个过程通常使用激光打标设备,可以在芯片表面上刻画出清晰的标记。
7. 包装:将芯片包装在适当的包装材料中,以便运输和销售。
包装的形式可以是托盘、卷带或管装等。
IC 基板封装工艺是集成电路制造的重要环节之一,它直接影响着芯片的性能和可靠性。
随着集成电路技术的不断发展,IC 基板封装工艺也在不断改进和创新,以满足市场的需求。
芯片封装工艺流程芯片封装是集成电路制造中至关重要的一步,通过封装工艺,将芯片连接到外部引脚,并保护芯片不受外界环境影响。
本文将介绍芯片封装的工艺流程,包括封装前的准备工作、封装工艺的具体步骤以及封装后的测试与质量控制。
1. 准备工作在进行芯片封装之前,需要进行一系列的准备工作。
首先是设计封装方案,根据芯片的功能和性能要求,确定封装形式、引脚数量和布局等参数。
然后进行封装材料的准备,包括封装基板、引线、封装胶等材料的采购和检验。
此外,还需要准备封装设备和工艺流程,确保封装过程能够顺利进行。
2. 封装工艺流程(1)粘合首先将芯片粘合到封装基板上,通常采用导热胶将芯片固定在基板上,以便后续的引线焊接和封装胶注射。
(2)引线焊接接下来是引线焊接的工艺步骤,通过焊接将芯片的引脚与封装基板上的引线连接起来。
这一步需要精密的焊接设备和工艺控制,确保焊接质量和可靠性。
(3)封装胶注射完成引线焊接后,需要将封装胶注射到芯片和基板之间,用于保护芯片和引线,同时还能起到固定和导热的作用。
封装胶的注射需要精确控制注射量和注射位置,以确保封装胶能够完全覆盖引线和芯片。
(4)固化封装胶注射完成后,需要对封装胶进行固化处理,通常采用加热或紫外光固化的方式,确保封装胶能够牢固固定芯片和引线,并具有良好的导热性能。
(5)切割最后一步是对封装基板进行切割,将多个芯片分割成单个封装好的芯片模块。
切割工艺需要精密的设备和工艺控制,以避免对芯片造成损坏。
3. 测试与质量控制封装完成后,需要对芯片进行测试和质量控制,以确保封装质量和性能符合要求。
常见的测试包括外观检查、引脚可焊性测试、封装胶可靠性测试等。
同时还需要进行温度循环测试、湿热循环测试等环境适应性测试,以验证封装的可靠性和稳定性。
总结芯片封装工艺流程包括准备工作、封装工艺步骤和测试与质量控制三个主要环节。
通过精心设计和严格控制每个环节的工艺参数,可以确保封装质量和性能达到要求,为集成电路的应用提供可靠保障。
IC芯片设计制造到封装全流程IC芯片的制造过程可以分为设计、制造和封装三个主要步骤。
下面将详细介绍IC芯片的设计、制造和封装全流程。
设计阶段:IC芯片的设计是整个制造过程中最核心的环节。
在设计阶段,需要进行电路设计、功能验证、电路布局和电路设计规则等工作。
1.电路设计:根据产品需求和规格要求,设计电路的功能模块和电路结构。
这包括选择合适的电路架构、设计各种电路逻辑和模拟电路等。
2.功能验证:利用电子计算机辅助设计工具对设计电路进行仿真和测试,验证设计的功能和性能是否满足需求。
3.电路布局:根据设计规则,在芯片上进行电路器件的布局。
这包括电路器件的位置、布线规则和电路器件之间的连线等。
4.电路设计规则:制定电路设计的规则和标准,确保设计的电路满足制造工艺的要求。
制造阶段:制造阶段是IC芯片制造的核心环节,包括掩膜制作、晶圆加工、电路刻蚀和电路沉积等步骤。
1.掩膜制作:利用光刻技术制作掩膜板,将电路设计图案转移到石英玻璃上。
2.晶圆加工:将掩膜板覆盖在硅晶圆上,利用光刻技术将掩膜图案转移到晶圆表面,形成电路结构。
3.电路刻蚀:通过化学刻蚀或等离子刻蚀等方法,将晶圆表面的多余材料去除,留下电路结构。
4.电路沉积:通过物理气相沉积或化学气相沉积等方法,将金属或绝缘体等材料沉积到晶圆表面,形成电路元件。
封装阶段:封装阶段是将制造好的IC芯片进行包装,以便与外部设备连接和保护芯片。
1.芯片测试:对制造好的IC芯片进行功能和性能测试,以确保芯片质量。
2.封装设计:根据IC芯片的封装要求,进行封装设计,包括封装类型、尺寸和引脚布局等。
3.封装制造:将IC芯片焊接到封装底座上,并进行引脚连接。
4.封装测试:对封装好的芯片进行测试,以确保封装质量。
5.封装装配:将封装好的芯片安装到电子设备中,完成产品的组装。
总结:IC芯片的设计制造到封装的全流程包括设计、制造和封装三个主要步骤。
在设计阶段,需要进行电路设计、功能验证、电路布局和电路设计规则等工作。
简述芯片封装技术的基本工艺流程一、芯片封装技术的起始:晶圆切割。
1.1 晶圆可是芯片制造的基础啊,一大片晶圆上有好多芯片呢。
首先得把这晶圆切割开,就像把一大块蛋糕切成小块一样。
这可不能随便切,得用专门的设备,精确得很。
要是切歪了或者切坏了,那芯片可就报废了,这就好比做饭的时候切菜切坏了,整道菜都受影响。
1.2 切割的时候,设备的参数得设置得恰到好处。
就像调收音机的频率一样,差一点都不行。
这是个细致活,操作人员得全神贯注,稍有不慎就会前功尽弃。
二、芯片粘贴:固定芯片的关键步骤。
2.1 切割好的芯片得粘到封装基板上。
这就像盖房子打地基一样重要。
胶水的选择可讲究了,不能太稀,不然芯片粘不牢;也不能太稠,否则会影响芯片的性能。
这就跟做菜放盐似的,多了少了都不行。
2.2 粘贴的时候还得保证芯片的位置准确无误。
这可不像把贴纸随便一贴就行,那得精确到微米级别的。
这就好比射击,差之毫厘,谬以千里。
一旦位置不对,后续的工序都会受到影响,整个芯片封装就可能失败。
三、引线键合:连接芯片与外部的桥梁。
3.1 接下来就是引线键合啦。
这一步是用金属丝把芯片上的电极和封装基板上的引脚连接起来。
这金属丝就像桥梁一样,把芯片和外界连接起来。
这过程就像绣花一样,得小心翼翼。
3.2 键合的时候,要控制好键合的力度和温度。
力度大了,可能会把芯片或者引脚弄坏;温度不合适,键合就不牢固。
这就像打铁,火候得掌握好,不然打出来的铁制品就不合格。
四、封装成型:给芯片穿上保护衣。
4.1 然后就是封装成型啦。
用塑料或者陶瓷等材料把芯片包裹起来,这就像是给芯片穿上了一件保护衣。
这不仅能保护芯片不受外界环境的影响,还能让芯片便于安装和使用。
4.2 封装的形状和大小也有很多种,得根据不同的需求来确定。
这就像做衣服,不同的人要穿不同款式和尺码的衣服一样。
五、最后的检测:确保芯片封装质量。
5.1 封装好之后,可不能就这么完事了。
还得进行检测呢。
这检测就像考试一样,看看芯片封装有没有问题。
ic封装基板工艺IC封装基板工艺是一种将集成电路封装在基板上的技术,它在电子产品制造中起到了至关重要的作用。
本文将从工艺流程、封装类型和制造要求等方面,对IC封装基板工艺进行详细介绍。
一、工艺流程IC封装基板工艺的流程一般包括以下几个环节:设计、制造、组装和测试。
首先,设计人员根据产品的需求和规格要求进行IC封装设计,确定封装类型、引脚布局和线路连接等。
然后,制造工艺师根据设计要求选择合适的材料,并采用PCB制造技术进行基板的制造,包括电镀、切割、钻孔等工艺步骤。
接下来,组装工艺师将已封装好的IC芯片焊接在基板上,并进行线路连接和封装密封等工作。
最后,进行测试验证,确保封装的IC基板符合产品的功能和性能要求。
二、封装类型IC封装基板的封装类型多种多样,常见的有DIP、SOP、QFP、BGA等。
DIP(Dual In-line Package)是最早的封装类型,引脚呈直线排列,适合手工焊接。
SOP(Small Outline Package)是一种小型封装,适用于高密度集成电路。
QFP(Quad Flat Package)是一种方形封装,引脚呈四边形排列,适用于高速信号传输。
BGA (Ball Grid Array)是一种球阵列封装,引脚以球形排列在底部,具有良好的散热性能和电性能。
三、制造要求IC封装基板的制造要求非常严格,主要包括以下几个方面:材料选用、尺寸控制、焊接工艺和封装密封。
首先,材料的选用要符合产品的性能要求,如基板材料要具有良好的导电性和绝缘性。
其次,尺寸的控制要精确,保证基板的尺寸和引脚的间距符合设计要求。
焊接工艺对于封装质量至关重要,要保证焊接的牢固性和可靠性。
最后,封装密封要做好,以保护IC芯片不受外界环境的影响。
IC封装基板工艺的发展与电子产品的需求密切相关。
随着电子产品的不断更新换代,对IC封装基板的要求也越来越高。
目前,一些先进的封装技术如CSP(Chip Scale Package)和WLP(Wafer Level Package)已经逐渐应用到IC封装基板制造中,以实现更小型化、更高性能和更低功耗的产品。
半导体IC制造流程半导体IC制造流程是一个复杂而精细的过程,涉及到多个阶段和工艺步骤。
下面是一个典型的半导体IC制造流程,包括从晶圆准备、光刻、沉积、离子注入、扩散、清洗、封装等多个步骤。
1.晶圆准备:半导体IC制造的第一步是将单晶硅材料切割成圆盘状晶圆。
晶圆通常直径为12英寸,表面经过多次抛光,以获得非常光滑和干净的表面。
2.光刻:光刻是制造半导体IC的关键步骤之一、首先,在晶圆表面上涂覆一层光刻胶。
然后,使用光刻机,在光刻胶上通过光掩膜进行曝光,将芯片的图案投影在光刻胶上。
接下来,通过化学处理将光刻胶制成图案的模板。
3.沉积:沉积是向晶圆表面加一层材料的过程,以形成IC芯片的多个层次。
常用的沉积方法有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。
CVD利用化学反应在晶圆表面上沉积一层薄膜材料,而PVD则是通过蒸发或溅射将材料沉积在晶圆表面。
4.离子注入:离子注入是将掺杂物注入晶圆中的过程,以改变晶圆材料的导电性质。
通过离子注入,可以选择性地改变半导体材料的电子输运特性。
离子注入使用精确的能量和剂量控制,以确保掺杂效果准确。
5.扩散:扩散是在掺杂完成后,通过加热晶圆使其扩散并混合掺杂物的过程。
通过扩散,掺杂物将在晶体中形成预定的浓度梯度。
这是制造晶体管中P-N结的关键步骤。
6.清洗:半导体制造过程中,晶圆表面容易受到污染。
因此,在每个制造步骤之后,都需要对晶圆进行清洗,以去除任何残留物和污染物。
常用的清洗方法包括溶液浸泡、超声波清洗和离子束清洗等。
7.封装:封装是将制造好的IC芯片封装在适当的外壳中的过程。
封装通常包括将芯片连接到引脚(通常通过焊接或压接)、封装芯片和引脚,并保护芯片免受外界环境的影响。
封装也提供了芯片与外部系统的电子连接。
以上所述是一个典型的半导体IC制造流程,仅涵盖了主要的制造步骤。
实际制造流程可能因芯片类型、工艺要求和制造工厂的不同而有所差异。
此外,半导体IC制造流程还包括质量控制、测试和分选等步骤,以确保最终产出的芯片能够满足规格要求。
芯片封装工艺流程
芯片封装工艺是集成电路生产中至关重要的一环,其质量和效率直接影响着整个芯片的性能和成本。
本文将介绍芯片封装工艺的基本流程,希望能够为相关领域的从业者提供一些帮助和参考。
首先,芯片封装工艺的第一步是准备工作。
在这一阶段,需要准备好封装材料、设备和人员。
封装材料包括封装基板、导线、封装胶等,而设备则包括封装机、焊接设备等。
人员方面需要有经验丰富的操作人员和质量控制人员,他们将负责整个封装过程的监控和调整。
接下来是芯片封装的具体操作。
首先,将芯片放置在封装基板上,并通过焊接设备将芯片与基板焊接在一起。
接着,将导线连接到芯片的引脚上,这一步需要非常小心和精细的操作,以确保连接的可靠性和稳定性。
最后,将封装胶涂抹在芯片和基板之间,以保护芯片并固定导线的位置。
在封装工艺的最后阶段,需要进行封装的测试和检验。
这一步是非常关键的,通过测试和检验可以确保封装的质量和稳定性。
在测试中,需要对封装后的芯片进行电气性能测试、外观检查等,以
确保其符合设计要求。
同时,还需要进行环境适应性测试,以确保封装后的芯片能够在各种环境条件下正常工作。
总的来说,芯片封装工艺是一个复杂而又关键的环节,它直接影响着整个芯片产品的质量和性能。
在实际操作中,需要严格按照工艺流程进行操作,同时不断进行质量控制和检验,以确保封装的质量和稳定性。
希望本文介绍的内容能够为相关领域的从业者提供一些帮助和启发,促进芯片封装工艺的不断改进和提高。
芯片封装工艺流程
芯片封装工艺流程是将芯片连接到封装基板上,保护芯片并提供必要电气连接的过程。
下面是一个常见的芯片封装工艺流程的概述。
首先,要准备封装基板。
通常使用陶瓷或塑料基板。
基板上有电路图案和金属连线,用于引出芯片的引脚。
接下来,需要准备芯片。
芯片是通过薄片切割或晶圆切割得到的,需要在封装之前进行测试,确保其功能正常。
然后,将芯片放置在基板的适当位置上。
这可以通过设备自动或手动进行。
然后,使用焊接技术将芯片与基板连接起来。
焊接技术可以是金线焊接、热压接合或焊膏焊接等。
接下来是封装。
在封装过程中,会使用封装胶固定芯片,以提供机械强度和保护芯片。
同时也会引出芯片的引脚,以便后续连接。
完成封装后,需要进行测试来确保芯片正常工作。
这通常包括功能测试、温度测试和可靠性测试等。
这些测试可以通过设备自动或手动完成。
最后,是标记和包装。
在芯片上进行标记,以便能够识别和追溯芯片的特定信息。
然后,将芯片放入适当的包装盒中,以保护芯片免受外界环境的影响。
总结起来,芯片封装工艺流程包括准备基板和芯片、芯片安装和焊接、封装胶和引线连接、测试和标记包装等步骤。
这个流程确保了芯片正常工作并具有必要的保护和连接功能。
不同类型和规格的芯片可能有一些差异,但这个概述提供了一个基本的理解。
半導體的產品很多,應用的場合非常廣泛,圖一是常見的幾種半導體元件外型。
半導體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別,圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為PDID:Plastic Dual Inline PackageSOP:Small Outline PackageSOJ:Small Outline J-Lead PackagePLCC:Plastic Leaded Chip CarrierQFP:Quad Flat PackagePGA:Pin Grid ArrayBGA:Ball Grid Array雖然半導體元件的外型種類很多,在電路板上常用的組裝方式有二種,一種是插入電路板的銲孔或腳座,如PDIP、PGA,另一種是貼附在電路板表面的銲墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。
從半導體元件的外觀,只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳,而半導體元件真正的的核心,是包覆在膠體或陶瓷內一片非常小的晶片,透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。
圖二是一片EPROM元件,從上方的玻璃窗可看到內部的晶片,圖三是以顯微鏡將內部的晶片放大,可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳,這些接腳向外延伸並穿出膠體,成為晶片與外界通訊的道路。
請注意圖三中有一條銲線從中斷裂,那是使用不當引發過電流而燒毀,致使晶片失去功能,這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。
圖四是常見的LED,也就是發光二極體,其內部也是一顆晶片,圖五是以顯微鏡正視LED的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線,若以LED二支接腳的極性來做分別,晶片是貼附在負極的腳上,經由銲線連接正極的腳。
當LED通過正向電流時,晶片會發光而使LED發亮,如圖六所示。
半導體元件的製作分成兩段的製造程序,前一段是先製造元件的核心─晶片,稱為晶圓製造;後一段是將晶中片加以封裝成最後產品,稱為IC封裝製程,又可細分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟,在本章節中將簡介這兩段的製造程序。
須經過下列主要製程才能製造出一片可用的晶片,以下是各製程的介紹:(1)長晶(CRYSTAL GROWTH):長晶是從矽沙中(二氧化矽)提鍊成單晶矽,製造過程是將矽石(Silica)或矽酸鹽 (Silicate) 如同冶金一樣,放入爐中熔解提鍊,形成冶金級矽。
冶金級矽中尚含有雜質,接下來用分餾及還原的方法將其純化,形成電子級矽。
雖然電子級矽所含的矽的純度很高,可達 99.9999 99999 %,但是結晶方式雜亂,又稱為多晶矽,必需重排成單晶結構,因此將電子級矽置入坩堝內加溫融化,先將溫度降低至一設定點,再以一塊單晶矽為晶種,置入坩堝內,讓融化的矽沾附在晶種上,再將晶種以邊拉邊旋轉方式抽離坩堝,而沾附在晶種上的矽亦隨之冷凝,形成與晶種相同排列的結晶。
隨著晶種的旋轉上升,沾附的矽愈多,並且被拉引成表面粗糙的圓柱狀結晶棒。
拉引及旋轉的速度愈慢則沾附的矽結晶時間愈久,結晶棒的直徑愈大,反之則愈小。
右圖(摘自中德公司目錄)為中德電子材料公司製作的晶棒(長度達一公尺,重量超過一百公斤)。
(2)切片(SLICING):從坩堝中拉出的晶柱,表面並不平整,經過工業級鑽石磨具的加工,磨成平滑的圓柱,並切除頭尾兩端錐狀段,形成標準的圓柱,被切除或磨削的部份則回收重新冶煉。
接著以以高硬度鋸片或線鋸將圓柱切成片狀的晶圓(Wafer) (摘自中德公司目錄)。
(3)邊緣研磨(EDGE-GRINDING):將片狀晶圓的圓周邊緣以磨具研磨成光滑的圓弧形,如此可(1)防止邊緣崩裂,(2)防止在後續的製程中產生熱應力集中,(3)增加未來製程中鋪設光阻層或磊晶層的平坦度。
(4)研磨(LAPPING)與蝕刻(ETCHING):由於受過機械的切削,晶圚表面粗糙,凹凸不平,及沾附切屑或污漬,因此先以化學溶液(HF/HNO3)蝕刻(Etching),去除部份切削痕跡,再經去離子純水沖洗吹乾後,進行表面研磨拋光,使晶圓像鏡面樣平滑,以利後續製程。
研磨拋光是機械與化學加工同時進行,機械加工是將晶圓放置在研磨機內,將加工面壓貼在研磨墊(Polishing Pad)磨擦,並同時滴入具腐蝕性的化學溶劑當研磨液,讓磨削與腐蝕同時產生。
研磨後的晶圓需用化學溶劑清除表面殘留的金屬碎屑或有機雜質,再以去離子純水沖洗吹乾,準備進入植入電路製程。
(5)退火(ANNEALING):將晶片在嚴格控制的條件下退火,以使晶片的阻質穩定。
(6)拋光(POLISHING):晶片小心翼翼地拋光,使晶片表面光滑與平坦,以利將來再加工。
(7)洗淨(CLEANING):以多步驟的高度無污染洗淨程序-包含各種高度潔淨的清洗液與超音動處理-除去晶片表面的所有污染物質,使晶片達到可進行晶片加工的狀態。
(8)檢驗(INSPECTION):晶片在無塵環境中進行嚴格的檢查,包含表面的潔淨度、平坦度以及各項規格以確保品質符合顧客的要求。
(9)包裝(PACKING):通過檢驗的晶片以特殊設計的容器包裝,使晶片維持無塵及潔淨的狀態,該容器並確保晶片固定於其中,以預防搬運過程中發生的振動使晶片受損。
經過晶圓製造的步驟後,此時晶圓還沒任何的功能,所以必須經過積體電路製程,才可算是一片可用的晶圓。
以下是積體電路製程的流程圖:磊晶微影氧化擴散蝕刻金屬連線磊晶(Epitoxy)指基板以外依元件製程需要沉積的薄膜材料,其原理可分為:(1) 液相磊晶 (Liquid Phase Epitoxy,LPE)LPE 的晶體成長是在基板上將熔融態的液體材料直接和晶片接觸而沉積晶膜,特別適用於化合物半導體元件,尤其是發光元件。
(2) 氣相磊晶 (Vapor Phase Epitoxy,VPE)VPE 的原理是讓磊晶原材料以氣體或電漿粒子的形式傳輸至晶片表面,這些粒子在失去部份的動能後被晶片表面晶格吸附 (Adsorb),通常晶片會以熱的形式提供能量給粒子,使其游移至晶格位置而凝結 (Condensation)。
在此同時粒子和晶格表面原子因吸收熱能而脫離晶片表面稱之為解離 (Desorb),因此 VPE 的程序其實是粒子的吸附和解離兩種作用的動態平衡結果,如下圖所示。
VPE 依反應機構可以分成 (a) 化學氣相沉積 (Chemical Vapor Deposition,CVD) 和 (b) 物理氣相沉積 (Physical Vapor Deposition,PVD)兩種技術。
CVD 大致是應用在半導體晶膜和氧化層的成長。
PVD 主要適用於金屬接點連線的沉積。
(3) 分子束磊晶 (Molecular Beam Epitoxy,MBE)MBE 是近年來最熱門的磊晶技術,無論是 III-V、II-VI 族化合物半導體、Si 或者 SixGe1-x等材料的薄膜特性,為所有磊晶技術中最佳者。
MBE 的原理基本上和高溫蒸鍍法相同,操作壓力保持在超真空 (Ultra High Vacuum,UHV) 約 10-10 Toor 以下,因此晶片的裝載必須經過閥門的控制來維持其真空度。
微影(Lithography)微影 (Lithography) 技術是將光罩 (Mask) 上的主要圖案先轉移至感光材料上,利用光線透過光罩照射在感光材料上,再以溶劑浸泡將感光材料受光照射到的部份加以溶解或保留,如此所形成的光阻圖案會和光罩完全相同或呈互補。
由於微影製程的環境是採用黃光照明而非一般攝影暗房的紅光,所以這一部份的製程常被簡稱為”黃光”。
為了加強光阻覆蓋的特性,使得圖轉移有更好的精確度與可靠度,整個微影製程包含了以下七個細部動作。
(1) 表面清洗:由於晶片表面通常都含有氧化物、雜質、油脂和水分子,因此在進行光阻覆蓋之前,必須將它先利用化學溶劑 (甲醇或丙酮) 去除雜質和油脂,再以氫氟酸蝕刻晶片表面的氧化物,經過去離子純水沖洗後,置於加溫的環境下數分鐘,以便將這些水分子從晶片表面蒸發,而此步驟則稱為去水烘烤(Dehydration Bake),一般去水烘烤的溫度是設定在100~200 ºC 之間進行。
(2)塗底 (Priming):用來增加光阻與晶片表面的附著力,它是在經表面清洗後的晶片表面上塗上一層化合物,英文全名為”Hexamethyldisilizane”(HMDS)。
HMDS 塗佈的方式主要有兩種,一是以旋轉塗蓋 (Spin Coating),一是以氣相塗蓋 (Vapor Coating)。
前者是將 HMDS 以液態的型式,滴灑在高速旋轉的晶片表面,利用旋轉時的離心力,促使 HMDS 均勻塗滿整個晶片表面;至於後者則是將 HMDS 以氣態的型式,輸入放有晶片的容器中,然後噴灑在晶片表面完成 HMDS 的塗佈。
(3)光阻覆蓋:光阻塗佈也是以旋轉塗蓋或氣相塗蓋兩種的方式來進行,亦即將光阻滴灑在高速旋轉的晶片表面,利用旋轉時的離心力作用,促使光阻往晶片外圍移動,最後形成一層厚度均勻的光阻層;或者是以氣相的型式均勻地噴灑在晶片的表面。
(4)軟烤 (Soft Bake):軟烤也稱為曝光前預烤 (Pre-Exposure Bake) 在曝光之前,晶片上的光阻必須先經過烘烤,以便將光阻層中的溶劑去除,使光阻由原先的液態轉變成固態的薄膜,並使光阻層對晶片表面的附著力增強。
(5)曝光:利用光源透過光罩圖案照射在光阻上,以執行圖案的轉移。
(6)顯影:將曝光後的光阻層以顯影劑將光阻層所轉移的圖案顯示出來。
(7)硬烤:將顯影製程後光阻內所殘餘的溶劑加熱蒸發而減到最低,其目的也是為了加強光阻的附著力,以便利後續的製程。
氧化(Oxidation)氧化(Oxidation)是半導體電路製作上的基本熱製程。
氧化製程的目的是在晶片表面形成一層氧化層,以保護晶片免於受到化學作用和做為介電層(絕緣材料)。
擴散(Diffusion)擴散(Diffusion)是半導體電路製作上的基本熱製程。
其目的是藉由外來的雜質,使原本單純的半導體材料的鍵結型態和能隙產生變化,進而改變它的導電性。
蝕刻(Etching)泛指將材料使用化學或物理方法移除的意思,以化學方法進行者稱之為濕式蝕刻(Wet Etching),是將晶片浸沒於化學溶液中,因為化學溶液與晶片表面產生氧化還原作用,而造成表面原子被逐層移除;以物理方法進行蝕刻程序稱之為乾式蝕刻 (Dry Etching),主要是利用電漿離子來轟擊晶片表面原子或是電漿離子與表面原子產生化合反應來達到移除薄膜的目的。
金屬連線金屬連線製程是藉由在矽晶塊 (Die) 上形成薄金屬膜圖案,而組成半導體元件間的電性的連接。
以歐姆式接觸 (Ohmic Contact) 而言,金屬直接和矽表面接觸,且在矽表面形成一金屬 / 矽的介面,當金屬沉積覆蓋整個晶圓表面時,藉由蝕刻去掉不需存留的金屬,形成元件間彼此的連接。