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第一章%20%20电子封装设备概论

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电子封装概述

电子封装概述

电子封装概述
1.1 封装层次和封装功能
(3)散热通道。各种电子封装都要考虑器件、部件长期 工作时如何将聚集的热量散出的问题，以达到在使用温度要 求的范围内系统能正常工作。
(4)机械支撑。电子封装可为芯片和其它部件提供牢固 可靠的机械支撑，还能在各种恶劣环境和条件变化时与之相 匹配。
(5)电气环境保护。半导体芯片在没有封装之前，始终 都处于周围环境的威胁之中。有的环境条件极为恶劣，更需 将芯片严加保护。因此，电子封装提供对芯片的环境保护显 得尤为重要。
电子封装概述
1.1 封装层次和封装功能
(1)电源分配。电子封装首先要能接通电源,使芯片与电 路流通电流。其次，电子封装的不同部位所需的电源有所不 同,应将不同部位的电源分配恰当，以减少电源的不必要损 耗。同时还需考虑接地线分配问题。
(2)信号分配。为使电信号延迟尽可能减小，在布线时 应尽可能使信号线与芯片的互连路径及通过封装的输入/输 出(Input/Output,I/O)引出的路径达到最短。对于高频信号还 应考虑信号间的串扰以进行合理的信号分配布线。
电子封装概述
1.1 封装层次和封装功能
第三阶段，芯片封装从周边“线”封装成功发展到“面” 封装， 球栅阵列封装是“面”封装的代表， I/O 口分布于 整个芯片封装体背面， 保证了足够的焊点尺寸和节距， 工 艺难度显著降低， 而可靠性却大大增加。
第四阶段，随着电子产品日益微型化，导致集成电路芯 片封装体也相应微型化，提高封装率越来越重要，促进了芯 片尺寸封装技术的发展。
手机的封装过程
电子封装概述 1.1 封装层次和封装功能
笔记本电脑的封装过程
电子封装概述
1.1 封装层次和封装功能
封装内容 电子封装的功能是对微电子器件(IC)进行保护,提供能源 和进行散热冷却,并将微电子部分与外部环境进行电气和机 械连接。无论是单个晶体管芯片,还是超大规模集成电路 (GrandScaleIntegration,GSI),都必须进行封装。 电子封装包括电源分配、信号分配、散热通道、机械支 撑和环境保护。

电子封装专用设备 第1章 绪论

电子封装专用设备 第1章 绪论

第1章绪论1.1电子制造与电子封装1.1.1 电子产品制造如今，我们每天工作、生活无法离开的各种电子产品，比如手机、计算机、电视机、打印机等，都是电子产品的典型代表。

另外大量的电子产品以部件或零件的形式用于各种家用电器、办公自动化设备、医疗设备、通讯设备、工业生产设备，以及各种交通工具中。

电子产品一般由各式各样的电子元器件、集成电路（也就是芯片）、组装基板、电源、保护壳体等组成。

电子产品制造的基础是各种电子材料，由基础的电子材料做成元器件，再组装成各种基础部件，由各种电子元器件或者部件组成人们需要的各种电子产品。

电子产品的式样、种类繁多，但是其制造过程基本相同。

电子产品的物理实现过程可以归纳成如图1.1所示形式。

由单晶硅制成半导体芯片（晶圆形式），晶圆经过测试、封装后成为独立的成品芯片。

各种基础材料经过加工成为元器件。

覆铜板加工成为PCB基板，陶瓷材料加工成陶瓷基板。

成品IC（集成电路，也就是芯片）、各种元器件组装到基板上就构成电子产品的主体结构，再加上覆盖件就成为电子产品。

图1.1 电子产品的物理实现过程下面以一般的智能手机制造为例，说明电子产品的基本制造过程。

一般智能手机的软硬件组成如下：手机软件系统+CPU（中央处理器）+ GPU（图形处理器）+ ROM（只读存储器）+ RAM（随机存取存储器）+ 外部存储器（TF卡、SD卡等）+ 手机屏幕+ 触摸屏+ 话筒+ 听筒+ 摄像头+ 重力感应+ 蓝牙（Bluetooth）+ 无线连接（WiFi）+ 基板+ 连线+ 外壳。

手机硬件的制造过程大致分为以下几个阶段：（1）芯片设计。

该阶段主要完成手机上各类芯片的集成电路的设计。

（2）芯片前端制造，也就是晶圆制造（或称硅片制造，下同），如CPU、GPU、ROM、RAM等芯片的制造，一般由上游厂家完成晶圆制造。

厂家有高通、德州仪器、三星、联发科、华为等。

（3）芯片封装。

完成晶圆的测试、晶圆减薄、划片、固晶、键合、封装等工序。

第1章_电力电子器件概述(王兆安《电力电子》_第四版)

第1章_电力电子器件概述(王兆安《电力电子》_第四版)

1-11
1.2
不可控器件—电力二极管· 引言
Power Diode结构和原理简单，工作可靠，自 20世纪50年代初期就获得应用。
快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高 频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具 有不可替代的地位。
整流二极管及模块
1-12
1.2.1 PN结与电力二极管的工作原理
电力二极管的主要类型
按照正向压降、反向耐压、反向漏电流等性能， 特别是反向恢复特性的不同介绍。
1) 普通二极管（General Purpose Diode）
又称整流二极管（Rectifier Diode） 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路 其反向恢复时间较长 正向电流定额和反向电压定额可以达到很高 DATASHEET
肖特基二极管的优点
反向恢复时间很短（10~40ns）。 正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲。 反向耐压较低时其正向压降明显低于快恢复二极管。 效率高，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还小。
1-24
1.3
半控器件—晶闸管
1.3.1 晶闸管的结构与工作原理 1.3.2 晶闸管的基本特性 1.3.3 晶闸管的主要参数
1-22
1.2.4
电力二极管的主要类型
2) 快恢复二极管 （Fast Recovery Diode——FRD）
简称快速二极管 快恢复外延二极管
（Fast Recovery Epitaxial Diodes——FRED），其 trr更短（可低于50ns）， UF也很低（0.9V左右）， 但其反向耐压多在1200V以下。 从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。 前者trr为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下， 甚至达到20~30ns。 DATASHEET 1 2 3

第一章：绪论

第一章：绪论
目前微电子技术主要可分为4大类: 1)集成电路设计；2)集成电路制造； 3)集成电路封装；4)集成电路测试。
微电子技术相对独立地细分，可分成12种：
(1) 电路设计； (2) 工艺集成和器件结构；(3) 前端 工艺；(4) 光刻；(5) 互连线；(6) 工厂集成；(7) 组装 与封装； (8) 测试与测试设备 ；(9) 环境、安全与健 康；(10) 成品率；(11) 计量；(12) 模型与模拟。
参考书目
1、李可为，集成电路芯片封装技术，电子工业出版社，2007.3
2、中国电子学会，微电子封装技术，中国科大出版社，2003.4
3、田民波，电子封装工程，清华大学出版社，2003.9 4、Herper, C.A. 主编，中国电子学会译，电子封装材料与工艺，化学 工业出版社，2006.3 5、贾松良等译，芯片尺寸封装，清华大学出版社，2003.10 6、赵树武等译，芯片制造（第四版），电子工业出版社， 2004.10 7、周良知，微电子器件封装，化学工业出版社，2006.8 8、Richard K.U., William D.B. 主编. 李虹，张辉 等译. 高级电子封装.
图1-5 直径达300毫米的硅柱，
4 1.5 1.5 3500
4 1.5 1.5 5000
使用电压/V
I/O数量/（个）
集成电路芯片的发展主要表现在以下几个方面： （1）芯片尺寸越来越大。芯片尺寸的增大有利于 提高集成度，增加片上功能，最终实现芯片系统， 大大简化电子机器的结构，降低成本，但对封装技 术提出更高要求，不利于低成本，微型化。
1.3 微电子技术相关知识
1.3.1 微电子技术促进封装的发展
随着微电子技术的发展，集成电路的设计也越来越复杂， 要求整个电子系统的大部分功能都集成在一个单芯片内，这 就要求微电子封装具有更多的引线、更密的内连线和芯片尺 寸变大。

电子封装技术基础教程

电子封装技术基础教程

电子封装技术(Electronic Packaging Technology)电子封装在电子制造工程学科中的角色微电子制造工艺流程—概貌IC Front End (IC 前端工艺)IC Back End (IC 后端工艺)Assembly 组装电子系统或电子产品电子封装技术所包涵的主要内容电子封装技术互连技术封装工艺基板技术封装材料测试及可靠性试验……课程主要内容1.概论2.电子封装中的互连技术3.电子封装材料4.典型封装工艺流程5.塑料封装6.电子封装中的基板技术7.封装缺陷及可靠性试验8.先进封装技术教学方法及目标1.教学方法:•讲授•分组讨论•分组分章制作课件•试讲2.教学目标教学目标::•基本掌握核心内容•教学大纲•课件基本构架参考书目[1] [1] 李有为编者李有为编者李有为编者, , , 集成电路芯片封装技术集成电路芯片封装技术集成电路芯片封装技术,,电子工业出版社[2] [2] 況延香等況延香等況延香等﹐﹐ 微電子封裝技術微電子封裝技術﹐﹐ 2003 2003..[3] [3] 微电子封装手册（第二版）微电子封装手册（第二版）微电子封装手册（第二版）,,电子工业出版社电子工业出版社, , , 20012001年年 [4] John H Lau, BGA Technology[5] John Lau, Low Cost Flip Chip Technologiesetc.etc. …………………………第一章概论 (Introduction)目录1.微电子制造工艺流程—概貌2.电子封装的定义及功能3.电子封装的发展历史4.电子封装的层次及分类5.典型封装器件6.电子封装的发展趋势IC Front End (IC 前端工艺)IC Back End (IC 后端工艺)Assembly 组装电子系统或电子产品微电子制造工程包括集成电路设计、集成电路制造、封装测试及组装等关键技术.而集成电路设计、制造和封装测试是集成电路产业发展的三大产业之支柱.本课程以微电子封装技术为主.2. 2. 电子封装的定义电子封装的定义电子封装的定义及功能及功能广义:▪ 从晶园到芯片、器件、组件及电子产品的整个制造工艺▪ 包括电子工程、机械、材料、化学、物理等的多学科性的系统工程狭义:▪ 从芯片到器件或组件的制造工艺An example--QFP:电子封装的作用电子封装的四个功能：● 为IC芯片提供机械支撑和环境保护(circuit support and protection)；●接通半导体芯片的电流通路(power distribution)；● 提供信号的输入和输出通路 (signal distribution)；●提供热通路，散逸半导体芯片产生的热(heat dissipation)。

第1章 绪论

第1章 绪论

集成电路存在于
我们生活的每一个角落
1. IC工艺技术及其发展趋势
微电子封装一向是跟踪有源器件芯片的发展而发展的，而
先进微电子封装则是追随集成电路芯片的发展而发展的。因此， 论述微电子封装的发展，首先要展示IC的发展。 教材P5∽6给出了IC不同品种历年来的进展及发展趋势、IC 的集成度发展趋势、IC芯片尺寸（面积）发展趋势以及IC的特
用封装外壳将芯片封装成单芯片组件(Single Chip Module,简
称SCM）和多芯片组件(MCM)的一级封装，将一级封装和其他组 件一同组装到印刷电路板(PWB)（或其他基板）上的二级封装,
以及再将二级封装插装到母板(Mother-Board)上的三级封装。
在这里，硅圆片虽然不作为一封装层次，但却是微电子封 装的出发点和核心。在IC芯片与各级封装之间，必须通过互连 技术将IC芯片焊区与各级封装的焊区连接起来才可形成功能， 也有的将这种芯片互连级称为芯片的零级封装。
世界第一块集成电路 IC
by Jack Kilby (Texas Instruments)
1958
电子系统小型化、高速化、高可靠性（如电子计算机）：
要求元器件小型化、集成化 → 晶体管越做越小 → 同时将无 源器件和布线同时形成 → 二维电路 → 薄膜或厚膜集成电路。
薄膜或厚膜集成电路+有源器件（晶体管)——混合集成电 路HIC（Hybrid Integrated Circuit)。 将无源器件和布线像晶体管一样制在一块硅片(Si)上(电路 微型化）——单片集成电路MIC（Monolithic Integrated Circuit）。 20世纪60年代中期，IC由集成21∽26个元器件的小规模IC (Small Scale Integration, 简称SSI） 集成26∽211个元 器件的中等规模IC（Medium Scale Integration,简称MSI）。 I/O引脚数达到数十个，TO型封装难以适应 双排直插式 引脚陶瓷封装DIP（Double In-line Package)。20世纪70年 代中小规模IC电子封装的主导产品，后来又开发出塑封DIP （PDIP）,至今仍在使用。

电子封装教学大纲

平时作业+期末考核
教材及主要参考书
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中文
外文
教材
电子封装工程
主要参考书
先修要求、适用院系及专业
适用于材料系，化工系，物理系，微电子所等
二、课程内容简介（200－400字，双语教学课程须同时提供中英文内容简介）
微电子产业已逐渐演变为设计、制造和封装三个相对独立的产业，而目前电子封装已成为整个微电子产业的瓶颈。本课程讲解电子封装的基本概念及其演变与进展、薄膜材料与工艺、厚膜材料与工艺、有机基板、无机基板、微互连技术、封装与封接技术、BGA与CSP封装、电子封装的分析、评价及设计、超高密度封装的应用和发展等内容。
3.帮助学生熟悉封装用的各种材料。
课程负责人
田民波
课程类型
□文化素质课□公共基础课□学科基础课
□专业基础课专业课□其它
教学方式
讲授为主□实验/实践为主□专题讨论为主
□案例教学为主□自学为主□其它
授课语言
中文□中文＋英文（英文授课>50%）
□英文□其他外语
学分学时
学分
2
总学时
32
考核方式及成绩评定标准
三、课程主要教学内容（可列多级标题，如设有实验，还须注明各实验名称、实验目的及实验内容）
第一章电子封装工程概述
第二章电子封装工程的演变与进展
第三章薄膜材料与工艺
第四章厚膜材料与工艺
第五章基板技术（Ⅰ）——有机基板
第六章基板技术（Ⅱ）——陶瓷基板
第七章微互联技术
第八章封装技术
第九章BGA与CSP
第一十章电子封装的分析、评价及设计——以MCM为例
第十一章超高密度封装的应用和发展
本科《电子封装》课程教学大纲

《电子封装技术专业 学科(专业)概论》课程教学大纲

《电子封装技术专业学科（专业）概论》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：学科（专业）概论英文名称：An Introduction to Discipline (Specialty)二、课程编码及性质课程编码：0400022课程性质：必修课三、学时与学分总学时：16学分：1四、先修课程军训、入学教育、实验室参观五、授课对象本课程面向刚入校的“电子封装技术专业”学生，也可以供“电子制造科学与工程专业”和“微电子工程专业”入学新生选修。

六、课程教学目的本课程是本专业入学新生快速了解专业领域的历史、现状、发展，培养学生专业兴趣的导入与介绍课程。

主要包括：1．系统介绍从电子管、半导体、集成电路再到信息电子产品的制造发展历程，理解信（信息电子产品）和衣、食、住、行相提并论，成为人们现代人们生活的必须（需），从而深入掌握信息电子产品制造的内涵、外延；2．介绍本专业的教学规划、教学体系、四年的课程安排，各课程的特色与相互关联，培养新生四年大学学习与生活的规划能力；3．重点介绍集成电路制造、电子封装技术、电子组装技术、半导体照明、太阳能光伏、电子显示技术等的基本知识、应用领域、发展方向，理解人类未来电子产品制造的蓝图；4．培养学生从事电子制造领域的素质和能力。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）向学生介绍本专业的基本状况与发展前景，激发学生对本专业的兴趣，立志投身中国的电子制造业；2）介绍本专业的教学规划、教学体系、四年的课程安排，介绍各课程的特色与相互关联；3）重点介绍集成电路制造、电子封装技术、电子组装技术、半导体照明、太阳能光伏、电子显示技术等的基本知识、应用领域、发展方向。

教学难点：学科（专业）概论是电子封装技术专业的必修课程，具有入门、宏观、概要等特征，对学生的四年专业学习起着引领、指导、启发等作用，是进入大学学习的最重要认识课程。

由本专业的资深教授讲授，间或聘请专业领域的著名人士以专题讲座形式进行。

电子封装工艺设备


太阳能电池板封装 风力发电设备封装 电动汽车电池组封装 燃料电池封装
添加 标题
电子封装工艺设备在智能制造领域的应用，可 以提高生产效率、降低成本、提升产品质量。
添加 标题
电子封装工艺设备在智能制造领域的应用，可 以实现自动化、智能化生产，提高生产线的稳 定性和可靠性。
添加 标题
电子封装工艺设备在智能制造领域的应用，可 以满足高精度、高可靠性的产品要求，提高产 品的竞争力和市场占有率。
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
电子封装工艺定义：将电子元 器件、电路板等组装、连接、 固定在特定壳体中，实现电路 功能和系统集成的过程。
电子封装工艺的作用：保护电路板 和元器件免受环境影响和机械损伤； 提供电信号的传输通道；实现散热、 电磁屏蔽等功能；确保电子产品的 可靠性、稳定性和性能。
添加 标题
电子封装工艺设备在智能制造领域的应用，可 以缩短产品研发周期，加快产品上市速度，提 高企业的市场响应速度和创新能力。
PART FOUR
金属材料：具有 良好的导热、导 电性能，常用的 有铜、铝等。
非金属材料：如 陶瓷、玻璃等， 具有较高的绝缘 性能和耐高温性 能。
复合材料：由两 种或两种以上材 料组成，具有综 合性能优势，如 金属基复合材料、 陶瓷基复合材料 等。
PART FIVE
定期检查：确保设备各部件正常工作，及时发现并解决潜在问题。 清洁保养：保持设备清洁，防止灰尘、污垢对设备性能产生影响。 润滑工作：定期对设备进行润滑，减少磨损，延长设备使用寿命。 安全操作：遵循设备操作规程，确保设备安全稳定运行。

第一章 电子制造概述

第一章 电子制造概述
电子管收音机普遍使用五六个电子管，输 出功率只有1瓦左右，而耗电却要四五十瓦， 功能也很有限．打开电源开关，要等1分多 钟才会慢慢地响起来。 电子管的问世推动了无线电电子学的蓬勃 发展，但是不可否认的是，电子管十分笨 重，能耗大、寿命短，其制造工艺也十分 复杂。

第一章 电子制造概述

第一章 电子制造概述
第二节 集成电路封装技术的概述
1、封装的概念 2、封装的作用 3、封装技术 4、封装技术的演变
第一章 电子制造概述
电子封装
电子封装是集成电路生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大 的影响。 封装所涉及的领域广，它需要从材料到工艺、 从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等 等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力，是 一门综合性非常强的新型高科技学科。
第一章 电子制造概述
1、封装的概念
狭义定义：集成电路芯片封装（Packaging,PKG）是 指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在 框架或基板上布臵、粘贴固定及连接，引出接线端子 并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构 的工艺。 广义定义：还包括指封装工程：即将封装体与基板连 接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个 系统综合性能的工程。
第一章 电子制造概述
5、适于批量生产，降低生产成本，且易于 实现装配机械化和自动化。 正因为晶体管的性能如此优越，晶体管诞 生之后，便被广泛地应用于工农业生产、 国防建设以及人们日常生活中。1953年， 首批电池式晶体管收音机投放市场，便引 起了一个消费热潮。

第一章 电子制造概述
从电子管到晶体管
第一章 电子制造概述
芯片封装的演变图
第一章 电子制造概述
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• 广义的封装说法强调了所谓一体化电子制造概念，即把电 子制造过程用一个术语概括，便于建立全局观念，也有利 于不同行业共性技术的交流，以及不同行业的融合与贯通。 但是，“封装”（package）一词并不能涵盖电子制造中 众多学科的内涵，也无法概括多种多样的技术特点，因而 多层级封装只是一个学术概念。 • 实际产业界通行的仍然是狭义的封装与组装 ① 封装专指以集成电路代表的元器件内部电气互连引线 与外包封与形式； ② 组装专指的是由电子物料到产品整机的实现过程，一 般主要指的是印制电路板组件的安装连接，即通常所 说的板级组装。
图1.8 电子制造物料与装备体系
• 在电子物料中，材料处于最前端，它既是制造包括集成电 路在内的各种电子元器件和承载元器件的电子基板的原料， 也是构成电子整机必不可少的各种功能件和结构件的原料， 同时还是元器件、基板以及整机制造工艺中不可或缺的工 艺材料的原材料。 • 电子元器件是电子产品的基本组成单元，其技术水平和可 靠性直接决定电子产品的质量与性能，是电子信息产业的 基础支撑产业。电子元器件无处不在，不论是日常的消费 电子产品还是工业用电子设备，都是由基本的电子元器件 构成的。 • 电子元器件介于电子整机行业和原材料行业之间，其特点 是是所生产的产品与最终产品之间无直接的对应关系，参 与多个价值链的形成。
电子封装
电子组装
电子产品
图1.5
电子封装与级
在学术界更倾向于把封装与组装统一到一个名称下，而用 层级来划分不同领域的技术内容。 由于在电子制造技术中材料科学的先导性和基础性，从事 电子材料研究及电子封装工作的学术领域以“电子封装” 作为封装与组装的统称，并且分为多个层级。 把封装与组装统一到“多级封装”名称下的封装概念，可 以称为广义的电子封装，相应的元器件封装就是狭义的电 子封装概念了。
• 电子基板与电子元器件一样，是电子产品子产品的基本组 部分，其技术的水平直接决定电子产品的结构、性能和组 装制造的效率，电子产品的每次升级换代，无论是微小型 化还是多功能化，都离不开电子基板技术的支撑。 • 电子制造基础硬件中，除了物料之外就是装备。 • 电子制造装备跨越整个电子产业链，无论前端的电子材料 制备、中间的元器件和基板制造，还是最终的整机产品组 装制造，都离不开相应的制造装备。
图1.14
大幅丝网印刷机
3．电子元件及机电组件生产装备
• 包括线束线缆设备，电阻器、电容器和电感器制造设备， 敏感组件制造设备，传感器制造设备，晶体振荡器制造设 备，滤波器制造设备，频率器件制造设备，磁性材料及元 件制造设备，电子变压器制造设备，开关制造设备，接插 件制造设备，微特电机制造设备，继电器制造设备，电声 器件制造设备，电池生产设备，陶瓷材料设备，线圈制造 设备等。
学习了解电子制造技术、电子封装与组装技术是基础。
• 电子封装与组装在不同领域有不同含义。 • 在工业界，封装与组装分属两个不同的行业，电子封装是 半导体制造行业中的后端工序，是半导体三大独立组成分 行业之一。 半导体制造包含：制造、封装、测试 • 而组装则广泛分布于各种整机和系统制造领域，特别是近 年来，随着电子信息产业规模越来越大而快速发展起来的 电子制造服务(electronic manufacturing services， EMS)企业，这个过去被称为代工的行业，更是专业从事电 子组装制造，在电子信息产业链中，承担从电子制造物料 （主要包括集成电路、无源元件、印制电路板以及其他辅 料）到产品整机的制造环节。 代工企业：如富士康等
1．半导体制造装备
（1）硅单晶制造设备，包括硅单晶制造设备、圆片整形加 工研削设备、切片设备、取片设备、磨片设备、抛光设备 和各种检验设备等； （2）电路设计及CAD设备，包括计算机系统、各种输入输出 设备和各种软件等； （3）制板设备，包括图形发生器、接触式打印机、抗腐剂 处理设备、腐蚀设备、清洗备和各种检验设备等。
电子 制造
电子零 部件 电子系统设计
IC设计/制造
PCB 制造
电子组装
销售/ 服务
回收 循环
设备/材料 物流供应链
制造 系统
图1.1 电子制造系统
电子封装或组装
图1.2 电子产品的典型制造过程
图1.3 电子产品的物理实现过程
电子基础制造
其他元器件制造 微电子制造 PCB制造 电子材料料
真空电子器件 半导体分立器件 光电器件
（4）芯片制造设备，包括光刻设备（曝光设备、涂膜、显影设 备、腐蚀设备等）、清洗设备、掺杂设备（离子注入设备、 扩散炉）、氧化设备、CVD（化学气相沉积）设备、溅射设备、 各种测试检测分析评价设备等；
（5）封装与测试设备，包括组装设备（划片设备、键合设备、 塑封设备、老化设备）、试验设备（验漏、测试、数据处理 设备、环境试验设备）等；
第一章 电子封装设备概论
主要内容
介绍电子制造与电子封装的基本概念 电子封装层级 电子制造过程与主要设备类型 电子制造关键设备及技术（光刻机、贴片机） 现代电子制造装备的发展趋势与特点
1.1
电子制造与电子封装基本概念
1.电子制造 电子制造（electronic manufacture） 有广义和狭义之分。 广义的电子制造包括电子产品从市场分析、经 营决策、整体方案、电路原理设计、工程结构 设计、工艺设计、零部件检测加工、组装制造、 质量控制、包装运输、市场营销直至售后服务 的电子产业链全过程，也称为电子制造系统或 大制造观念。
4．印制电路板生产装备
• 包括基板加工设备，压合设备，钻孔成形设备，湿制程设 备，丝印设备，检测设备，电镀设备，喷锡设备，压膜机， 曝光机，显影机，制板机，烘烤制程自动线以及环境工程 设备等。
5．组装及整机装联设备
• 包括SMT焊膏印刷机，喷涂设备，点胶设备，自动插件机， 贴片机，接驳台，上下机，回流焊机，波峰焊机，炉温测 量仪，清洗设备，返修设备，自动光学检测设备（AOI）， 自动X射线检测设备（AXI），环境设备，各种辅助设备 （零件编带机、钢网清洁机、焊膏搅拌机、锡膏测试仪、 元器件及印制电路板烤箱、锡渣还原机等），氮气设备， 电缆加工及检测设备等。
图1.9 单晶硅锭生长的提拉法工艺 （a）晶体提拉之前的初始装置 （b）晶体提拉形成晶棒的过程
图1.10 硅锭成形的外圆磨削操作 （a）一个可实现对直径和外圆控制的外圆磨削 （b）圆柱体上磨削出的一个平面
图1.11 采用金刚石砂轮的切割锯切硅晶片
图1.12 硅晶片处理的两个步骤 （a）轮廓磨削以便磨圆硅晶片边缘 （b）表面抛光
1.2 电子制造物料与装备体系
• 电子制造物料与装备是电子制造产业的硬件基础，是制造 各种满足人类社会需求的电子产品的物质前提，电子制造 物料包括电子产业链最前端的电子材料、中间产品电子元 器件以及实现电子元器件组装连接的基板。 • 电子制造装备指制造过程中使用的各种机器设备、工装夹 具和工具等，电子制造物料与装备共同构成电子制造产业 的硬件基础。
（6）半导体工程设备，包括净化室、净化台、晶圆标准机械接 口箱、自动搬送设备和环境控制设备（超净水制造、废气处 理、废液处理、精制设备、分析设备、探测器）等。
等离子体刻蚀机
光刻机
图1.13
刻蚀与光刻机
2．电真空器件及平板显示器生产装备
• • • • • • 显像（显示）管制造设备； 真空开关管制造设备； 液晶显示器件制造设备； PDP制设备； VFD（真空荧光显示屏）制造设备； 电子枪制造设备等。
晶圆 芯片 一级封装（多芯片模具） 单芯片
二级封装（PCB）
三级封装（母板）
图1.6 电子封装的层级
目前学术界比较认同的是3个层级的封装说法，其中： • 第一层级即芯片级封装，与企业界术语是一致的，主要指 集成电路封装但不限于集成电路，各种元器件包括无源元 件和功能模块或各种功能部件都需要外封装。芯片级封装 在半导体产业中由于直接影响到芯片自身性能的发挥，并 且涉及与之连接的PCB（印制电路板）的设计和制造，其 重要性越来越受到认可。 第二层级即板卡级封装，在企业界普遍认可的是“组装” 这个术语；主要指印制电路板组装但不限于印制电路板， 其他电子零部件，例如显示器面板、手机、数码相机部件 等都是通过第二层级电子封装来完成最后的装配。板卡级 封装目前以表面组装(SMT)为主、通孔组装(THT)为辅，是 电子制造整机和EMS厂商的技术核心。
集成电路芯片 零级封装
芯片级封装 一级封装 元器件 二级封装 印制电路板
框架 三级封装
系统 四级封装
图1.7
大规模电子系统中的封装层级
（2）电子组装 电子组装技术的定义
• 电子组装技术（electronic assembly technology）也称为 电子装联技术或电子装配技术，主要指由电子元器件到电子 产品整机的物理实现的全过程，也就是根据电路原理图，将 电路中各种电子元器件、零部件以及印制电路板等原材料进 行安装互连、检测调试，使其成为具有预定功能和设计性能 的电子产品或系统的一种制造技术。
• 我国已经成为电子制造大国，成为众人皆知的电子产品世 界工厂。 • 但是我国庞大的电子制造产业所用制造装备，相当大的比 例依赖进口，特别是高端装备，例如高精度光刻机、SMT 组装贴片机以及光电子装备等对产业发展起关键性作用的 设备，完全依赖进口。 • 现代电子制造装备横跨电子、机械、自动化、光学、计算 机等众多学科，涉及精密视觉检测、高速高精度控制、精 密机械加工、计算机集成制造等核心技术，是典型的机光 电一体化高科技领域。 现在我国IC产业的高速扩张、电子组装制造业持续高速发 展以及光伏和半导体照明迅速兴起，为电子制造装备带来了 广阔的发展空间。 具有自主知识产权、国际先进水平的电子制造装备必将在 中国大地开花结果。
• 第三层级即整机级封装，在企业界一般称为整机组装、整 机装连或整机装配，通常以非永久性连接技术与机械结构 安装为主，将各种电路板卡和零部件安装到母板或机壳、 机箱等外壳中，进而完成整组装机制造。对于大部分电子 产品而言，整机级封装核心主要在于系统设计和各种零部 件质量检测、标准化和工艺管理。