《IC封裝製程》PPT课件

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1、第二章IC封裝製程IC封裝IC封裝乃是將IC前段製程加工完成後所提供之晶圓做切割分離成一顆顆晶粒，並外接信號線以傳遞電路訊號，及做IC封膠來保護IC元件。IC封裝製程IC封裝製程主要包括晶圓切割；晶片黏結；連線技術；封膠；剪切成型；印字；檢測；IC塑膠封裝的流程晶圓切割在晶圓背面貼上膠帶(BlueTape)晶圓黏片(WaferMount)晶圓切割機Close-upofanoperatingsaw,withcoolingwatersprayingatthetopoftherotatingbladeandthewafer.Photocourte

2、syofDisco.Portionofadicedwafer,stillonthedicingtape.Thedarkcrossisthetapebelowthewafer,visiblethroughthesawnstreets.晶圓切割晶圓黏結將IC晶片固定於封裝基板或導線架中晶片座(diepaddle)上並利用環氧樹脂(銀膠)將之黏結的製程步驟導線架(leadframe)晶片黏結製程黏結法黏結法金-矽共晶黏結法：陶瓷封裝(主要)玻璃膠黏結法高分子膠黏結法：塑膠封裝焊接黏結法金-矽共晶黏結法利用金-矽合金在3wt％，363℃時產生的共晶

3、(Eutectic)反應特性進行。處理方法：IC晶片置於已鍍有金膜的基板晶片座上，加熱至約425℃，藉金-矽的交互擴散而完成接合。環境：熱氮氣環境防矽高溫氧化－金-矽共晶黏結法反應前前處理：基板/晶片交互磨擦除氧化表層、增加反應液面濕潤性潤濕不良接合之結果:導致孔洞的產生而使接合強度與熱導性降低造成應力分佈不均金-矽共晶黏結法預型片彌補基板孔洞平整度不佳時所造成接合不完全的缺點厚度約25mm，其面積約為晶片的三分之一材質為金2-wt%係合金薄片植於基板之晶片座上；不能使用過量，否則易造成材料溢流而造成封裝的可靠度降低玻璃膠黏結法方法以戳印(

4、Stamping)、網印(ScreenPrinting)或點膠(SyringeTransfer)的方法將含有銀的玻璃膠塗於基板的晶片座上，置妥IC晶片後再加熱除去膠中有機成份並使玻璃熔融接合優點無孔洞優良的熱穩定性低殘餘應力與低溼度含量的結合玻璃膠黏結法注意：膠中有機物必須完全除去，以免影響穩定性及可靠度；冷卻需防接合破裂高分子黏結法常用於塑膠封裝－高分子材料與銅引腳的熱膨脹係數相近圖膠方式與玻璃膠黏結法方式類似所用之塗膠為環氧樹酯或聚亞醯胺優點低成本且能配合自動化生產製程缺點－熱穩定性較差，易導致有機成份洩漏而影響封裝的可靠度焊接黏結法利

5、用合金反應進行晶片黏結優點：能形成熱傳導性優良的黏結熱氮氣環境：防止銲錫氧化及孔洞的形成硬質焊料：金-矽、金-錫、金-鍺優點：可以獲得良好抗疲勞與抗潛變缺點：一產生熱膨脹係數差異引起的應力破壞軟質焊料：鉛–錫、鉛–銀–銦可改善硬焊的缺點聯線技術目的:IC晶片必須與封裝基板或導線架聯結，以達到電子訊號傳遞的功能聯線技術打線接合(WireBonding)卷帶自動接合(TapeAutomatedbonding)覆晶接合(FlipChip)Wire-bonding(www.inex.org.uk)WireBondingWIREBONDINGONIC

6、CHIP(www.ust.hk)打線接合(WireBonding)適用於低密度聯線(300個I/O點以下)受末端成球大小、接合工具形狀、接墊之幾何排列與封裝基板結構淨空之影響超音波接合(UltrasonicBonding)熱壓接合(ThermocompressionBonding)熱超音波接合(ThermosonicBonding)打線接合為周列式接合(PeripheralArray)超音波接合(UltrasonicBonding，U/S)利用音波弱化(AcousticWeakening)之效應促進接合介面動態回復與再結晶而接合。超音波接合

7、係以接合楔頭(Wedge)引導金屬線使其加壓於接墊上，再輸入頻率20至60kHz，振幅20至200mm的超音波，藉音波震動與加壓產生冷焊效應而完成接合。楔形接點超音波接合優點接合溫度低、接點尺寸較小且迴繞輪廓較低。適用於接墊間距小的電路聯線。缺點導線迴繞的方向必須平行於兩接點連線的方向。超音波接合最常用的導線材料：鋁鋁－1％矽合金；鋁－0.5-1％鎂合金超音波接合過程超音波接合楔形接點熱壓接合(ThermocompressionBonding,T/C)壓縮的目的:增加接合面積、減低界面粗造度對接合品質的影響採接合工具與基板接墊同時加溫的

8、方式：接合工具：300~400℃基板接墊：150~250℃最常用的導線材料：金（抗氧化性佳）、鋁毛細管：高溫耐火材料氧化鋁(Alumina,Al2O3)、碳化鎢熱壓接合過程金屬線