集成电路封装工艺课件.ppt

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1、集成电路芯片封装工艺流程芯片封装技术工艺流程硅片减薄硅片切割芯片贴装芯片互连成型技术去飞边毛刺切筋成型上锡焊打码芯片切割为何减薄？尺寸变大变厚切割划片困难以TSOP为例：总厚900μm有效厚300μm背面减薄技术：研磨，化学机械抛光CMP，干式抛光，电化学腐蚀(ElectrochemicalEtching)湿法腐蚀，等离子腐蚀有损坏，工艺改进：DBG(DicingBeforeGrinding)先划片后减薄DBT(DincingByThinning)减薄划片优点：避免硅片翘曲，划片引起的边缘损害芯片贴装共晶贴装法：金69%-硅31%共晶，363度反应多用

2、于陶瓷封装，在氮气中进行预型片：1/3芯片面积缺点：高温，芯片框架热碰撞系数失配焊接贴装法：芯片-金，焊盘淀积Au-Pd-Ag,焊料Pb-Sn优点：热传导性好，适合高功率器件封装焊料：硬质焊料：金硅，金锡软质焊料：铅锡共同点：都是利用合金反应导电胶贴装法:导电胶含银的高分子聚合物，有良好的导热导电性能的环氧树脂，75％－80％银，目的是散热多用于塑料封装工艺固化：150度，1小时；186度，半小时玻璃胶贴装法：玻璃胶是低成本芯片粘贴材料冷却降温注意速度优点：无空隙，热稳定好，低结合应力缺点：胶中有机成分和溶剂要去除多用于陶瓷封装，玻璃胶在特殊处理的铜合

3、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(WireBonding)载带自动键合TAB(TapeAutomatedBonding)倒装芯片键合FCB(FlipChipBonding)C4WB:4

4、子点火，金线多用，铝线不易成球热超声波键合：基板维持100－150度，结合工具不加热优点；抑制接触处金属化合物反应，变形热压键合热超声波键合载带自动键合TAB(TapeAutomatedBonding)1968年由美国通用电气公司研究定义：芯片焊区与电子封装外壳的I/O或基板上的金属布线区用具有引线图形的金属箔丝连接载带自动键合关键材料基带材料TAB金属材料芯片突点金属材料载带自动键合关键技术载带制作技术：芯片突点制作技术载带引线和芯片突点内引线焊接外引线焊接技术载带制作技术载带分三类：Cu箔单层带Cu---PI(巨酰亚胺)双层带Cu---粘贴剂－－P

5、I三层带芯片突点制作技术突块式载带，突块式芯片突点形状：蘑菇状突点直状突点载带引线和芯片突点内引线焊接载带引线和芯片外引线焊接技术倒装芯片键合技术缺点：不能直观检查，突点制作复杂，材料间的匹配性优点：安装和互连同时，省时快，适合大批生产，小电阻，电容，适合高功率器件突点芯片焊区：Al,粘附层，扩散阻挡层，金属突块凸点芯片制作工艺：蒸发溅射凸点电镀突点置球及模板印刷制作突点芯片倒装焊：基板材料：Si，陶瓷，PCB基板金属焊制造：蒸发－光刻－电镀工艺：热压焊FCB再流焊FCB环氧树脂光固化各项异性导电胶倒装焊接后芯片下面的填充：环氧树脂作用：耐机械震动和冲

6、击减少芯片和基板热膨胀实配使应力再分配填充方法：芯片基板加热70－75度注射可靠性提高5－10倍成型技术将芯片与引线框架“包装”起来金属封装塑料封装陶瓷封装以塑料封装的转移成型技术为例后固化：提高塑料聚合度必须的条件：170-175℃，2-4h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

7、缺点：电镀：周围厚，中间薄浸锡：中间厚，周围薄焊锡成分：一般63Sn/37Pb，低共熔合金熔点：183-184℃85Sn/15Pb90Sn/10Pb95Sn/5Pb减少铅的用量镀钯工艺：富镍阻挡层粘性好，再镀钯切筋成型切筋：指切除框架外引脚之间以及框架带上连在一起的地方成型：将引脚弯成一定的形状，以适合装配引脚非共面性：工艺过程热收缩应力打码打码：在封装模块的顶面印上标识，如制造商信息，国家，器件代码等打码方法：油墨印码激光印码元器件装配方式：波峰焊回流焊波峰焊适合：插孔式封装PTH回流焊适合：表面贴装式，混合型元器件装配第三章膜材料与工艺厚膜材料：几

8、微米至几百微米的膜薄膜材料：几微米以下的膜厚膜工艺和薄膜工艺微系统封装和集成电路中应用越来越多