微电子封装技术ppt课件.ppt

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1、集成电路封装技术第2章封装工艺流程2.1流程概述2.2芯片减薄2.3芯片切割2.4芯片贴装2.5芯片互连技术2.6成形技术2.7后续工艺2.1流程概述芯片封装工艺流程一般可以分为两个部分：前段操作和后段操作。前段操作一般是指用塑料封装（固封）之前的工艺步骤，后段操作是指成形之后的工艺步骤。封装技术的基本工艺流程为：硅片减薄→硅片切割→芯片贴装→芯片互连→成形技术→去飞边毛刺→切筋成形→上焊锡→打码等。2.2芯片减薄目前大批量生产所用到的主流硅片多为6in、8in和12in，由于硅片直径不断增大，为了增加其机械强度，厚度也相应地增加，这就给芯片的切割带来了困难，所以在封

2、装之前要进行减薄处理。硅片的背面减薄技术主要有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀、常压等离子腐蚀等。2.2芯片减薄磨削的磨轮及工作示意图2.3芯片切割硅片减薄后粘贴在一个带有金属环或塑料框架的薄膜（蓝膜）上，送到芯片切割机进行切割，切割过程中，蓝膜起到了固定芯片位置的作用。切割的方式可以分为刀片切割和激光切割两个大类。作为切割工艺的改进，相继又开发出先切割后减薄和减薄切割方法。2.3芯片切割先切割后减薄DBG法示意图2.4芯片贴装芯片贴装也称为芯片粘贴，是将芯片固定于框架或封装基板上的工艺过程。贴装的方式主要共晶粘贴法、焊

3、接粘贴法、导电胶粘贴法和玻璃胶粘贴法。2.4芯片贴装共晶粘贴法是利用金-硅合金（一般是69%的金和31%的Si），在363℃时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。一般的工艺方法是将硅片置于已镀金膜的陶瓷基板芯片座上，再加热至约425℃，借助金-硅共晶反应液面的移动使硅逐渐扩散至金中而形成的紧密结合。2.4芯片贴装共晶粘贴法示意图2.4芯片贴装焊接粘贴法工艺是将芯片背面淀积一定厚度的Au或Ni，同时在焊盘上淀积Au-Pd-Ag和Cu的金属层。其优点是热传导好。工艺是将芯片背面淀积一定厚度的Au或Ni，同时在焊盘上淀积Au-Pd-Ag和Cu的金属层。这样就可以使用Pb-Sn

4、合金制作的合金焊料将芯片焊接在焊盘上。焊接温度取决于Pb-Sn合金的具体成分比例。2.4芯片贴装导电胶粘贴法不要求芯片背面和基板具有金属化层，芯片座粘贴后，用导电胶固化要求的温度时间进行固化，可以在洁净的烘箱中完成固化，操作起来比较简便易行。导电胶进行芯片贴装的工艺过程如下：用针筒或注射器将黏着剂涂布在芯片焊盘上，然后将芯片精确地放置到焊盘的黏着剂上面。导电胶粘贴法的缺点是热稳定性不好，容易在高温时发生劣化及引发黏着剂中有机物气体成分泄露而降低产品的可靠度，因此不适用于高可靠度要求的封装。2.4芯片贴装玻璃胶粘贴芯片时，先以盖印、网印、点胶等技术将玻璃胶原料涂布在基板

5、的芯片座上，将IC芯片放置在玻璃胶上后，再将封装基板加热至玻璃熔融温度以上即可完成粘贴。玻璃胶粘贴法的优点是可以得到无空隙、热稳定性优良、低结合应力与低湿气含量的芯片粘贴；其缺点是玻璃胶中的有机成分与溶剂必须在热处理时完全去除，否则对封装结构及其可靠度将有所损害。2.5芯片互连技术将芯片压焊块与封装外壳的引脚相连接，使芯片实现既定的电路功能。芯片互连常见的方法有（WireBonding，WB）、载带自动键合（TapAutomatedBonding，TAB）、倒装芯片键合（FlipChipBonding，FCB）三种。2.5芯片互连技术芯片互连的示意图2.5.1打线键合

6、WB是将半导体芯片焊区与微电子封装的I/O引线或基板上的金属布线焊区用金属细丝连接起来的工艺技术。主要的打线键合方式有热压键合（ThermocompressionBonding，也称为T/CBonding）、超声波键合（UltrasonicBonding，也称为U/SBonding）和热超声波键合（ThermosonicBonding，也称为T/SBonding）三种。2.5.1打线键合热压键合技术热压键合技术利用加热和加压力，使金属丝与Al或Au的金属焊区压焊在一起。通过加热和压力，使焊区金属发生塑性形变，同时破坏压焊界面上的氧化层，使压焊的金属丝与焊区金属接触面的

7、原子间达到原子引力范围，从而使原子间产生吸引力，达到“键合”目的。2.5.1打线键合热压键合技术2.5.1打线键合热压键合技术2.5.1打线键合超声波键合又称超声焊，利用超声波产生的能量，通过磁致伸缩换能器，在超高频磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动，经变幅杆传给劈刀，使劈刀相应振动；同时，在劈刀上施加压力。劈刀在这两种力的共同作用下，带动金属丝在被焊区的金属化层表面迅速摩擦，使金属丝和金属表面产生塑性形变。2.5.1打线键合超声波键合2.5.1打线键合热超声波键合热超声波键合技术为热压键合技术与超声波键合技术的混合技术。热超声波键合必须首先在金属线