第2章-封装工艺流程.ppt

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1、第二章集成电路芯片封装工艺流程.传统封装与装配硅片测试和拣选引线键合分片塑料封装最终封装与测试贴片.净化车间.芯片封装技术工艺流程图硅片减薄硅片切割芯片贴装芯片互连打码上焊锡切筋成形去毛刺成型技术.2.2芯片减薄与切割2.2.1芯片减薄为什么要减薄半导体集成电路用4英寸硅片厚度为520μm，6英寸厚度为670μm。这样就对芯片的切分带来困难。因此电路层制作完成后，需要对硅片背面进行减薄，使其达到所需要的厚度，然后再进行划片加工，形成一个个减薄的裸芯片。.减薄工艺硅片背面减技术主要有：磨削、研磨、化学抛光干式抛光、电化学腐蚀、

2、湿法腐蚀等离子增强化学腐蚀、常压等离子腐蚀等.硅片减薄转动和摆动秆转动卡盘上的硅片向下施加力Figure20.4.BackGrinding背面减薄Taping粘胶带BackGrinding磨片De-Taping去胶带将从晶圆厂出来的Wafer进行背面研磨，来减薄晶圆达到封装需要的厚度（8-12mils,即200~300µm）；磨片时，需要在正面（ActiveArea）贴胶带保护电路区域同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；.2.2.2芯片切割（分片）减薄后的芯片贴在一个带有金属环的薄膜（蓝膜）上，送到划片机进行划片

3、。方式：手动操作（老式划片机）；自动划片机（配备脉冲激光束或金刚石划片刀）。划片工艺：采用DBG、DBT技术。.先划片后减薄和减薄划片两种方法DBG(dicingbeforegrinding)在背面磨削之前，将硅片的正面切割出一定深度的切口，然后再进行磨削。DBT(dicingbythinning)在减薄之前先用机械的或化学的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削方法减薄到一定厚度后，采用常压等离子腐蚀技术去除掉剩余加工量。。这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了芯片的抗碎能力。.

4、分片硅片台锯刃.WaferSaw晶圆切割WaferMount晶圆安装WaferSaw晶圆切割WaferWash清洗将晶圆粘贴在蓝膜（Mylar）上，使得即使被切割开后，不会散落；通过SawBlade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便后面的DieAttach等工序；WaferWash主要清洗Saw时候产生的各种粉尘，清洁Wafer；.OpticalInspection光学检查主要是针对WaferSaw之后在显微镜下进行Wafer的外观检查，是否有出现废品。ChippingDie崩边.2.3芯片粘贴贴装方式4种：

5、共晶粘贴法（Au-Si合金）焊接粘贴法（Pb-Sn合金焊接）环氧树脂粘结（重点）玻璃胶粘贴法芯片贴装：也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。.装架芯片引线引线框架塑料DIPFigure20.6.2.3.1共晶粘贴法共晶反应指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相反应。金—硅共晶（Au-Si）粘贴，在陶瓷封装中广泛应用。利用金—硅合金，在高温(363℃)时,共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。缺点：工艺温度高，生产效率低，不适应高速自动化生产。只应用于大功率元件。.芯片粘结－Au

6、-Si共晶贴片SiliconGoldfilm金/硅共晶合金Al2O3一般工艺方法陶瓷基板芯片座上镀金膜-将芯片放置在芯片座上-热氮气氛中（防氧化）加热并使粘贴表面产生摩擦（去除粘贴表面氧化层）-约425℃时出现金-硅反应液面，液面移动时，硅逐渐扩散至金中而形成紧密结合。.2.3.2焊接粘贴法另一种利用合金反应进行芯片粘贴的方法。工艺：在芯片背面淀积一定厚度的Au或Ni,同时在焊盘上淀积Au-Pb-Ag和Cu的金属层，这样可以使用Pb-Sn合金焊料焊接芯片在焊盘上。优点：热传导性好，适合高功率器件的封装。.2.3.3导电胶粘贴

7、法也称环氧树脂粘结；优点：操作简单、成本低、大量用于塑料封装；缺点：热稳定性较差、易在高温下劣化、可靠性差。.芯片粘结－环氧树脂粘贴芯片环氧树脂引线框架Figure20.7.DieAttach芯片粘接WriteEpoxy点银浆DieAttach芯片粘接EpoxyCure银浆固化EpoxyStorage：零下50度存放；EpoxyAging：使用之前回温，除去气泡；EpoxyWriting：点银浆于L/F的Pad上；.图解操作.DieAttach芯片粘接EpoxyWrite：Coverage>75%;DieAttach

8、：Placement<0.05mm;.EpoxyCure银浆固化银浆固化：175°C，1个小时；N2环境，防止氧化：DieAttach质量检查：DieShear（芯片剪切力）.导电胶粘贴法工艺过程和导电胶材料涂布粘贴剂放芯片到粘贴剂上固化处理。固化条件：150℃(or175℃)，1h或