封装工艺流程图.ppt

三江学院 集成电路封装技术 第二章封装工艺 流程 ◆21.1为什么要学习封装工艺流程 熟悉封装工艺流程是认识封装技术的前提,是进 行封装设计、制造和优化的基础。 ◆芯片封装和芯片制造不在同一工厂完成 它们可能在同一工厂不同的生产区、或不同的地区,甚至 在不同的国家。许多工厂将生产好的芯片送到几千公里以外 的地方去做封装。芯片一般在做成集成电路的硅片上进行测 试。在测试中,先将有缺陷的芯片打上记号(打一个黑色墨 点),然后在自动拾片机上分辨出合格的芯片。 三江学院 第二章封装工艺流程 ◆2.1.2封装工艺流程概况 流程一般可以分成两个部分:在用塑料封装之前的工序 称为前段工序,在成型之后的操作称为后段工序。成型工 序是在浄化环境中进行的,由于转移成型操作中机械水压 机和预成型品中的粉尘达到1000级以上(空气中0.3m 粉尘达1000个/m3以上)。 现在大部分使用的封装材料都是高分子聚合物,即所谓 的塑料封装。上图所示的塑料成型技术有许多种,包括转 移成型技术、喷射成型技术、预成型技术,其中转移成型 技术使用最为普遍。 三江学院 第二章封装工艺流程 ◆2.2芯片切割 221、为什么要减薄 半导体集成电路用硅片4吋厚度为520um,6时厚度为 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。 三江学院 第二章封装工艺流程 ◆2.2.2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、湿法腐蚀 等离子增强化学腐蚀、常压等离子腐蚀等 减薄厚硅片粘在一个带有金属环或塑料框架的薄膜 (常称为蓝膜)上,送到划片机进行划片。现在划片机都 是自动的,机器上配备激光或金钢石的划片刀具。切割分 部分划片(不划到底,留有残留厚度)和完全分割划片。 对于部分划片,用顶针顶力使芯片完全分离。划片时,边 缘或多或少会存在微裂纹和凹槽这取决于刀具的刃度。这 样会严重影响芯片的碎裂强度 三江学院 第二章封装工艺流程 ◆2.2.2减薄工艺 先划片后减薄和减薄划片两种方法 DBG( dicing before grinding)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(dicing by thinning)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 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 三江学院 第二章封装工艺流程 ◆2.3芯片贴装 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。 装方式 共晶粘贴法 焊接粘贴法 导电胶粘贴法 玻璃胶粘贴法 三江学院 第二章封装工艺流程 ◆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。例如,含碳量为2.11%-6.69%的铁碳合 金,在1148摄氏度的恆温下发生共晶反应,产物是奥氏体 (固态)和渗碳体(固态)的机械混合物,称为“莱氏体 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℃C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。 三江学院 x第二章封装工艺流程 ◆2.3.1共晶粘贴法 预型片法,此方法适用于较大面积的芯片粘贴。优点是 可以降低芯片粘贴时孔隙平整度不佳而造成的粘贴不完全 的影响。 金-硅预型片 基板 银或 相互摩擦,430℃氮气保护 金一硅共晶结构 ⑦三江学院 第二章封装工艺流程 ◆2.3.2焊接粘贴法 焊接粘贴法是利用合金反应进行芯片粘贴的方法。优点是 热传导性好。 一般工艺方法 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。然后利用合金焊料将芯片焊接在 焊盘上。焊接工艺应在热氮气啸叶化的气氛中进行。 硬质焊料 合金焊料 软质焊料 三江学院