集成电路封装与测试.pdfVIP

集成电路芯片封装:是指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架

或基板上布置，粘贴,固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固

定构成整体立体结构的工艺

封装工程:将封装体与基板连接固定装配成完整的系统或电子设备，并确保整个

的综合性能的工程(合起来就是广义的封装概念)

芯片封装实现的功能:①传递电能，主要是指电源电压的分配和导通②传递电路

信号，主要是将电信号的延迟尽可能的减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片

的互联路径及通过封装的I/O接口引出的路径最短③提供散热途径，主要是指各

种芯片封装都要考虑元器件部件长期工作时，如何将聚集的热量散出的问题④结

构保护与支持，主要是指芯片封装可为芯片和其他连接部件提供牢固可靠的机械

支撑

封装工程的技术层次

①第一层次，该层次又称为芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板或

引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺

②第二层次，将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电路卡的工

艺

③第三层次，将数个第二层次完成的封装，组装成的电路卡组合在一个主电路板

上，使之成为一个部件或子系统的工艺

④第四层次，将数个子系统组装成一个完整电子产品的工艺过程

芯片封装的分类:按照封装中组合集成电路芯片的数目，可以分为单芯片封装与

多芯片封装

按照密封的材料区分，可分为高分子材料和陶瓷为主的种类

按照器件与电路板互连方式，可分为引脚插入型和表面贴装型

按照引脚分布形态，可分为单边引脚，双边引脚，四边引脚与底部引脚

零级层次，在芯片上的集成电路元件间的连线工艺

SCP，单芯片封装

MCP，多芯片封装

DIP，双列式封装

BGA，球栅阵列式封装

SIP，单列式封装

ZIP，交叉引脚式封装

QFP，四边扁平封装

MCP，底部引脚有金属罐式

PGA，点阵列式封装

芯片封装技术的基本工艺流程: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，上焊锡，打码

芯片减薄：目前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

芯片切割:刀片切割，激光切割(激光半切割，激光全切割)激光开槽加工是一种

常见的激光半切割方式

芯片贴装也称为芯片粘贴，是将IC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。四种主要的贴装方式，包括共晶粘贴法，焊接粘贴法，导电胶粘

贴法和玻璃胶粘贴法。

共晶粘贴法是利用金-硅合金，363℃时的共晶熔融反应，使IC芯片粘贴固定。

一般的工艺方法是将硅芯片置于已镀金膜的陶瓷基板芯片座上，在加热至约

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接合

芯片互联是将芯片焊接与电子封装外壳的IO引线或基板上的金属布线焊区相连

接，常见方法有:打线键合，载带自动键合，倒装芯片键合。

主要的打线键合方式有超声波键合，热压键合，热超声键合

塑料封装的成型技术:转移成型技术，喷射成型技术，预成型技术

厚膜工艺流程：丝网印刷，厚膜材料的干燥和烧结。

丝网印刷工艺把浆料涂布在基板上，干燥工艺的作用是在烧结前从浆料中去除挥

发性的溶剂。烧结工艺使粘贴机构发挥作用，使印刷图形粘贴到基板上

焊料是指连接两种或多种金属表面，在被连接金属的表面之间起冶金学的桥梁作

用的材料是一种易熔合金，通常由两种或三种基本金属和几种熔点低于425℃的

掺杂金属组成

锡膏是焊料，金属粉粒和助焊剂系统的混合物

焊料金属粉是锡膏的主要成分，也是焊接后的留存物，它对再流焊接工艺，焊点

高度和可靠性都起着重要作用

助焊剂系统是净化焊接表面，提高湿润性，防止焊料氧化和确保焊点可靠性的关

键材料

助焊剂成分：活化剂，载剂，溶剂，其他特殊功能添加剂

活化剂为焊剂中助焊功能的主要成分，它通过化学反应去除被焊表面的氧化

层，并减小熔融焊料表面张力，以增加润湿性，还和其他杂质反应，提高助焊性

能

载剂通常为固体物质或非挥发性液体，在焊接过程中，它是输送活化剂，使

其与键合点表面的金属氧化层产生作用的载体，同时也是热传导层与氧化层的保

护层

溶剂为液态助焊剂的主要成分，在电路板波峰焊键合的过程中，溶剂将活化

剂与载剂传送到电路板的焊垫表面，随即因受热而完全蒸发，以免发生焊锡溅射

印制电路板为覆盖有单层或多层布线的高分子复合材料基板，它的主要功能为提

供第一层次封装完成的元器件与电容，电阻等电子电路元器件的承载与连接，用

以组成具有特定功能的模块或产品。

PCB基板是一块具有复杂布线图形及组装各种元器件的载体。

布线原则