集成电路的封装工艺与技术PPT课件.pptx

封装材料金属封装材料陶瓷封装材料塑料封装材料第1页/共23页

金属封装材料金属的热导率和强度较高、加工性能好，因此较早被运用到封装材料中。传统金属Al和Cu热导率高、易加工，但热膨胀系数与硅相差较大，器件因较大热应力而失效。W热导率高、热膨胀系数与硅相近，但与硅的浸润性差、焊接性差，且成本较高。新型金属Si-Al-C合金提高硅含量，可降低热膨胀系数和合金密度；硅颗粒较小时，合金的抗弯曲强度高。Cu-C纤维纵向热导率高，热膨胀系数很小，因此具有优异的热性能，且有明显的各向异性。第2页/共23页

陶瓷封装材料

陶瓷封装材料主要包括：Al2O3、SiC以及AlN三种，Al2O3是目前应用最成熟的陶瓷封装材料。Al2O3优点：有好的绝缘性，好的化学稳定性和力学性能，价格低缺点：热膨胀系数和介电常数比硅高，且热导率较低，限制其在高频、高功率封装领域的应用SiC优点：热导率很高，热膨胀系数较低，电绝缘性能好，强度高。缺点：介电常数太高，只能用于低频封装AlN优点：电性能和热性能优良，可用于高功率、大尺寸封装缺点：制备工艺复杂，成本高昂应用领域陶瓷封装耐湿性好、机械强度高，热膨胀系数小、热导率高气密性好。第3页/共23页

塑料封装材料EMC用环氧模塑料EMC封装超大规模集成电路在国内外已经成为主流，目前95%以上的微电子器件都是塑封器件。常见的环氧树脂主要成分比例%作用环氧树脂5-30胶黏剂酚醛树脂5-15固化剂促进剂1促进环氧与固化剂反应填料60-90降低膨胀系数提高散热性能邻甲酚型环氧树脂：具有较高的热稳定性和化学稳定性。萘型环氧树脂：具有高耐热性和低粘度。双酚A型环氧树脂：具有低收缩性和低挥发成分。多官能团型环氧树脂：具有优良的热稳定性和快速固化性。第4页/共23页

塑料封装材料EMC反应原理应用领域因为塑料封装成本低、工艺简单且可靠性高。环氧树脂+酚醛树脂→热固性塑料第5页/共23页

三种封装材料的对比金属封装材料热导率高，但热膨胀系数不匹配。金属封装性能没有陶瓷封装好。陶瓷封装材料气密性好、热导率高、热膨胀系数较匹配。塑料封装材料密度小、介电性能好、成本低；但热导率不高、热膨胀系数不匹配。第6页/共23页

工艺流程IC封装结构图FOL前段工艺EOL后段工艺第7页/共23页

IC封装结构图引线框架金线银浆环氧树脂（塑料封装）芯片焊盘第8页/共23页

IC封装工艺流程图硅片磨片晶圆安装晶圆切割晶圆清洗光检芯片粘接银浆固化引线焊接光检注塑激光打字高温固化电镀电镀退火成型、光检FOLEOL第9页/共23页

FOL工艺流程硅片磨片晶圆安装晶圆切割晶圆清洗光检芯片粘接银浆固化引线焊接光检磨片第10页/共23页

FOL工艺流程硅片磨片晶圆安装晶圆切割晶圆清洗光检芯片粘接银浆固化引线焊接光检晶圆安装、切割、清洗第11页/共23页

FOL工艺流程硅片磨片晶圆安装晶圆切割晶圆清洗光检芯片粘接银浆固化引线焊接光检芯片粘接、银浆固化第12页/共23页

FOL工艺流程硅片磨片晶圆安装晶圆切割晶圆清洗光检芯片粘接银浆固化引线焊接光检引线焊接、光检第13页/共23页

EOL工艺流程注塑激光打字高温固化电镀、退火成型、光检注塑、激光打字第14页/共23页

EOL工艺流程注塑激光打字高温固化电镀、退火成型、光检高温固化固化的作用为在注塑后保护IC内部结构，消除内部应力。固化温度：175+/-5°C；固化时间：8小时第15页/共23页

EOL工艺流程注塑激光打字高温固化电镀、退火成型、光检电镀、退火第16页/共23页

EOL工艺流程注塑激光打字高温固化电镀、退火成型、光检成型、光检将一条片的引脚框架切割成单独的单元。第17页/共23页

封装技术TSOPBGACSP第18页/共23页

衡量芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近1越好。TSOP封装技术TSOP的全称为ThinSmallOutlinePackage，意为薄型小尺寸封装。TSOP于80年代出现，主要用于内存封装。TSOP封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引脚。采用SMT技术（表面安装技术）在PCB板上安装布线。采用TSOP技术，寄生参数小，适合高频应用，操作比较方便，可靠性也比较高。第19页/共23页

BGA封装技术技术产生原因20世纪90年代，芯片集成度不断提高，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大，对集成电路封装的要求也更加严格。BGA是英文BallGridArrayPackage的缩写，即球栅阵列封装。技术特点BGA封装的I/O端以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面。1.I/O引脚数较多，但引脚间距并不小，