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电子封装与表面组装技术

第一章概述

电子封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。它是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工

序，是器件到系统的桥梁。封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大的影响。按目

前国际上流行的看法认为，在微电子器件的总体成本中，设计占了三分之一，芯片生产占了三分之

一，而封装和测试也占了三分之一，真可谓三分天下有其一。封装研究在全球范围的发展是如此迅

猛，而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的；封装所涉及的问题之多之

广，也是其它许多领域中少见的，它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算

力学等等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力，是一门综合性非常强的新型高科技学科。

封装最初的定义是：保护电路芯片免受周围环境的影响（包括物理、化学的影响）。

1.芯片封装是利用（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，构成整体结构的工艺。

电子封装工程：将基板、芯片封装体和分立器件等要素，按电子整机要求进行连接和装配，实现一

定电气、物理性能，转变为具有整机或系统形式的整机装置或设备。

2.集成电路封装的目的：在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作

条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能。

3.芯片封装所实现的功能：

电源分配；信号分配；散热通道；机械支撑；环境保护

4．在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数：性能，尺寸，重量，可靠性和成本目标。

5.封装工程的技术的技术层次

第一层次，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，使之成为易于取放输送，并可与下一层次的组装进行连接的模块元件。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子卡的工艺。第三层次，将数个

第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部件或子系统的工艺。第

四层次，将数个子系统组装成为一个完整电子厂品的工艺过程。

芯片互连级（零级封装）、一级封装（多芯片组件）、二级封装（PWB或卡）三级封装（母板）。

6.封装的分类

按照封装中组合集成电路芯片的数目，芯片封装可分为：单芯片封装与多芯片封装两大类，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，封装可区分为

引脚插入型和表面贴装型两大类。依据引脚分布形态区分，封装元器件有单边引脚，双边引脚，四

边引脚，底部引脚四种。常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装，双边引脚元器件有双列

式封装小型化封装，四边引脚有四边扁平封装，底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。

7.芯片封装所使用的材料有：金属、陶瓷、玻璃、高分子。

8.集成电路的发展主要表现在以下几个方面：

1）、芯片尺寸变得越来越大；

2）、工作频率越来越高；

3）、发热量日趋增大；

4）、引脚越来越多。

9.对封装的要求：1）小型化；2）适应高发热；3）集成度提高，同时适应大芯片要求；4）高密度

化；5）适应多引脚；6）适应高温环境；7）适应高可靠性。

第二章封装工艺流程

1.封装工艺流程一般可以分为两个部分，用塑料封装之前的工艺步骤成为前段操作，在成型之后

的工艺步骤成为后段操作

2.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，芯片互联成型技术去飞边毛刺

切筋成型上焊锡打码等工序

3.硅片的背面减薄技术主要有磨削，研磨，化学机械抛光，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

4.先划片后减薄：在背面磨削之前将硅片正面切割出一定深度的切口，然后再进行背面磨削。

5.减薄划片：在减薄之前，先用机械或化学的方式切割处切口，然后用磨削方法减薄到一定厚度之

后采用ADPE腐蚀技术去除掉剩余加工量实现裸芯片的自动分离。

6.芯片贴装的方式四种：共晶粘贴法，焊接粘贴法，导电胶粘贴法，和玻璃胶粘贴法。

7.为了获得最佳的共晶贴装所采取的方法，IC芯片背面通常先镀上一层金的薄膜或在基板的芯片承

载座上先植入预芯片

8.芯片互连：是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属焊区相连接。

芯片互连常见的方法有：引线键合，载在自动键合（TAB）和倒装芯片键合。

1）引线键合，通过热压、钎焊等方法将芯片中各金属化端子与封装基板相应引脚焊盘之间的键合

连接。

特点：适用于几乎所有的半导体集成电路元件，操作