封装测试生产工艺简介
晶圆级封装的工艺流程_概述说明
晶圆级封装的工艺流程概述说明1. 引言1.1 概述晶圆级封装是一种先进的封装技术，它将多个组件和集成电路(IC) 封装在同一个晶圆上，从而提高了芯片的集成度和性能。
相比传统的单芯片封装方式，晶圆级封装具有更高的密度、更短的信号传输路径和更低的功耗。
因此，晶圆级封装已经成为微电子领域中一项重要且不断发展的技术。
1.2 文章结构本文将对晶圆级封装的工艺流程进行全面地概述说明。
首先，在引言部分，我们将对该主题进行简要概述并介绍文章结构。
接下来，在第二部分中，我们将详细阐述晶圆级封装的工艺概述以及相关的工艺步骤、特点与优势。
然后，在第三部分中，我们将探讨实施晶圆级封装工艺时需要考虑的关键要点，包括设计阶段、加工阶段和测试与质量管控方面的要点与技术要求。
在第四部分中，我们将介绍晶圆级封装工艺流程中常见问题及其解决方法，并提出提高封装可靠性的方法和策略，以及工艺流程改进与优化的建议。
最后，在第五部分中，我们将总结回顾晶圆级封装工艺流程，并展望未来晶圆级封装技术的发展方向和趋势。
1.3 目的本文的目的是全面介绍晶圆级封装的工艺流程，提供读者对该领域较为详细和系统的了解。
通过对每个章节内容的详细阐述，读者可以获得关于晶圆级封装工艺流程所涉及到的各个方面的知识和技术要求。
同时，通过对常见问题、解决方法以及未来发展方向等内容的探讨，读者可以更好地理解该技术在微电子领域中的重要性，并为相关研究和应用提供参考。
2. 晶圆级封装的工艺流程：2.1 工艺概述：晶圆级封装是一种先将芯片进行封装，然后再将封装好的芯片与其他组件进行连接的封装技术。
其主要目的是提高芯片的集成度和可靠性，并满足不同应用领域对芯片包装技术的需求。
晶圆级封装工艺拥有多个步骤，其中包括材料准备、焊膏印刷、IC贴装、回流焊接等过程。
2.2 工艺步骤：（1）材料准备：首先需要准备好用于晶圆级封装的相关材料，如底部基板、球柵阵列（BGA）、波士顿背面图案（WLCSP）等。
半导体封装工艺介绍
FOL– Wafer Saw晶圆切割
Wafer Mount 晶圆安装 Wafer Saw 晶圆切割 Wafer Wash 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Saw Blade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便后面的 Die Attach等工序；
艾
Introduction of IC Assembly Process IC封装工艺简介
IC Process Flow
Customer 客 户
IC Design IC设计 SMT IC组装
Wafer Fab 晶圆制造
Wafer Probe 晶圆测试
Assembly& Test IC 封装测试
IC Package （IC的封装形式）
IC Package Structure（IC结构 图）
Lead Frame 引线框架 Die Pad 芯片焊盘 Gold Wire 金线 Epoxy 银浆
TOP VIEW
Mold Compound 环氧树脂
SIDE VIEW
Raw Material in Assembly(封装 原材料)
【Wafer】晶圆
Intermetallic（金属间化合物测试）
FOL– 3rd Optical Inspection三 光检查
检查Die Attach和Wire Bond之后有无各种废品
EOL– End of Line后段工艺
EOL Annealing 电镀退火
Trim/Form 切筋/成型
Molding 注塑
Wafer Saw 晶圆切割
Wire Bond 引线焊接
3rd Optical 第三道光检
芯片封装工艺过程简介
Ball Thickness（金球厚度）
Crater Test（弹坑测试） Intermetallic（金属间化合物测试）
Size Thickness
FOL– 3rd Optical Inspection三光检查
检查Die Attach和Wire Bond之后有无各种废品
EOL– End of Line后段工艺
EOL Annealing 电镀退火 Trim/Form 切筋/成型
Molding 注塑
De-flash/ Plating 去溢料/电镀
4th Optical 第四道光检
Note： Just For TSSOP/SOIC/QFP package
Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Epoxy】银浆
成分为环氧树脂填充金属粉末（Ag）；
有三个作用：将Die固定在Die Pad上； 散热作用，导电作用；
-50°以下存放，使用之前回温24小时；
Typical Assembly Process Flow
FOL/前段
Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Mold Compound】塑封料/环氧树脂
主要成分为：环氧树脂及各种添加剂（固化剂，改性剂，脱 模剂，染色剂，阻燃剂等）；
主要功能为：在熔融状态下将Die和Lead Frame包裹起来， 提供物理和电气保护，防止外界干扰；
存放条件：零下5°保存，常温下需回温24小时；
Before After
在产品（Package）的正面或者背面 激光刻字。内容有：产品名称，生产 日期，生产批次等；
dip生产工艺流程
dip生产工艺流程dip生产工艺流程DIP（Dual In-line Package）是一种常见的电子元件封装形式，其生产工艺流程如下：1. PCB制备：首先准备电子元件的载体PCB板，选用适当的材料，按照设计要求进行尺寸加工，清洗表面，使其保持良好的导电性和耐腐蚀性。
2. 元件安装：将电子元件按照设计要求布置在PCB板上。
首先使用自动贴片机（SMT）将表面贴片元件精确地贴在PCB板上，然后使用波峰焊接机将插件元件焊接到PCB板上。
确保元件的正确安装和焊接可靠。
之后需要进行一个验货步骤，以确保安装的元器件类型和数量符合设计要求。
3. 清洁和检查：在安装和焊接完成后，使用清洁剂和超声波清洗设备对PCB板进行彻底清洗，以去除焊接过程中产生的残留物。
之后对PCB板进行目视检查和功能测试，确保其质量和性能良好。
4. 涂覆保护层：对于某些特殊电子元件和应用，为了保护其表面和延长使用寿命，需要在PCB板上涂覆一层保护涂料。
通过涂覆机器或喷涂机器将保护涂料均匀地涂覆在PCB板上，形成一层保护层，提高其抗污染，抗湿度和绝缘性能。
5. 焊接和测试：在安装了所有电子元件的PCB板上进行焊接和测试步骤。
使用热风焊接机和回流焊接机对PCB板上的元件进行再次焊接，以确保焊接的质量和可靠性。
然后进行功能测试，检查电路是否按照设计要求正常工作，焊接是否牢固。
6. 外观和包装：最后，对PCB板进行外观检查，检查表面有无划痕、变形或其他问题。
如果外观检查合格，则进行包装。
常见的包装方式包括真空封装、进出口管道包装等。
总结：DIP生产工艺流程包括PCB制备、元件安装、清洁和检查、涂覆保护层、焊接和测试、外观和包装等几个主要步骤。
这个流程确保了电子元件的正确安装和焊接可靠，以及PCB板的质量和性能符合设计要求，最终得到具有高质量和稳定性能的DIP封装电子元件。
TO220生产工艺
TO-220 产品及封装、测试工艺流程介Unit/Part assemblyShenzhenUnit/Part assembly Shenzhen Finishing Goods Testing/Marking/PackingShenzhenFinishing Goods Testing/Marking/Packing ShenzhenPower MOSFETs VIPOWERs 垂直智能功率器件Schottky RECTIFIERs 肖特基整流管IGBTs 绝缘栅型晶体管Fast DIODEs 快速恢复二极管Product Application产品应用●Power management电源管理●Motor control马达控制●Lighting 灯具●Industrial工业●Communication通讯●Home appliance家用电器●Computer计算机●Protection保护器●Automotive汽车电子封装测试工艺流程Tin DippingCroppingOperation: To stick wafer on adhesive tape蓝膜上Aim: To sustain and hold the wafer during sawing and then the dice after sawing目的: 在切片及以后工序保持住晶片或芯片Operation: Sawing of the wafers through the scribe streets 操作: 沿切割道切割晶片Aim: To separate the dice芯片单位ＭaterialOperation: To attach the die to the leadframe操作: 将芯片粘Aim: To fix the die for future wire connecting, for electrical and thermal conductivity实现导电和导热Operation: Bonding wires on the die and on the package leads 操作: 在芯片与框架管脚之间焊线Aim: To connect the bonding pads on the die to lead tips of the leadframe, to electrically link the die with external 点和管脚焊点, 进而可以通copper wire)ＭaterialWire Bond （Aluminum wire)焊线（铝线）Ｍaterial生产材料Aluminum Wire 铝线Al/Mg, pure Al(5mil,7mil,10mil...)Aluminum ribbon 铝带Al/Mg (60milx8,80x10...)Operation: Bonding wires on the die and on the package leads操作: 在芯片与框架管脚之间焊线Aim: To connect the bonding pads on the die to lead tips ofthe leadframe, to electrically link the die with external 目的: 连接芯片焊点和管脚焊点, 进而可以通过管脚连接外部电路Operation: To encapsulate the frame and the bonded dice in a焊线后的芯片用模封料封装Aim: To protect the die and its bonding wires from external physical/chemical damage受到外部物理/化学影响Operation: To remove resin flashes from the slug废料Aim: To ensure good thermal conductivity of the power package and good surface finish性能Operation: To singulate each unit from stripAim: To deliver products that can be mounted and soldered on PCB电路板上的元件DippingPlatingOperation: Deposition of a lead tin alloy over the leads合金Aim : To enhance lead solderability (easier mounting on PCB) and increase corrosion resistance(易于安装在电路板上), 防腐Operation: To test and classify devices & laser engraving on the mold compound, 激光打印Aim : To ensure electrical function of devices, correct salestype, to mark with salestype, ST logo and traceability code销售类型,打印商标和追溯代Packing包装Operation: To pack the devices into tube and then the inner box 操作: 将元件装入包装管后装入内包装盒Aim : To provide physical and ESD protection during handling and transportation目的: 在处理和搬运过程中防止物理或静电损伤Marking Composition Description打印内容描述。
晶圆封装测试工序和半导体制造工艺流程
A.晶圆封装测试工序一、IC检测1. 缺陷检查Defect Inspection2. DR-SEM(Defect Review Scanning Electron Microscopy)用来检测出晶圆上是否有瑕疵，主要是微尘粒子、刮痕、残留物等问题。
此外，对已印有电路图案的图案晶圆成品而言，则需要进行深次微米范围之瑕疵检测。
一般来说，图案晶圆检测系统系以白光或雷射光来照射晶圆表面。
再由一或多组侦测器接收自晶圆表面绕射出来的光线，并将该影像交由高功能软件进行底层图案消除，以辨识并发现瑕疵。
3. CD-SEM(Critical Dimensioin Measurement)对蚀刻后的图案作精确的尺寸检测。
二、IC封装1. 构装（Packaging）IC构装依使用材料可分为陶瓷（ceramic）及塑胶（plastic）两种，而目前商业应用上则以塑胶构装为主。
以塑胶构装中打线接合为例，其步骤依序为晶片切割（die saw）、黏晶（die mount / die bond）、焊线（wire bond）、封胶（mold）、剪切/成形（trim / form）、印字（mark）、电镀（plating）及检验（inspection）等。
(1) 晶片切割（die saw）晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之晶粒（die）切割分离。
举例来说：以0.2微米制程技术生产，每片八寸晶圆上可制作近六百颗以上的64M 微量。
欲进行晶片切割，首先必须进行晶圆黏片，而后再送至晶片切割机上进行切割。
切割完后之晶粒井然有序排列于胶带上，而框架的支撑避免了胶带的皱褶与晶粒之相互碰撞。
(2) 黏晶（die mount / die bond）黏晶之目的乃将一颗颗之晶粒置于导线架上并以银胶（epoxy）粘着固定。
黏晶完成后之导线架则经由传输设备送至弹匣（magazine）内，以送至下一制程进行焊线。
(3) 焊线（wire bond）IC构装制程（Packaging）则是利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路（Integrated Circuit；简称IC），此制程的目的是为了制造出所生产的电路的保护层，避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。
SOP封装工艺流程介绍
目录
• SOP封装简介 • SOP封装工艺流程 • SOP封装材料 • SOP封装技术发展趋势 • SOP封装工艺问题与对策
01
SOP封装简介
SOP封装定义
SOP封装，全称为Small Outline Package，是一种常见的电子封装形 式，主要用于将集成电路（IC）封装 在印刷电路板（PCB）上。
微型化是指通过减小封装尺寸来减小整个电子设备的体积和重量。SOP封装技 术通过改进封装结构、减小引脚间距、采用薄型小尺寸封装等形式，实现了更 小的封装尺寸，满足了电子设备微型化的需求。
高集成度
总结词
随着集成电路技术的发展，SOP封装技术也呈现出高集成度 的发展趋势。
详细描述
高集成度是指通过在单一封装内集成更多的电子元件和功能 ，提高整个系统的性能和功能。SOP封装技术通过采用多芯 片组装、集成无源元件等方式，实现了更高的集成度，提高 了系统的性能和功能。
02
这一步骤中，需要检查产品是否有明显的缺陷、污渍或不良的
机械性能。
外观检查通常采用自动化设备进行，以提高检查效率和准确性。
03
测试与筛选
测试与筛选是对已完成的SOP封装产品进行电气 性能测试和筛选的过程。
这一步骤中，需要使用测试设备对产品的电气性 能进行检测，如电压、电流、电阻和电容等。
对于不合格的产品需要进行筛选和处理，以确保 最终产品的质量和可靠性。
VS
详细描述
引脚扭曲的原因可能包括引脚材料质量不 佳、加工精度不足、插装过程中受到外力 等。为了解决这个问题，可以加强引脚材 料的质量控制、提高加工精度、优化插装 工艺，并在插装过程中避免外力作用。
芯片破损
总结词
半导体封装工艺介绍
Lead Frame 引线框架
Die Pad 芯片焊盘 Gold Wire
金线
Epoxy 银浆
Mold Compound 环氧树脂
Sino-i Technology Ltd.
ITSM / ITIL
Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Wafer】晶圆
……
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ITSM / ITIL
FOL– Front of Line前段工艺
Wafer
2nd Optical 第二道光检
Die Attach 芯片粘接
Back
Grinding 磨片
Wafer Wash 晶圆清洗
Epoxy Cure 银浆固化
EOL
Wafer Mount 晶圆安装
【Gold Wire】焊接金线
➢实现芯片和外部引线框架的电性和物 理连接；
➢金线采用的是99.99%的高纯度金； ➢同时，出于成本考虑，目前有采用铜
线和铝线工艺的。优点是成本降低， 同时工艺难度加大，良率降低； ➢线径决定可传导的电流；0.8mil， 1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils ；
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陶瓷封 装
金属封 装
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ITSM / ITIL
IC Package （IC的封装形式）
• 按与PCB板的连接方式划分为：
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Logo
IC Package Structure（IC结构图）
Lead Frame 引线框架 Die Pad 芯片焊盘 Gold Wire 金线 Epoxy 银浆
TOP VIEW
Mold Compound 环氧树脂
SIDE VIEW
Logo
IC Package （IC封装的意义）
Mold Compound 环氧树脂
IC元器件的特点： IC元器件一方面性能高、功能多，另一方面规 格小、易碎。为了能够充分发挥半导体元器件的功能，需要对其 进行有效的机械和绝缘方面的保护。 IC封装的目的在于保护芯片不受或少受外界环境的影响，并使其 具有一定的机械强度，良好的电气性能，散热性能以及化学稳定 性
Logo
IC Package （IC的封装形式）
芯片贴装
去飞边毛刺
成型技术
引线焊接
上锡焊
切筋ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型
打码
Logo
FOL– Back Grinding背面减薄
高速旋转的砂轮
晶圆
真空吸盘工作台
为了减少破片，晶圆加工需要一定的衬底支撑。一般晶圆 厂出来的晶圆厚度在700~800um，晶圆加工完成后需要对晶 圆背面进行减薄，使其达到要求厚度，一般在200~300um
Logo
FOL– Wire Bonding 引线焊接
芯片 环氧树脂 载片台
金线
引脚
※利用高纯度的金线（Au） 、铜线（Cu）或铝线（Al）把 芯片 上的外接点和引线框架上的连接点通过焊接的方法连接起来。 W/B是封装工艺中最为关键的一步工艺。
Logo
EOL– Molding（塑封）
芯片 环氧树脂
352
3520 35200 352000 3520000 35200000
封装测试 车间洁净度多在1000级到10000级 无尘车间洁净度的要求和加工的特征尺寸相关，一般特征尺寸为颗粒 大小的十分之一
Logo
无尘车间温湿度要求
封装测试车间温度控制在20-28度，不同工序有些许差别
封装测试车间湿度控制在40-60 湿度小于30容易产生静电；大于70小颗粒会聚集，易滋生细菌，会对 电子产品电路有影响.
封装效率。芯片面积/封装面积，尽量接近1:1； 引脚数。引脚数越多，越高级，但是工艺难度也相应增加； 其中，CSP由于采用了Flip Chip技术和裸片封装，达到了 芯片面积/封装面积=1:1，为目前最高级的技术；
Logo
Typical Assembly Process Flow
背面减薄 晶圆切割
金线
引脚
载片台
※为了防止外部环境的冲击，利用机器把引线焊接完成后的产 品封装起来的过程，并需要加热硬化。
Logo
EOL– De-flash（去飞边毛刺）
Before After
目的：去飞边毛刺的目的在于去除塑封后在管体周围引脚之间 多余的溢料； 方法：弱酸浸泡，高压水冲洗；
Logo
EOL– Plating（上锡焊）
Logo
FOL– Wafer Saw晶圆切割
晶圆 芯片 蓝膜
切割槽
固定铁环
将晶圆粘贴在蓝膜上，使得即使被切割开后，也不会散落；
通过切割刀片将整片晶圆切割成一个个独立的芯片，方便后面 的 粘贴等工序；
Logo
FOL– Die Attach 芯片贴装
芯片 引线框架 环氧树脂 混合液
芯片贴装是将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
• 按封装材料划分为：
塑料封装
陶瓷封装
金属封装
塑料封装因为其体积小，重量轻，成本低，工艺简单占有大部 分的市场份额； 陶瓷封装散热性、热稳定性和气密性较好，用于高可靠性产品 ，占少量商业化市场； 金属封装主要用于军工或航天技术，无商业化产品；
Logo
IC Package （IC的封装形式）
• 封装形式的两个关键因素:
Before Plating
After Plating
使用电镀或浸锡工艺在引脚框架上做保护性镀层，以增加其 可焊性。
Logo
EOL– Trim&Form（切筋成型）
切筋：将一条的引线框架切割成单独的芯片的过程； 成型：对切筋后的IC产品进行引脚成型，达到工艺需要求的形状。
Logo
EOL– Marking（打码）
Logo
Introduction of IC Assembly Process IC封装工艺简介
Logo
IC Process Flow
Customer 客 户
IC Design IC设计 SMT IC组装
Wafer Fab 晶圆制造
Wafer Probe 晶圆测试
Assembly& Test IC 封装测试
Logo
Introduction of IC Assembly Process
The End
Thank You！
打码就是在封装模块的顶面印上去不掉的、字迹清楚的字母和标 识，主要为了识别和跟踪
Logo
无尘车间洁净度要求
空气无尘车间洁净度等级(N) 1 2 3 4（十级） 5（百级） 6（千级） 7（万级） 8（十万级） 9（一百万级） 大于或等于表中粒径的最大浓度限值(pc/m3) 0.1um 10 100 1000 10000 100000 1000000 0.2um 2 24 237 2370 23700 237000 10 102 1020 10200 102000 4 35 8 83 832 8320 83200 832000 8320000 29 293 2930 29300 293000 0.3um 0.5um 1um 5um