芯片半导体制造工艺-第十八章 装配与封装
半导体封装主要工艺流程
序号
工艺流程
描述
1
晶圆制备与切割
将晶圆放入划片胶带中，切割成各个单元
2
清洗与准备
清洁载板及清除一切污染物，准备金属载板
3
层压粘合
通过压力来激化粘合膜，将芯片与封装基板粘合在一起
4
导线键合
使用金线或铝线将芯片与封装基板上的引脚连接起来
5
封装
将芯片和导线键合封装在保护壳内，通常使用树脂或塑料
6
固化
对塑封材料进行固化，使其有足够的硬度与强度
7
切割与成型
去除引脚根部多余的塑膜和引脚连接边，再将引脚打弯成所需要的形状
8
清洗与抛光
对封装好的产品进行清洁、抛光等加工
9
标识与打印
根据客户需要，在封装器件表面进行打印，用于识别
10
测试
对封装好的半导体器件进行测试，检验其性能和可靠性
半导体封装工艺流程
半导体封装工艺流程半导体封装工艺流程是将芯片封装在封装材料中，以保护芯片并提供电气连接。
这个过程通常包括多个步骤，其中包括背膜半导体芯片、金球、焊接、切割和测试等。
首先，半导体封装的第一步是将背膜半导体芯片粘贴在基片上。
背膜半导体芯片是一个非常薄的硅片，上面有电路。
在这个过程中，背膜半导体芯片被用胶水粘贴在基片上，以确保固定并提供热传递。
接下来，金球被焊接在芯片上。
金球是一种小型的金属球，具有良好的电导性能。
金球被焊接在芯片的金属接点上，以提供电气连接。
在这个过程中，使用高精度的焊接设备和高温下的熔焊工艺，金球能够牢牢焊接在芯片上。
然后，焊接是半导体封装过程中的一个重要步骤。
焊接是将芯片和封装材料固定在一起的过程。
在这个过程中，芯片被放置在封装材料模具的底部，然后加热，使封装材料熔化并黏合到芯片上。
这个过程在高温下进行，以确保强固的焊接。
在焊接完成后，切割步骤是一个必要的过程。
在这个过程中，封装的芯片被切割成单独的芯片。
通常使用钻针切割机或类似设备进行切割。
在这个过程中，非常高的精度和稳定性要求，以确保每个封装芯片的质量。
最后，封装芯片需要进行测试，以确保其功能正常。
在这个过程中，使用自动测试设备对封装的芯片进行功能测试。
测试设备将向芯片发送电信号，并监测芯片是否能正确响应。
这样可以确保封装的芯片没有任何缺陷，并能正常工作。
半导体封装工艺流程是一个复杂而精确的过程。
它涉及到多个步骤，每个步骤都需要高精度的设备和技术。
一个好的封装工艺流程可以提高封装芯片的质量和性能，并确保芯片的正常工作。
同时，封装工艺流程还需要考虑成本和生产效率等因素，以确保封装芯片的高效生产。
半导体封装工艺流程
半导体封装工艺流程
半导体封装工艺是指将芯片封装在塑料、陶瓷或金属封装体中，并连接外部引脚，以保护芯片并方便与外部电路连接的过程。
封装
工艺对半导体器件的性能、稳定性和可靠性都有着重要的影响。
下
面将详细介绍半导体封装工艺的流程。
首先，半导体封装工艺的第一步是准备封装材料。
封装材料通
常包括封装基板、封装胶、引线等。
封装基板的选择需根据芯片的
尺寸和功耗来确定，封装胶需要具有良好的导热性和机械性能，引
线则需要具有良好的导电性能和焊接性能。
接下来是芯片的贴合和焊接。
在这一步骤中，先将芯片放置在
封装基板上，并使用焊接设备将芯片与基板焊接在一起。
这一步需
要非常精密的操作，以确保芯片与基板之间的连接牢固可靠。
然后是封装胶的注射和固化。
封装胶需要在封装基板上均匀注射，并经过固化工艺，使其在封装过程中能够牢固地粘合芯片和基板，同时具有良好的导热性能。
紧接着是引线的焊接和整形。
引线需要与外部引脚连接，这需
要通过焊接设备将引线与外部引脚焊接在一起，并进行整形处理，以确保引线的连接牢固可靠，并且外观美观。
最后是封装体的封装和测试。
将封装体覆盖在芯片和基板上，并进行密封处理，以保护芯片不受外部环境的影响。
同时需要进行封装测试，确保封装后的芯片性能符合要求。
总的来说，半导体封装工艺流程包括准备封装材料、芯片的贴合和焊接、封装胶的注射和固化、引线的焊接和整形，以及封装体的封装和测试。
这一系列工艺流程需要精密的操作和严格的质量控制，以确保封装后的半导体器件性能稳定可靠。
半导体封装流程完整
半导体封装流程完整1. 引言半导体封装是将芯片和外部环境隔离并且保护芯片的一种技术过程。
封装过程是半导体制造中至关重要的一步，它直接影响芯片性能和可靠性。
本文将介绍半导体封装的完整流程，并探讨各个步骤的重要性和技术要点。
2. 设计封装方案在开始封装之前，首先需要设计封装方案。
封装方案包括封装类型、封装材料、尺寸和引脚布局等。
这些参数的选择将直接影响芯片的性能、功耗和散热效果。
在设计封装方案时，需要考虑芯片的功能需求、应用场景和可行性。
3. 准备封装材料准备封装材料是封装流程中的关键步骤之一。
封装材料通常包括封装基板、导线、塑料封装胶等。
封装基板需要具备良好的导电性能和导热性能，以确保芯片的正常工作和散热。
导线的选择和布局也需要根据封装方案进行优化，以满足芯片的高速信号传输需求。
4. 芯片贴装在封装流程中，芯片贴装是其中一个重要步骤。
芯片贴装通常使用贴装机完成，它可以将芯片精确地贴在封装基板上。
在芯片贴装过程中，需要注意贴装机的精度、温度控制和对芯片的操作要求。
同时，贴装机需要确保芯片的正确定位和良好的焊接接触，以保证芯片的性能和可靠性。
5. 焊接封装在芯片贴装之后，需要进行焊接封装。
焊接封装一般使用外表贴装技术〔SMT〕完成。
SMT可以实现高密度的引脚布局，并且具有良好的可靠性和性能。
在焊接封装过程中，需要注意焊接温度、时间和焊接剂的选择。
同时，还需要进行焊接质量的检测，以确保焊接接触良好并且减少焊接缺陷。
6. 封装测试封装测试是封装流程中的最后一个重要步骤。
封装测试的目的是检测封装完成的芯片是否满足性能规格和可靠性要求。
封装测试通常包括电气测试、机械测试和可靠性测试等。
在封装测试过程中，需要使用专业的测试设备和测试方法，以确保芯片的质量和可靠性。
7. 结论半导体封装是半导体制造过程中的重要环节，它直接影响芯片的性能和可靠性。
本文介绍了半导体封装的完整流程，包括封装方案设计、封装材料准备、芯片贴装、焊接封装和封装测试等步骤。
半导体_封装_流程
半导体_封装_流程半导体封装是将半导体芯片以及其他必需的电子元件封装在一个小型的包裹或模块中，以保护芯片，并提供连接到外部电路的接口。
封装过程是半导体制造中的一个重要步骤，它将芯片从晶圆级别提升到器件级别，以便在电路板上进行安装和使用。
半导体封装的流程可以分为以下几个主要步骤：1.库存管理：在封装过程开始之前，需要进行库存管理，包括原材料的管理，如封装芯片所需的基板、连接线、塑料封装材料等，以及设备和工具的管理。
2.拼装：在此步骤中，芯片被放置在基板上，并通过焊接或其他方式连接到基板上的金属线。
这需要使用自动化设备完成，以确保高精度和高效率。
3.焊接：在拼装的过程中，焊接技术被用来将芯片和基板上的金属线连接起来。
这可以通过热焊接、超声波焊接、激光焊接等多种方法来完成。
4.塑封：一旦芯片和连接线焊接完成，将会使用特殊的塑料封装材料对整个芯片进行封装。
这是为了保护芯片免受外部环境的影响，并提供一定的机械强度。
5.厂测：封装完成后，对封装芯片进行工厂测试以确保其质量和性能。
这些测试可以包括电气测试、可靠性测试、温度测试等，以保证封装芯片符合设计规格。
6.标识和包装：测试通过的封装芯片将被标识，并根据其规格和型号进行包装。
这包括把芯片放入容器中，并添加防撞和防静电的措施，以便在运输和使用过程中保持芯片的完整性。
除了以上的关键步骤外，半导体封装流程还需要进行质量控制和品质管理。
这包括对每一步骤的质量进行监控和检查，以及对整个流程的过程和结果进行分析和改进。
这是为了确保封装过程的稳定性和一致性，以及最终封装芯片的可靠性和性能。
总体而言，半导体封装的流程是一个非常复杂且关键的步骤，它需要高度的技术知识和精密的设备。
随着半导体技术的不断发展，封装过程也在不断演变和改进，以适应更小、更高性能的芯片需求。
芯片封装工艺流程
芯片封装工艺流程芯片封装是集成电路制造中非常重要的一个环节，它直接影响到芯片的稳定性、可靠性和性能。
芯片封装工艺流程是指将芯片封装在塑料、陶瓷或金属封装体内，并进行封装测试，最终形成成品芯片的一系列工艺步骤。
本文将介绍芯片封装的工艺流程及其关键步骤。
首先，芯片封装的工艺流程包括准备工作、封装设计、封装材料准备、封装生产、封装测试和封装成品等步骤。
在准备工作阶段，需要对封装设备进行检查和维护，确保设备正常运行。
同时，需要准备好封装所需的材料和工艺参数，为后续的封装工作做好准备。
其次，封装设计是芯片封装工艺流程中的关键环节。
封装设计需要根据芯片的功能、尺寸和工作环境等要求，选择合适的封装形式和材料。
不同的芯片封装形式包括裸片封装、贴片封装、球栅阵列封装等，而封装材料则包括塑料封装、陶瓷封装和金属封装等。
封装设计的合理与否直接影响到芯片的性能和成本。
接下来，封装材料准备是芯片封装工艺流程中不可或缺的一环。
封装材料的选择和准备需要根据封装设计的要求进行，确保封装材料的质量和稳定性。
在封装生产阶段，需要将芯片放置在封装体内，并通过焊接、封胶等工艺步骤，将芯片与封装体牢固地连接在一起。
随后，封装测试是芯片封装工艺流程中至关重要的一步。
封装测试需要对封装后的芯片进行可靠性、性能和环境适应性等多方面的测试，以确保封装后的芯片能够正常工作并在各种环境下稳定可靠。
最后，封装成品是芯片封装工艺流程的最终目标，经过前期的工艺步骤和测试验证，最终形成符合要求的成品芯片。
总的来说，芯片封装工艺流程是一个复杂而严谨的过程，需要精密的设备、严格的工艺控制和专业的技术人员来保障。
只有通过科学合理的工艺流程和严格的质量控制，才能生产出高质量、高可靠性的芯片产品，满足不同领域的需求。
希望本文对芯片封装工艺流程有所帮助，谢谢阅读。
芯片制造-半导体工艺教程
芯片制造-半导体工艺教程Microchip Fabrication----A Practical Guide to Semicondutor Processing目录:第一章:半导体工业[1][2][3]第二章:半导体材料和工艺化学品[1][2][3][4][5]第三章:晶圆制备[1][2][3]第四章:芯片制造概述[1][2][3]第五章:污染控制[1][2][3][4][5][6]第六章:工艺良品率[1][2]第七章:氧化第八章:基本光刻工艺流程-从表面准备到曝光第九章:基本光刻工艺流程-从曝光到最终检验第十章:高级光刻工艺第十一章:掺杂第十二章:淀积第十三章:金属淀积第十四章:工艺和器件评估第十五章:晶圆加工中的商务因素第十六章:半导体器件和集成电路的形成第十七章:集成电路的类型第十八章:封装附录:术语表#1 第一章半导体工业--1芯片制造-半导体工艺教程点击查看章节目录by r53858概述本章通过历史简介，在世界经济中的重要性以及纵览重大技术的发展和其成为世界领导工业的发展趋势来介绍半导体工业。
并将按照产品类型介绍主要生产阶段和解释晶体管结构与集成度水平。
目的完成本章后您将能够：1. 描述分立器件和集成电路的区别。
2. 说明术语“固态，” “平面工艺”，““N””型和“P”型半导体材料。
3. 列举出四个主要半导体工艺步骤。
4. 解释集成度和不同集成水平电路的工艺的含义。
5. 列举出半导体制造的主要工艺和器件发展趋势。
一个工业的诞生电信号处理工业始于由Lee Deforest 在1906年发现的真空三极管。
1真空三极管使得收音机, 电视和其它消费电子产品成为可能。
它也是世界上第一台电子计算机的大脑，这台被称为电子数字集成器和计算器（ENIAC）的计算机于1947年在宾西法尼亚的摩尔工程学院进行首次演示。
这台电子计算机和现代的计算机大相径庭。
它占据约1500平方英尺，重30吨，工作时产生大量的热，并需要一个小型发电站来供电，花费了1940年时的400, 000美元。
芯片封装工艺流程
芯片封装工艺流程芯片封装是集成电路制造中至关重要的一步，通过封装工艺，将芯片连接到外部引脚，并保护芯片不受外界环境影响。
本文将介绍芯片封装的工艺流程，包括封装前的准备工作、封装工艺的具体步骤以及封装后的测试与质量控制。
1. 准备工作在进行芯片封装之前，需要进行一系列的准备工作。
首先是设计封装方案，根据芯片的功能和性能要求，确定封装形式、引脚数量和布局等参数。
然后进行封装材料的准备，包括封装基板、引线、封装胶等材料的采购和检验。
此外，还需要准备封装设备和工艺流程，确保封装过程能够顺利进行。
2. 封装工艺流程（1）粘合首先将芯片粘合到封装基板上，通常采用导热胶将芯片固定在基板上，以便后续的引线焊接和封装胶注射。
（2）引线焊接接下来是引线焊接的工艺步骤，通过焊接将芯片的引脚与封装基板上的引线连接起来。
这一步需要精密的焊接设备和工艺控制，确保焊接质量和可靠性。
（3）封装胶注射完成引线焊接后，需要将封装胶注射到芯片和基板之间，用于保护芯片和引线，同时还能起到固定和导热的作用。
封装胶的注射需要精确控制注射量和注射位置，以确保封装胶能够完全覆盖引线和芯片。
（4）固化封装胶注射完成后，需要对封装胶进行固化处理，通常采用加热或紫外光固化的方式，确保封装胶能够牢固固定芯片和引线，并具有良好的导热性能。
（5）切割最后一步是对封装基板进行切割，将多个芯片分割成单个封装好的芯片模块。
切割工艺需要精密的设备和工艺控制，以避免对芯片造成损坏。
3. 测试与质量控制封装完成后，需要对芯片进行测试和质量控制，以确保封装质量和性能符合要求。
常见的测试包括外观检查、引脚可焊性测试、封装胶可靠性测试等。
同时还需要进行温度循环测试、湿热循环测试等环境适应性测试，以验证封装的可靠性和稳定性。
总结芯片封装工艺流程包括准备工作、封装工艺步骤和测试与质量控制三个主要环节。
通过精心设计和严格控制每个环节的工艺参数，可以确保封装质量和性能达到要求，为集成电路的应用提供可靠保障。
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(1)
(2)
(3)
超声能
劈刀向上移动
压力 引线框架
在压点旁将 引线折断
(4)
(5)
Figure 20.11
热超声球键合
金丝
毛细管 劈刀
压力和 超声能
劈刀向上 移动并导 入更长的 引线
H2 火焰
球
芯片
在压点上 的焊球
Die
(1)
(2)
(3)
(4)
压力和加热 形成压点
引线框架
在压点旁将 引线折断
集成电路封装层次
第一级封装： IC 封装
第二级封装 印刷电路板装配
最终产品装配： 电路板装到系统 中的最终装配
为在印刷电路板上 固定的金属管脚
表面贴装 芯片被焊 在 PCB的 铜焊点上.
电极 管脚
管脚插入 孔中然后 在 PCB 背面焊接
边缘连接电极插入主系统 PCB组件
主电子组件板
Figure 20.3
传统装配
最终装配由要求粘贴芯片到集成电路底座 上的操作构成。由于制造的大部分成本已经花 在芯片上。因此在最终装配过程中成品率是至 关重要的。在20世纪90年代后期，所有集成电 路装配中估计有95％采用了传统的最终装配， 并由下面4步构成：
• 背面减薄 • 分片 • 装架 • 引线键合
背面减薄
• 最终装配的第一步操作是背面减薄。在前端制 造过程中，为了使破损降到最小，大直径硅片 相应厚些（300mm的硅片是775µm厚）。然而 硅片在装配开始前必须减薄。通常被减薄到 200～500µm的厚度。较薄的硅片更容易划成小 芯片并改善散热，也有益于在装配中减少热应 力。
• 热压键合 • 超声键合 • 热超声球键合
从芯片压点到引线框架的引线键合
芯片 键合的引线
压点
压模混合物 引线框架
管脚尖
Figure 20.9
芯片到引线框架的引线合
柱 器件压点
Figure 20.10
超声线键合顺序
超声能
楔压劈刀
引线 Al 压点 芯片
压力
劈刀向上移动
环氧树脂粘贴
芯片
环氧树脂
引线框架
Figure 20.7
共晶焊粘贴
共晶定义使它的熔点降至最低的熔态混 合。然后用合金方法将金粘接到基座上，基 座通常或是引线框架或是陶瓷基座（90％以 上的Al2O3）。典型地，基座有一个金或银的 金属化表面。当加热到420℃约6秒钟时芯片 和框架之间形成共晶合金互连。
半导体制造技术
第十八章
封装与装配
目标
通过本章的学习，将能够： 1. 描述装配和封装的总趋势与设计约束条件； 2. 说明并讨论传统装配方法； 3. 描述不同的传统封装的选择； 4. 讨论7种先进装配和封装技术的优势与限制。
引言
• 在制造工艺完成时，通过电测试的硅片准备进行 单个芯片的装配和封装。这些在最终装配和封装 中进行，被称为集成电路制造过程的后道工序。
• 最终装配和封装在集成电路后道工序是两个截然 不同过程，每个都有它特殊的工艺和工具。在传 统工艺中，集成电路最终装配从硅片上分离出每 个好的芯片并将芯片粘贴在金属引线框架或管壳 上，用细线将芯片表面的金属压点和提供芯片电 通路的引线框架内端互连起来，最终装配后，集 成电路是将芯片封装在一个保护管壳内。
• 现在最常用的封装是塑料包封芯片，这种塑料包 封提供环境保护并形成更高级装配连接的管脚。
传统装配与封装
硅片测试和拣选
分片
贴片
引线键合
塑料封装
Figure 20.1
最终封装与测试
集成电路封装的4个重要功能
1. 保护芯片以免由环境和传递引起损坏； 2. 为芯片的信号输入和输出提供互连； 3. 芯片的物理支撑； 4. 散热
共晶贴片提供了良好的热通路和机械强 渡。对于双极集成电路共晶焊粘贴技术更普 遍。
Au-Si 共晶贴片
Gold film
Silicon Al2O3
金/硅共晶 合金
Figure 20.8
引线键合
引线键合是将芯片表面的铝压点和引线框 架上的电极内端（有时称为柱）进行电连接最 常用的方法（见下图）。引线键合放置精度通 常是＋5µm。键合线或是金或是铝，因为它在 芯片压点和引线框架内端压点都形成良好键合 ，通常引线直径是25～75µm之间。三种基本引 线键合的叫法各取自在引线端点工艺中使用的 能量类型。三种引线键合方法是：
(5)
Figure 20.12
劈刀向上移动
(6)
引线键合拉力试验
钩
柱 器件
测试中的芯片 样品卡
Figure 20.13
传统封装
IC有许多传统封装形式，封装必须保护芯片免 受环境中潮气和沾污的影响及传运时的损坏。IC封 装形成了在引线框架上互连到芯片压点的管脚，它 们用于第二级装配电路板。芯片压点的间距范围从 60～115µm。引线框架电极从该压点间距扇出到用 在电路板上更大的压点间距。
硅片 台
锯刃
Figure 20.5
装片用的典型的引线框架
引线框架
引线
芯片
塑料 DIP
Figure 20.6
芯片粘结
• 环氧树脂粘贴 • 共晶焊粘贴 • 玻璃焊料粘贴 • 环氧树脂粘贴 是将芯片粘贴到引线框架或基
座上最常用的方法。环氧树脂被滴在引线框架 或基座的中心，芯片贴片工具将芯片背面放在 环氧树脂上（见下图）。接下来是加热循环以 固化环氧树脂。
• 使用全自动化机械进行背面减薄（见下图）。 背面减薄被精细的控制，使引入到硅片的应力 降到最低。在某些情况下，背面减薄后，在背 面在淀积金属，用于改善到底座的导电率以及 芯片共晶焊。
背面减薄示意图
向下施加力 转动和摆动秆
转动卡盘上 的硅片
板仅在硅片转换 角度过程中转动
Figure 20.4
硅片锯和被划硅片
典型 IC 封装形式
双列直插封装
(DIP)
单列直插封装
(SIP)
薄小型封装
(TSOP)
四边形扁平封装
(QFP)
塑料电极芯片载体
(PLCC)
Figure 20.2
无管脚芯片载体
(LCC)
关于集成电路封装形式
性能
尺寸/重量/外形 材料 成本 装配
• RC 时间延迟 • 输入/输出 (I/O)的个数 • 压焊和粘贴 • 信号上升时间 • 频率响应 • 开关瞬态 •热 • 芯片尺寸 • 管壳尺寸 • 压点尺寸和间距 • 管壳引线尺寸和间距 • 衬底载体压点尺寸和间距 • 散热设计 • 芯片基座 (塑料、陶瓷或金属) • 载体 (有机物、陶瓷) • 热膨胀失配 • 引线金属化 • 集成到现有工艺 • 管壳材料 • 成品率 • 芯片粘贴方式 • 封装粘贴 (通过孔、表面贴装或凸点) • 散热装配 • 包封