芯片封装过程详解
《芯片封装详细图解》PPT课件
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金属封装
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IC Package （IC的封装形式）
• 按与PCB板的连接方式划分为：
PTH
PTH-Pin Through Hole, 通孔式； SMT-Surface Mount Technology，表 面贴装式。 目前市面上大部分IC均采为SMT式 的
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SMT SMT
W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
Key Words：
Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个Bonding Tool，内部为空 心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和Lead Frame的Lead上形成第一 和第二焊点；
➢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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Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Mold Compound】塑封料/环氧树脂
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IC Package （IC的封装形式）
Package--封装体：
➢指芯片（Die）和不同类型的框架（L/F）和塑封料（EMC）形 成的不同外形的封装体。
➢IC Package种类很多，可以按以下标准分类：
• 按封装材料划分为： 金属封装、陶瓷封装、塑料封装 • 按照和PCB板连接方式分为： PTH封装和SMT封装 • 按照封装外型可分为： SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；
简述微电子封装基本工艺流程
简述微电子封装基本工艺流程微电子封装听起来是不是特别高大上呀？其实呀，它的基本工艺流程就像一场奇妙的旅行呢。
一、芯片制备。
这可是整个微电子封装旅程的起点哦。
芯片的制备就像是精心打造一颗超级微小又无比强大的“心脏”。
先从硅晶圆开始，这个硅晶圆就像是一块神奇的“地基”，要在上面进行超级精细的加工。
比如说光刻啦，光刻就像是在硅晶圆上画画，不过这个画笔超级精细，能画出只有纳米级别的图案呢。
然后还有蚀刻，蚀刻就像是把不需要的部分去掉，只留下我们想要的电路图案。
这一道道工序就像打造艺术品一样，每一步都得小心翼翼，稍微出点差错，这颗“心脏”可能就不那么完美啦。
二、芯片贴装。
芯片做好了，接下来就要把它安置到合适的地方啦，这就是芯片贴装环节。
这时候就像给芯片找一个温暖的“小窝”。
通常会用到一些特殊的材料，比如黏合剂之类的。
把芯片稳稳地粘在封装基板上，这个过程可不能马虎哦。
要保证芯片和基板之间的连接非常牢固，就像盖房子时把柱子稳稳地立在地基上一样。
如果贴装得不好，芯片在后续的使用过程中可能就会出问题，就像房子的柱子不稳，那房子可就危险啦。
三、引线键合。
这可是个很有趣的环节呢。
它就像是在芯片和封装基板之间搭建起一座座“小桥”。
通过金属丝，比如说金线之类的，把芯片上的电极和封装基板上的引脚连接起来。
这个过程就像绣花一样精细，要把每一根金属丝都准确无误地连接好。
想象一下，那么多微小的连接点，就像在微观世界里编织一张精密的网。
如果有一根金属丝连接错了或者没连接好，那信号可就不能正常传输啦，就像桥断了，路就不通了呀。
四、灌封。
灌封就像是给整个芯片和连接部分穿上一层保护“铠甲”。
会用一些特殊的封装材料，把芯片、金属丝这些都包裹起来。
这个封装材料就像一个温柔的“保护罩”，它能防止芯片受到外界的干扰，比如湿气啦、灰尘啦之类的。
就像给我们珍贵的东西放在一个密封的盒子里一样，让它在里面安安稳稳的。
而且这个保护罩还能起到一定的散热作用呢，芯片在工作的时候会发热，如果热量散不出去，就像人在一个闷热的房间里一样，会很不舒服，时间长了还会出问题呢。
芯片封装作业流程
芯片封装作业流程
一、芯片切割
先在芯片背面贴上蓝膜并置于铁环之上，之后再送至芯片切割机上进行切割，目的是用切割机将晶圆上的芯片切割分离成单个晶粒。
二、晶粒黏贴
先将晶粒黏着在导线架上，也叫作晶粒座，预设有延伸IC晶粒电路的延伸脚，用银胶对晶粒进行黏着固定。
三、焊线
将晶粒上之接点为第一个焊点，内部引脚上接点为第二焊点，先把金线之端点烧成小球，再将小球压焊在第一焊点上。
接着依设计好的路径拉金线，把金线压焊在第二点上完成一条金线之焊线动作。
焊线的目的是将晶粒上的接点用金线或者铝线铜线连接到导线架上之内的引脚，从而将ic晶粒之电路讯号传输到外界。
四、封胶
将导线架预热，再将框架置于压铸机上的封装模具上，再以半溶化后的树脂挤入模中，树脂硬化后便可开模取出成品。
封胶的目的是防止湿气等由外部侵入，有效地将内部产生的热量排出外部，提供能够手持的形体。
五、切脚成型
封胶之后，需要先将导线架上多余的残胶去除，经过电镀以增加外引脚的导电性及抗氧化性，而后再进行切脚成型。
将导线架上已封装完成的晶粒，剪切分离并将不需要的连接用材料切除。
切脚成型之后，一个芯片的封装过程基本就完成了，后续还需要一些处理才能让芯片能够稳定高效的工作，包括去胶、去纬、去框等，最后再测试检验，直至所有程序均按要求完成之后即可。
芯片封装测试流程详解
芯片封装测试流程详解1.测试设备准备：在进行芯片封装测试之前，需要准备好相应的测试设备。
主要包括外观检查仪、显微镜、X光机等。
这些设备将用于对芯片封装的外观、焊接、引脚等进行检查和测试。
2.外观检查：首先进行外观检查，主要是通过外观检查仪和显微镜对芯片封装的外观是否完整、无损伤进行检查。
包括封装是否存在变形、裂纹、划痕等情况。
3.RoHS检测：接下来进行RoHS检测，主要是对芯片封装中使用的材料是否符合欧盟RoHS指令要求，即不含有铅、汞、镉、六价铬等有害物质。
一般通过X射线荧光光谱仪来进行检测。
4.焊点可靠性测试：对芯片封装的焊点进行可靠性测试，主要是通过高温环境和机械应力等测试方法，对焊点的耐热性和耐久性进行检验。
例如，通过热冲击测试、热循环测试、拉力测试、剪力测试等方式来检测焊点的可靠性。
5.引脚焊接测试：对芯片封装的引脚焊接进行测试，主要是通过引脚接触测试和电阻测试来检查引脚焊接的质量。
引脚接触测试主要是用到显微镜和导电橡胶杂质实验仪来进行，电阻测试一般是通过专用测试仪器进行。
6.电性能测试：对芯片封装的电性能进行测试，主要是测试芯片封装的电性能参数和功能能否正常。
通过测试仪器对芯片封装进行静态和动态的电学特性测试，例如，输入输出电阻、反向电流、开关时间等。
7.温度周期可靠性测试：对芯片封装进行温度周期可靠性测试，主要是通过周期性变化温度的方式，来检验芯片封装材料和结构在不同温度下的可靠性。
这个测试一般使用温度恒温老化箱等设备进行。
8.市场应用测试：对芯片封装进行市场应用测试，主要是仿真实际使用环境下的使用寿命和稳定性。
例如，对手机芯片进行通话测试、对汽车芯片进行震动测试等。
9.数据分析：对芯片封装测试的数据进行分析，对测试结果进行统计和评估。
通过对测试数据的分析，可以判断芯片封装的质量和性能是否符合要求。
10.缺陷分析和改进：对于测试中发现的缺陷，需要及时进行分析并采取相应的改进措施。
芯片封装测试流程详解
提升产品竞争力
高质量的芯片产品能够满 足客户更高需求，提高市 场竞争力。
封装测试的流程简介
测试策略制定
根据芯片特性和测试要求，制 定相应的测试策略和方案。
数据分析与判定
对测试数据进行统计分析，与 标准值进行比较，确定芯片性 能等级。
准备测试环境
搭建符合测试要求的硬件和软 件环境，准备测试夹具和仪器。
塑封固化
塑封固化是将芯片和引脚进行塑 封，以保护芯片免受外界环境的
影响，并增强其机械强度。
塑封材料通常为热塑性塑料或环 氧树脂，具有优良的绝缘、耐温、
耐腐蚀等性能。
塑封过程中，将塑封材料均匀涂 覆在芯片和引脚上，经过加热固
化后形成保护层。
去飞边、切筋整形
去飞边是将塑封材料边缘的毛 刺、溢料等去除的过程，以提 高产品的外观质量和可靠性。
芯片封装测试流程详解
contents
目录
• 芯片封装测试概述 • 芯片封装工艺流程 • 芯片功能测试 • 芯片封装质量检测 • 芯片封装测试中的问题与对策 • 未来芯片封装测试技术展望
01 芯片封装测试概述
封装测试的目的
确保芯片性能符合设计要求
通过测试，验证芯片的功能、性能参数是否达到设计预期。
06 未来芯片封装测试技术展 望
高集成度芯片封装技术
总结词
随着芯片制程技术的不断进步，高集成度芯 片封装技术成为未来的发展趋势。
详细பைடு நூலகம்述
高集成度芯片封装技术能够将更多的晶体管 集成到更小的芯片面积上，从而提高芯片的 性能和功能。这种技术需要先进的封装材料 和工艺，以满足更高的热管理、电气性能和 可靠性要求。
筛选不良品
在生产过程中尽早发现不良品，避免后续工序的浪费。
IC芯片封装测试工艺流程
IC芯片封装测试工艺流程一、芯片封装工艺流程芯片封装是将设计好的芯片加工到具有引脚、引线、外壳等外部连接结构的封装盒中，以便与其他电子设备连接和使用。
常见的封装类型包括裸片封装、孔型封装和面型封装。
1.裸片封装裸片封装是指将芯片直接粘贴在PCB板上，并通过线缆焊接进行连接。
裸片封装工艺流程主要包括以下几个步骤：a.准备芯片：将已经制作好的芯片切割成适当的尺寸，并进行清洁。
b.芯片粘贴：在PCB板上涂覆导电胶粘剂，然后将芯片放置在适当的位置上。
c.焊接线缆：将芯片的引脚与PCB板上的焊盘进行连接，并焊接线缆。
d.封装测试：对封装后的芯片进行测试，以验证其功能和性能是否正常。
2.孔型封装孔型封装是指将芯片封装在具有引脚的插座中，插座可以通过引脚与其他电子设备连接。
孔型封装工艺流程主要包括以下几个步骤：a.准备插座：选择合适的插座，并进行清洁。
b.芯片焊接：将芯片的引脚与插座的引脚相匹配，并进行焊接。
c.封装测试：对封装后的芯片进行测试，以验证其功能和性能是否正常。
3.面型封装面型封装是指将芯片封装在具有引线的封装盒中，通过引线与其他电子设备连接。
面型封装工艺流程主要包括以下几个步骤：a.准备封装盒：选择合适的封装盒，并进行清洁。
b.芯片粘贴：将芯片粘贴在封装盒的适当位置上，并与引线连接。
c.引线焊接：将引线与封装盒进行焊接。
d.封装测试：对封装后的芯片进行测试，以验证其功能和性能是否正常。
芯片测试是指对封装后的芯片进行功能和性能的测试，以确保芯片的质量和可靠性。
芯片测试工艺流程主要包括以下几个步骤：1.安装测试设备：搭建测试设备并连接到芯片封装盒，以进行信号接收和传输。
2.引脚测试：通过测试设备对芯片的引脚进行测试，以验证其连接状态和电性能。
3.功能测试：通过测试设备对芯片的功能进行测试，以验证其逻辑和计算能力。
4.器件测试：通过测试设备对芯片中的器件进行测试，以验证其工作状态和参数。
5.温度测试：通过测试设备对芯片进行温度测试，以验证其在不同温度环境下的性能。
芯片封装详细图解
De-Taping 去胶带
将从晶圆厂出来的Wafer进行背面研磨，来减薄晶圆达到 封装需要的厚度（8mils~10mils）； 磨片时，需要在正面（Active Area）贴胶带保护电路区域 同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；
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IC Package Structure（IC结构图）
TOP VIEW
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Lead Frame 引线框架
Gold Wire 金 线
Die Pad 芯片焊盘
Epoxy 银浆
Mold Compound 环氧树脂
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IC Package （IC的封装形式）
按封装材料划分为：
金属封装
Байду номын сангаас陶瓷封装
塑料封装
金属封装主要用于军工或航天技术，无商业化产品； 陶瓷封装优于金属封装，也用于军事产品，占少量商业化市场； 塑料封装用于消费电子，因为其成本低，工艺简单，可靠性高而占有绝大部分的市场份额；
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
陶瓷的Capillary
内穿金线，并且在EFO的作用下，高温烧球；
金线在Cap施加的一定压力和超声的作用下，形成Bond Ball；
金线在Cap施加的一定压力作用下，形成Wedge；
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
IC Package （IC的封装形式）
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IC Package （IC的封装形式）
芯片封装工艺详细讲解
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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
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【Wafer】晶圆
……
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封装形式和工艺逐步高级和复杂
• 决定封装形式的两个关键因素: 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；
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Package--封装体：
指芯片（Die）和不同类型的框架（L/F）和塑封料（EMC） 形成的不同外形的封装体。
IC Package种类很多，可以按以下标准分类：
• 按封装材料划分为： 金属封装、陶瓷封装、塑料封装
• 按照和PCB板连接方式分为： PTH封装和SMT封装
• 按照封装外型可分为： SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；
Wafer Wash主要清洗Saw时候产生的各种粉尘，清洁Wafer；
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Wafer Saw Machine
Saw Blade(切割刀片)： Life Time：900~1500M； Spindlier Speed：30~50K rpm： Feed Speed：30~50/s;
Wire Bond 引线焊接
3rd Optical 第三道光检
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Taping 粘胶带
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FOL– Wafer Saw晶圆切割
WБайду номын сангаасfer 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；
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
EFO打火杆在 磁嘴前烧球
Cap下降到芯片的Pad 上，加Force和Power 形成第一焊点
Cap牵引金 线上升
Cap运动轨迹形成 良好的Wire Loop
Cap下降到Lead Frame形成焊接
Die Attach质量检查： 银浆固化： 175°C，1个小时； N2环境，防止氧化： Die Shear（芯片剪切力）
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
※利用高纯度的金线（Au） 、铜线（Cu）或铝线（Al）把 Pad 和 Lead通过焊接的方法连接起来。Pad是芯片上电路的外接 点，Lead是 Lead Frame上的 连接点。 W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。
Write Epoxy 点银浆 Die Attach 芯片粘接 Epoxy Cure 银浆固化
Epoxy Storage： 零下50度存放；
Epoxy Aging： 使用之前回温，除 去气泡；
Epoxy Writing： 点银浆于L/F的Pad 上，Pattern可选；
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Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Wafer】晶圆
……
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Raw Material in Assembly(封装原材料)
【Lead Frame】引线框架
提供电路连接和Die的固定作用；
主要材料为铜，会在上面进行镀银、 NiPdAu等材料；
【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；
EFO：打火杆。用于在形成第一焊点时的烧球。打火杆打火形成高温， 将外露于Capillary前端的金线高温熔化成球形，以便在Pad上形成第一 焊点（Bond Ball）； Bond Ball：第一焊点。指金线在Cap的作用下，在Pad上形成的焊接点 ，一般为一个球形；
Wedge：第二焊点。指金线在Cap的作用下，在Lead Frame上形成的 焊接点，一般为月牙形（或者鱼尾形）；
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
Key Words：
Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个Bonding Tool，内部为 空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和Lead Frame的Lead上形 成第一和第二焊点；
金属封装
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IC Package （IC的封装形式）
• 按与PCB板的连接方式划分为：
PTH
SMT
PTH-Pin Through Hole, 通孔式；
SMT
SMT-Surface Mount Technology ，表面贴装式。
目前市面上大部分IC均采为SMT式 的
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IC Package （IC的封装形式）
• 按封装材料划分为：
塑料封装
陶瓷封装
金属封装主要用于军工或航天技术，无 商业化产品； 陶瓷封装优于金属封装，也用于军事产 品，占少量商业化市场； 塑料封装用于消费电子，因为其成本低 ，工艺简单，可靠性高而占有绝大部分 的市场份额；
Wafer Wash主要清洗Saw时候产生的各种粉尘，清洁Wafer；
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FOL– Wafer Saw晶圆切割
Saw Blade(切割刀片)： Wafer Saw Machine Life Time：900~1500M； Spindlier Speed：30~50K rpm： Feed Speed：30~50/s;
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IC Package （IC的封装形式）
Package--封装体：
指芯片（Die）和不同类型的框架（L/F）和塑封料（EMC） 形成的不同外形的封装体。 IC Package种类很多，可以按以下标准分类：
• 按封装材料划分为： 金属封装、陶瓷封装、塑料封装 • 按照和PCB板连接方式分为： PTH封装和SMT封装 • 按照封装外型可分为： SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；
Ball Thickness（金球厚度） Crater Test（弹坑测试）
Thickness Size
Intermetallic（金属间化合物测试）
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FOL– 2nd Optical Inspection二光检查
主要是针对Wafer Saw之后在显微镜下进行Wafer的外观检查，是否有 出现废品。
Chipping Die 崩边
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FOL– Die Attach 芯片粘接
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Typical Assembly Process Flow
FOL/前段
EOL/中段
Plating/电镀
EOL/后段
Final Test/测试
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FOL– Front of Line前段工艺
Wafer 2nd Optical 第二道光检 Die Attach 芯片粘接
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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
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Taping 粘胶带 Back Grinding 磨片 De-Taping 去胶带
将从晶圆厂出来的Wafer进行背面研磨，来减薄晶圆达到 封装需要的厚度（8mils~10mils）； 磨片时，需要在正面（Active Area）贴胶带保护电路区域 同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；
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Back Grinding 磨片
Wafer Wash 晶圆清洗
Epoxy Cure 银浆固化
EOL
Wafer Mount 晶圆安装
Wafer Saw 晶圆切割
Wire Bond 引线焊接
3rd Optical 第三道光检
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FOL– Back Grinding背面减薄
Logo 艾
Introduction of IC Assembly Process IC封装工艺简介
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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
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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；
L/F的制程有Etch和Stamp两种； 易氧化，存放于氮气柜中，湿度小 于40%RH; 除了BGA和CSP外，其他Package都会采用Lead Frame， BGA采用的是Substrate；
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Raw Material in Assembly(封装原材料)
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IC Package （IC的封装形式）
• QFN—Quad Flat No-lead Package 四方无引脚扁平封装 • SOIC—Small Outline IC 小外形IC封装 • TSSOP—Thin Small Shrink Outline Package 薄小外形封装 • QFP—Quad Flat Package 四方引脚扁平式封装 • BGA—Ball Grid Array Package 球栅阵列式封装 • CSP—Chip Scale Package 芯片尺寸级封装
W/B四要素：压力（Force）、超声（USG Power）、时间（Time）、 温度（Temperature）；
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FOL– Wire Bonding 引线焊接
内穿金线，并且在EFO的 作用下，高温烧球； 金线在Cap施加的一定 压力和超声的作用下， 形成Bond Ball； 陶瓷的Capillary 金线在Cap施加的一 定压力作用下，形成 Wedge；
Cap侧向划开，将金 线切断，形成鱼尾