微电子工艺 最终版
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微电子制造工艺流程PPT课件
• N-MOS电路 (1)
Metal = 金属
Gate = 栅
Metal = 金属
Source = 源
n-type
p-type
n-type
Drain = 漏
第4页/共83页
CMOS工作原理 (3)
• N-MOS电路 (2)
Gate = 栅
Source = 源
第5页/共83页
Drain = 漏
CMOS工作原理 (4)
Future PMOS Transistor
No current can flow through here!
第19页/共83页
Silicon Dioxide Silicon Nitride Future NMOS Transistor
Silicon Epi Layer PSilicon Substrate P+
Source = 源
第10页/共83页
Drain = 漏
CMOS工艺流程
1. Shallow Trench Formation
2. Well Formation 3. Gate Formation 4. Source/Drain
Formation
5. Salicide Formation 6. 1st Interconnect Layer 7. 2nd through Nth
第2页/共83页
CMOS工作原理 (1)
• 回顾录像：IC制造工艺
P-MOS
n-well
p-well
N-MOS
CMOS = Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (Transistor) = 互补金属氧化物半导体（晶体管）
Metal = 金属
Gate = 栅
Metal = 金属
Source = 源
n-type
p-type
n-type
Drain = 漏
第4页/共83页
CMOS工作原理 (3)
• N-MOS电路 (2)
Gate = 栅
Source = 源
第5页/共83页
Drain = 漏
CMOS工作原理 (4)
Future PMOS Transistor
No current can flow through here!
第19页/共83页
Silicon Dioxide Silicon Nitride Future NMOS Transistor
Silicon Epi Layer PSilicon Substrate P+
Source = 源
第10页/共83页
Drain = 漏
CMOS工艺流程
1. Shallow Trench Formation
2. Well Formation 3. Gate Formation 4. Source/Drain
Formation
5. Salicide Formation 6. 1st Interconnect Layer 7. 2nd through Nth
第2页/共83页
CMOS工作原理 (1)
• 回顾录像：IC制造工艺
P-MOS
n-well
p-well
N-MOS
CMOS = Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (Transistor) = 互补金属氧化物半导体（晶体管）
微电子工艺课件资料
三、起始材料--石英岩（高纯度硅砂--SiO2）
1. SiO2+SiC→Si(s)+SiO(g)+CO(g) 冶金级硅：98%；
300oC
2. Si(s)+3HCl(g) →SiHCl3(g)+H2 三氯硅烷室温下呈液态沸点为32℃，利用分馏法去 除杂质；
3. SiHCl3(g)+ H2→Si(s)+ 3HCl(g) 得到电子级硅（片状多晶硅）。
Si：
• 含量丰富，占地壳重量25%；
• 单晶Si 生长工艺简单，目前直径最大18英吋 （450mm）
• 氧化特性好， Si/SiO2界面性能理想，可做掩蔽膜、 钝化膜、介质隔离、绝缘栅等介质材料；
• 易于实现平面工艺技术；
• 直径
二、对衬底材料的要求
• 导电类型：N型与P型都易制备；
• 晶向：Si:双极器件--<111>；MOS--<100>；
4. 放肩
缩颈工艺完成后，略降低温度（15-40℃） ，让晶体逐 渐长大到所需的直径为止。这称为“放肩”。
5. 等径生长
当晶体直径到达所需尺寸后，提高拉速，使晶体直径不再 增大，称为收肩。收肩后保持晶体直径不变，就是等径生长。 此时要严格控制温度和拉速。
6. 收晶
晶体生长所需长度后，升高熔体温度或熔体温度不变， 加快拉速，使晶体脱离熔体液面。
有效分凝系数
当结晶速度大于杂质在熔体中的扩散速度时，杂质在界面 附近熔体中堆积，形成浓度梯度。
按照分凝系数定义：
k0
Cs Cl (0)
由于Cl(0)未知，然而为了描述 界面粘滞层中杂质浓度偏离对固 相中的杂质浓度的影响，引入有效 分凝系数ke:
微电子工艺流程(PDF 44页)
华中科技大学电子科学与技术系
20、电极多晶硅的淀积
• 利用低压化学气相沉积（LPCVD ） 技 术在晶圆表面沉积多晶硅，以做为连接 导线的电极。
华中科技大学电子科学与技术系
21、电极掩膜的形成
• 涂布光刻胶在晶圆上，再利用光刻技术 将电极的区域定义出来。
华中科技大学电子科学与技术系
22、活性离子刻蚀
晶格排列。退火就是利
用热能来消除晶圆中晶
格缺陷和内应力，以恢
复晶格的完整性。同时
使注入的掺杂原子扩散
到硅原子的替代位置，
使掺杂元素产生电特
性。
华中科技大学电子科学与技术系
11、去除二氧化硅
• 利用湿法刻蚀方法去除晶圆表面的二氧化 硅。
华中科技大学电子科学与技术系
12、前置氧化
• 利用热氧化法在晶圆上形成一层薄的氧 化层，以减轻后续氮化硅沉积工艺所产 生的应力。
• 利用活性离子刻蚀技术刻蚀出多晶硅电 极结构，再将表面的光刻胶去除。
华中科技大学电子科学与技术系
23、热氧化
• 利用氧化技术，在晶圆表面形成一层氧 化层。
华中科技大学电子科学与技术系
24、NMOS源极和漏极形成
• 涂布光刻胶后，利用光刻技术形成NMOS源极与漏极 区域的屏蔽，再利用离子注入技术将砷元素注入源极 与漏极区域，而后将晶圆表面的光刻胶去除。
1. 洁净室和清洗 2. 氧化和化学气相淀积 3. 光刻和腐蚀 4. 扩散和离子注入 5. 金属连接和平面化 三. 标准CMOS工艺流程
华中科技大学电子科学与技术系
1、初始清洗
• 初始清洗就是将晶圆放入清洗槽中，利用化学或物理的 方法将在晶圆表面的尘粒或杂质去除，防止这些杂初始 清洗就是将晶圆放入清洗槽中，利用化学或物理的方法 将在晶圆表面的尘粒或杂质去除，防止这些杂质尘 粒， 对后续的工艺造成影响，使得器件无法正常工作。
20、电极多晶硅的淀积
• 利用低压化学气相沉积（LPCVD ） 技 术在晶圆表面沉积多晶硅，以做为连接 导线的电极。
华中科技大学电子科学与技术系
21、电极掩膜的形成
• 涂布光刻胶在晶圆上，再利用光刻技术 将电极的区域定义出来。
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22、活性离子刻蚀
晶格排列。退火就是利
用热能来消除晶圆中晶
格缺陷和内应力，以恢
复晶格的完整性。同时
使注入的掺杂原子扩散
到硅原子的替代位置，
使掺杂元素产生电特
性。
华中科技大学电子科学与技术系
11、去除二氧化硅
• 利用湿法刻蚀方法去除晶圆表面的二氧化 硅。
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12、前置氧化
• 利用热氧化法在晶圆上形成一层薄的氧 化层，以减轻后续氮化硅沉积工艺所产 生的应力。
• 利用活性离子刻蚀技术刻蚀出多晶硅电 极结构，再将表面的光刻胶去除。
华中科技大学电子科学与技术系
23、热氧化
• 利用氧化技术，在晶圆表面形成一层氧 化层。
华中科技大学电子科学与技术系
24、NMOS源极和漏极形成
• 涂布光刻胶后，利用光刻技术形成NMOS源极与漏极 区域的屏蔽，再利用离子注入技术将砷元素注入源极 与漏极区域，而后将晶圆表面的光刻胶去除。
1. 洁净室和清洗 2. 氧化和化学气相淀积 3. 光刻和腐蚀 4. 扩散和离子注入 5. 金属连接和平面化 三. 标准CMOS工艺流程
华中科技大学电子科学与技术系
1、初始清洗
• 初始清洗就是将晶圆放入清洗槽中，利用化学或物理的 方法将在晶圆表面的尘粒或杂质去除，防止这些杂初始 清洗就是将晶圆放入清洗槽中，利用化学或物理的方法 将在晶圆表面的尘粒或杂质去除，防止这些杂质尘 粒， 对后续的工艺造成影响，使得器件无法正常工作。
第9章 微电子制造工艺
感光剂
添加剂
功能
当被对准机光源曝光时， 聚合物结构由可溶变成 聚合（或反之）
稀化光刻胶，通过旋转 形成薄膜
在曝光过程中控制和 / 或 调节光刻胶的化学反应
各种添加的化学成分实 现工艺效果，例如染色
《电子产品制造技术》
第9章 微电子制造常用工艺技术原理
• 聚合物
聚合物是由一组大而且重的分子组成，包括碳、 氢和氧。对负性胶，聚合物曝光后会由非聚合状态变 为聚合状态。在大多数负性胶里面，聚合物是聚异戊 二烯类型。是一种相互粘结的物质－－抗刻蚀的物质， 如图所示。
光刻技术
在狭义上，光刻 工艺仅指光复印 工艺,即图1中从 ④到⑤或从③到 ⑤的工艺过程。
主要流程
光复印工艺的主 要流程如图2：
《电子产品制造技术》
第9章 微电子制造常用工艺技术原理
四、光致抗蚀剂 （光刻胶）
• 半导体器件和集成电路对光刻曝光技术提出了越来越高的要求， 在单位面积上要求完善传递图像的信息量已接近常规光学的极 限。光刻曝光的常用波长是3650～4358 埃，预计实用分辨率约 为1微米。几何光学的原理，允许将波长向下延伸至约2000埃的 远紫外波长，此时可达到的实用分辨率约为0.5～0.7微米。微米 级图形的光复印技术除要求先进的曝光系统外,对抗蚀剂的特性、 成膜技术、显影技术、超净环境控制技术、刻蚀技术、硅片平 整度、变形控制技术等也有极高的要求。因此，工艺过程的自 动化和数学模型化是两个重要的研究方向。
波长越短的光源（射线）能量越高。
《电子产品制造技术》
第9章 微电子制造常用工艺技术原理
可见光
广播
名称 伽马射线 X 射线 紫外 线
红外 线
短无 线
无线
微电子工艺PPT课件
1833年，英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的 电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下， 金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料 的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次 发现。
1874年，电报机、电话和无线电相继发明等早期电子仪器 亦造就了一项新兴的工业──电子业的诞生。
1、2014年全球半导体市场规模达到3331亿美元，同比增长9%，为近四年增速之最。 2、从产业链结构看。制造业、IC设计业、封装和测试业分别占全球半导体产业整体营业收入 的50%、27%、和23%。 3、从产品结构看。模拟芯片、处理器芯片、逻辑芯片和存储芯片2014年销售额分别442.1 亿美元、622.1亿美元、859.3亿美元和786.1亿美元，分别占全球集成电路市场份额的 16.1%、22.6%、32.6%和28.6%。
集成电 路应用
.
5
半导体产业结构
.
6
我国集成电路产业在世界中的地位
1、中国目前进口第一多的商品不是原油，是芯片，一 年进口2500亿美元。 2、我国集成电路产业处在世界的中下端，属于集成电 路消费大国、制造大国，粗放型、高投入、低利润。 3、缺少高端设计，设备主要被国外垄断。 4、集成电路产业是国家的命脉，走到了危险的边缘， 不能再继续落后下去。
2005年 65nm
2007年 45nm
2009年 32nm
2012年 22nm
2014年 14/16nm
Intel首款14nm处理器——第五代Core处理器问世（2015-1-6） 第五代Core处理器平台电晶体(Transistor)数量比第四代Core加35%，但尺寸却缩减37%; 此外，在3D图像处理性能、影片转码速度、电池续航力、整体性能等评比项目，第五代Core处理 器平台都较前一代产品分别提升22%、50%、40%以及1.5小时的表现。
1874年，电报机、电话和无线电相继发明等早期电子仪器 亦造就了一项新兴的工业──电子业的诞生。
1、2014年全球半导体市场规模达到3331亿美元，同比增长9%，为近四年增速之最。 2、从产业链结构看。制造业、IC设计业、封装和测试业分别占全球半导体产业整体营业收入 的50%、27%、和23%。 3、从产品结构看。模拟芯片、处理器芯片、逻辑芯片和存储芯片2014年销售额分别442.1 亿美元、622.1亿美元、859.3亿美元和786.1亿美元，分别占全球集成电路市场份额的 16.1%、22.6%、32.6%和28.6%。
集成电 路应用
.
5
半导体产业结构
.
6
我国集成电路产业在世界中的地位
1、中国目前进口第一多的商品不是原油，是芯片，一 年进口2500亿美元。 2、我国集成电路产业处在世界的中下端，属于集成电 路消费大国、制造大国，粗放型、高投入、低利润。 3、缺少高端设计，设备主要被国外垄断。 4、集成电路产业是国家的命脉，走到了危险的边缘， 不能再继续落后下去。
2005年 65nm
2007年 45nm
2009年 32nm
2012年 22nm
2014年 14/16nm
Intel首款14nm处理器——第五代Core处理器问世（2015-1-6） 第五代Core处理器平台电晶体(Transistor)数量比第四代Core加35%，但尺寸却缩减37%; 此外，在3D图像处理性能、影片转码速度、电池续航力、整体性能等评比项目，第五代Core处理 器平台都较前一代产品分别提升22%、50%、40%以及1.5小时的表现。
微电子封装技术的基本工艺流程
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集成电路制造工艺微电子.pptx
第16页/共40页
• 生长n型外延层
• 利用HF腐蚀掉硅片表面的氧化层 • 将硅片放入外延炉中进行外延，外延层的厚度和掺
杂浓度一般由器件的用途决定
第17页/共40页
• 形成横向氧化物隔离区 • 热生长一层薄氧化层，厚度约50nm • 淀积一层氮化硅，厚度约100nm • 光刻2#版(场区隔离版
第18页/共40页
第23页/共40页
• 金属化 • 淀积金属，一般是铝或Al-Si、Pt-Si合金等 • 光刻6#版(连线版)，形成金属互连线
• 合金：使Al与接触孔中的硅形成良好的欧姆接触，一般是在450℃、N2-H2气 氛下处理20～30分钟
• 形成钝化层 • 在低温条件下(小于300℃)淀积氮化硅 • 光刻7#版(钝化版) • 刻蚀氮化硅，形成钝化图形
• 形成横向氧化物隔离区 • 利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氮化硅层-氧化层以及一半的外延 硅层刻蚀掉 • 进行硼离子注入
第19页/共40页
• 形成横向氧化物隔离区 • 去掉光刻胶，把硅片放入氧化炉氧化，形成厚的场氧化层隔离区 • 去掉氮化硅层
第20页/共40页
• 形成基区 • 光刻3#版(基区版)，利用光刻胶将收集区遮挡住，暴露出基区 • 基区离子注入硼
•辅助工序
•超净厂房技术 •超纯水、高纯气体制备技术 •光刻掩膜版制备技术 •材料准备技术
第38页/共40页
作业
•设计制备NMOSFET的 工艺，并画出流程图
第39页/共40页
感谢您的观看。
第40页/共40页
第12页/共40页
第13页/共40页
成电路 制造工
艺
第14页/共40页
第15页/共40页
双极集成电路工艺
• 生长n型外延层
• 利用HF腐蚀掉硅片表面的氧化层 • 将硅片放入外延炉中进行外延，外延层的厚度和掺
杂浓度一般由器件的用途决定
第17页/共40页
• 形成横向氧化物隔离区 • 热生长一层薄氧化层，厚度约50nm • 淀积一层氮化硅，厚度约100nm • 光刻2#版(场区隔离版
第18页/共40页
第23页/共40页
• 金属化 • 淀积金属，一般是铝或Al-Si、Pt-Si合金等 • 光刻6#版(连线版)，形成金属互连线
• 合金：使Al与接触孔中的硅形成良好的欧姆接触，一般是在450℃、N2-H2气 氛下处理20～30分钟
• 形成钝化层 • 在低温条件下(小于300℃)淀积氮化硅 • 光刻7#版(钝化版) • 刻蚀氮化硅，形成钝化图形
• 形成横向氧化物隔离区 • 利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氮化硅层-氧化层以及一半的外延 硅层刻蚀掉 • 进行硼离子注入
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• 形成横向氧化物隔离区 • 去掉光刻胶，把硅片放入氧化炉氧化，形成厚的场氧化层隔离区 • 去掉氮化硅层
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• 形成基区 • 光刻3#版(基区版)，利用光刻胶将收集区遮挡住，暴露出基区 • 基区离子注入硼
•辅助工序
•超净厂房技术 •超纯水、高纯气体制备技术 •光刻掩膜版制备技术 •材料准备技术
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作业
•设计制备NMOSFET的 工艺，并画出流程图
第39页/共40页
感谢您的观看。
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成电路 制造工
艺
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双极集成电路工艺
微电子工艺流程
微电子工艺流程
《微电子工艺流程》
微电子工艺流程是指将微电子器件制作所需的相关工艺步骤以及技术流程。
随着科技的不断进步，微电子器件的制作工艺也得到了不断的改进和完善。
微电子器件包括微处理器、集成电路、传感器等，它们在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
首先，微电子工艺流程是以硅片为基础材料的。
在制作微电子器件时，首先需要准备一块高纯度的硅片，然后在硅片表面通过一系列的工艺步骤来形成各种器件的结构。
这些工艺步骤包括沉积、蚀刻、光刻以及离子注入等，通过这些步骤能够在硅片表面形成各种器件的结构。
其次，微电子工艺流程需要精密的设备和工艺技术。
在微电子器件的制作过程中，需要使用各种高精度的设备和工艺技术。
比如，在光刻工艺中，需要使用光刻机来将图案投射到硅片上，而这些光刻机需要具有极高的分辨率和对准精度。
另外，在蚀刻工艺中，需要使用离子束蚀刻机来精确地去除硅片表面的材料，这也需要设备具有高精度和稳定的性能。
最后，微电子工艺流程是一个复杂而又精密的过程。
在微电子器件的制作过程中，需要严格控制各种工艺参数，比如温度、压力、时间等，以确保器件的性能和稳定性。
同时，还需要进行严格的质量控制和检测，以确保制造出来的器件符合相关标准和规范。
总之，微电子工艺流程是一个高度复杂和精细的过程，它需要集成各种工艺步骤和技术手段，以制作出符合要求的微电子器件。
随着科技的不断进步，微电子工艺流程也在不断地完善和改进，以满足社会对微电子器件的需求。
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使用环氧树脂聚合物
将已完成引线键合的 芯片和模块化工艺的 引线框架完全包封
ME
塑料封装的种类
Category
ME
陶瓷封装
陶瓷封装：耐熔陶瓷和薄层陶瓷。 优点：密封性好；高可靠性、大功 率 缺点：成本较高。
பைடு நூலகம்
ME
陶瓷针栅阵列
Pin Grid Array (PGA）
PGA
管壳经常需要一些散热片
互联技术比较
Comparative
[]
ME
小结
summary
ME
传统装配与封装
装配和封装工艺 方法
ME
本章 主要内容
先进装配与封装
方法
掌握传统装配与 封装工艺的应用
了解装配和封装 的总趋势
ME
掌握先进装配技 术与封装形式
本章 要求
[3]END
Thanks!
PPT DEISGN BY Kevin Lee
ME
[典型 ]封装形式
ME
IC Packaging
的设计考虑
IC
封装层次
ME
了解
传统装配几个概念
Traditional Assemble
Wafer preparation Backgrind-背面减薄 Die separation---分片 Die attach---装架 Wire bonding---引线键合
ME
环氧树脂粘贴
ME
共晶焊粘贴
ME
[]
引线键合
PHOTO
ME
热压焊
引线键合
超声键合
热超声球键合
热压键合
热能+压力
被分别作用到芯片压点和引线框内端电极以形成金线键合
。
ME
超声键合
ME
热超声球键合
ME
引线键合质量测试:
目检和拉力测试
引线失效的例子：键合脱离
塑料封装
传统封装
陶瓷封装
ME
塑料封装
ME
背面减薄
Wafer preparation Backgrind
PHOTO
ME
分片
Die separation
PHOTO
ME
装架
Die attach
PHOTO
ME
了解
芯片粘结几种方式
Chip Adhesion
环氧树脂粘贴：散热加银粉的 热树脂共晶焊粘贴：散热更好
璃焊料粘贴：密封好
或小风扇排出管壳内产生的热
ME
薄层陶瓷
ME
终测
Finally Test
IC Package
的测试插座
ME
[]
ME
先进装配与封装
Advance Assemble and Package
ME
倒装芯片---Flip chip 球栅阵列---Ball grid array (BGA) 3 2
片上芯片---Chip on board (COB) 卷带式自动键合 --- Tape automated bonding (TAB) 多芯片模块---Multichip modules (MCM) 芯片尺寸封装---Chip scale packaging (CSP) 4
先进 装配与封 技术
4 5
圆片级封装---Wafer-level packaging
倒装芯片
Flip chip
芯片的有源面面向基座的粘贴封装技术。
PHOTO
焊料凸点工艺－C4（可调整芯片支撑的工艺，Controlled collapse chip carrier）
ME
C4焊料凸点
ME
环氧树脂
片和基座之间热膨胀系数CTE失配
第1次 上世纪80年代 第2次 上世纪90年代 球型矩正 封装的出现 第3次 现在
ME
引脚插入式封装 到表面贴片封装
晶片级封装、系统 封装、芯片级封装
1. 封装是半导体三大产业之一： 2. 2008年“在中国，封装行业销售收入占到三者总和的50%左右，晶 圆制造业占32%，设计业占18%。”
本章主要内容
① 装配和封装工艺 ② 传统装配与封装方法 ③ 先进装配与封装方法
ME
本章知识要点
② 掌握先进装配技术与封装形式； ③ 了解装配和封装的总趋势。
① 掌握传统装配与封装工艺的应用；
硅片流程模型
PHOTO
ME
芯片切割与封装
关键概念
后部封装
（1）背面减薄 （2）划片、掰片 （3）粘片 （4）压焊：金丝球焊 （5）切筋 （6）整形
在芯片和基座之间填充环氧树脂，减小硅
ME
输入输出管脚数
倒装芯片技术采用面阵技术， 具有更多输入/输出管脚
ME
球栅阵列
Ball grid array
BGA：由陶瓷或塑料基座构成，
使用倒装芯片C4或引线键合技术将 硅芯片粘附到基座的顶部。
PHOTO
芯片 Ball Grid Array
高密度的BGA封装具有多达2400个管脚。
ME
装配与封装
Assemble and Package
ME
Introduce
PPT
资料收集与筛选
苏阳 张晨 赵争夕
PPT PPT
设计及制作
李乐
内容讲解
赵成瑜 陈广
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NOW
LOADING… …
ME
[]
ME
引言
ME
装配与封装过程
含义？
最终 装配
difference
封装
ME
装配与封装技术的三次革新
Chip scale packaging
芯片尺寸封装CSP
装形式。
PHOTO
:
小于芯片 表面积1.2倍的集成电路封
主流CSP封装技术：倒装芯片和BGA法
ME
圆片级封装
Wafer-level packaging
PHOTO
第一级互连和在划片前硅片上的封装 I/O端的形式
ME
圆片级封装设计概念
ME
几种
ME
片上芯片
Chip on board
PHOTO
ME
带卷式自动键合
Tape automated bonding
PHOTO
ME
多芯片组件
Multichip modules
MCM：将几个芯片固定在同
一基座上的封装形式。
PHOTO
目的：减小总封装尺寸、重量、电阻和寄生电容，增强电性能。
ME
芯片尺寸封装
（7）封装 （8）沾锡：保证管脚的电学接触 （9）老化 （10）成测 片封装形式 （11）打字、包装
ME
4 I 原则
Interesting
ME
后道工序：
封装的四个功能
1
• 芯片的物理支撑
2
3
4
ME
• 保护芯片，避免 • 为信号的输入和 由环境和传递引 输出提供互连 起损坏；
• 散热
装配与封装 [传统 ]
将已完成引线键合的 芯片和模块化工艺的 引线框架完全包封
ME
塑料封装的种类
Category
ME
陶瓷封装
陶瓷封装：耐熔陶瓷和薄层陶瓷。 优点：密封性好；高可靠性、大功 率 缺点：成本较高。
பைடு நூலகம்
ME
陶瓷针栅阵列
Pin Grid Array (PGA）
PGA
管壳经常需要一些散热片
互联技术比较
Comparative
[]
ME
小结
summary
ME
传统装配与封装
装配和封装工艺 方法
ME
本章 主要内容
先进装配与封装
方法
掌握传统装配与 封装工艺的应用
了解装配和封装 的总趋势
ME
掌握先进装配技 术与封装形式
本章 要求
[3]END
Thanks!
PPT DEISGN BY Kevin Lee
ME
[典型 ]封装形式
ME
IC Packaging
的设计考虑
IC
封装层次
ME
了解
传统装配几个概念
Traditional Assemble
Wafer preparation Backgrind-背面减薄 Die separation---分片 Die attach---装架 Wire bonding---引线键合
ME
环氧树脂粘贴
ME
共晶焊粘贴
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引线键合
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热压焊
引线键合
超声键合
热超声球键合
热压键合
热能+压力
被分别作用到芯片压点和引线框内端电极以形成金线键合
。
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超声键合
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热超声球键合
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引线键合质量测试:
目检和拉力测试
引线失效的例子：键合脱离
塑料封装
传统封装
陶瓷封装
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塑料封装
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背面减薄
Wafer preparation Backgrind
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分片
Die separation
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装架
Die attach
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了解
芯片粘结几种方式
Chip Adhesion
环氧树脂粘贴：散热加银粉的 热树脂共晶焊粘贴：散热更好
璃焊料粘贴：密封好
或小风扇排出管壳内产生的热
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薄层陶瓷
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终测
Finally Test
IC Package
的测试插座
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先进装配与封装
Advance Assemble and Package
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倒装芯片---Flip chip 球栅阵列---Ball grid array (BGA) 3 2
片上芯片---Chip on board (COB) 卷带式自动键合 --- Tape automated bonding (TAB) 多芯片模块---Multichip modules (MCM) 芯片尺寸封装---Chip scale packaging (CSP) 4
先进 装配与封 技术
4 5
圆片级封装---Wafer-level packaging
倒装芯片
Flip chip
芯片的有源面面向基座的粘贴封装技术。
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焊料凸点工艺－C4（可调整芯片支撑的工艺，Controlled collapse chip carrier）
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C4焊料凸点
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环氧树脂
片和基座之间热膨胀系数CTE失配
第1次 上世纪80年代 第2次 上世纪90年代 球型矩正 封装的出现 第3次 现在
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引脚插入式封装 到表面贴片封装
晶片级封装、系统 封装、芯片级封装
1. 封装是半导体三大产业之一： 2. 2008年“在中国，封装行业销售收入占到三者总和的50%左右，晶 圆制造业占32%，设计业占18%。”
本章主要内容
① 装配和封装工艺 ② 传统装配与封装方法 ③ 先进装配与封装方法
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本章知识要点
② 掌握先进装配技术与封装形式； ③ 了解装配和封装的总趋势。
① 掌握传统装配与封装工艺的应用；
硅片流程模型
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芯片切割与封装
关键概念
后部封装
（1）背面减薄 （2）划片、掰片 （3）粘片 （4）压焊：金丝球焊 （5）切筋 （6）整形
在芯片和基座之间填充环氧树脂，减小硅
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输入输出管脚数
倒装芯片技术采用面阵技术， 具有更多输入/输出管脚
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球栅阵列
Ball grid array
BGA：由陶瓷或塑料基座构成，
使用倒装芯片C4或引线键合技术将 硅芯片粘附到基座的顶部。
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芯片 Ball Grid Array
高密度的BGA封装具有多达2400个管脚。
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装配与封装
Assemble and Package
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Introduce
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资料收集与筛选
苏阳 张晨 赵争夕
PPT PPT
设计及制作
李乐
内容讲解
赵成瑜 陈广
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NOW
LOADING… …
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引言
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装配与封装过程
含义？
最终 装配
difference
封装
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装配与封装技术的三次革新
Chip scale packaging
芯片尺寸封装CSP
装形式。
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:
小于芯片 表面积1.2倍的集成电路封
主流CSP封装技术：倒装芯片和BGA法
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圆片级封装
Wafer-level packaging
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第一级互连和在划片前硅片上的封装 I/O端的形式
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圆片级封装设计概念
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几种
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片上芯片
Chip on board
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带卷式自动键合
Tape automated bonding
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多芯片组件
Multichip modules
MCM：将几个芯片固定在同
一基座上的封装形式。
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目的：减小总封装尺寸、重量、电阻和寄生电容，增强电性能。
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芯片尺寸封装
（7）封装 （8）沾锡：保证管脚的电学接触 （9）老化 （10）成测 片封装形式 （11）打字、包装
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4 I 原则
Interesting
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后道工序：
封装的四个功能
1
• 芯片的物理支撑
2
3
4
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• 保护芯片，避免 • 为信号的输入和 由环境和传递引 输出提供互连 起损坏；
• 散热
装配与封装 [传统 ]