第1章集成电路芯片封装技术概述
第1章集成电路芯片封装技术概述ppt课件
传统装配与封装流程
硅片测试和拣选
分片
20.1
最终封装与测试
微芯片封装例子
Figure 1.8
二、封装分类及封装材料
迄今还没有一个统一的封装分类方法，业界常常从 封装材料、封装形式、应用对象等角度进行分类。
从以下四个方面进行分类： 按芯片数目； 按材料分类； 按器件与电路板互连方式； 按引脚分布；
缺陷芯片
5.
终测确保集成电路 通过电学和环境测 试
Figure 1.6
封装在IC制造流程中的位置
1、芯片封装技术—概念
狭义的封装
集成电路芯片封装(Packaging,PKG)，是指利 用膜技术及微细加工技术,将芯片布置、粘贴固定 及连接在框架或基板上,并引出接线端子。通过可 塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。
教材： 集成电路芯片封装技术 李可为 编 参考书：微系统封装技术概论 金玉丰编著
第一章
集成电路芯片封装技术概述
一、封装技术概论及相关知识
二、封装分类及封装材料
三、微电子封装技术历史和发展趋 势
一、封装技术概论及相关知识
微电子学〔Microelectronics）： 一门研究集成电路设计 、制造、测试、封装等全过程的学科。
1.封装的分类 (2)
按互连方式分类：
引脚插入式 PTH(Pin-through-hole)
SIP
单边引腳
ZIP
插入式
双边引腳
DIP SK-DIP
PGA
底部引腳
表面贴装式：SMT〔Surface Mount Te单ch边n引ol脚ogy) SVP
表面贴装式
双边引脚
SOP TSOP SSOP SOI
【课件】集成电路芯片封装技术芯片互连技术ppt
引线键合技术分类和应用范围
常用引线键合方式有三种： 热压键合 超声键合 热超声波（金丝球）键合
低成本、高可靠、高产量等特点使得WB成为芯片互 连主要工艺方法，用于下列封装:
·陶瓷和塑料BGA、SCP和MCP ·陶瓷和塑料封装QFP ·芯片尺寸封装 (CSP)
WB技术作用机理
提供能量破坏被焊表面的氧化层和污染物，使焊区金 属产生塑性变形，使得引线与被焊面紧密接触，达到原子 间引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊合点。引线键 合键合接点形状主要有楔形和球形，两键合接点形状可以 相同或不同。
芯片互连技术
前课回顾
1.集成电路芯片封装工艺流程
2.成型技术分类及其原理
主要内容Biblioteka 引线键合技术（WB） 载带自动键合技术（TAB） 倒装芯片键合技术（FCB）
引线键合技术概述
引线键合技术是将半导体裸芯片（Die）焊区 与微电子封装的I/O引线或基板上的金属布线焊区 （Pad）用金属细丝连接起来的工艺技术。
作粘附层和钝化层，防止凸点金属与Al互扩散。典 型的凸点金属材料多为Au或Au合金。
TAB技术的关键材料
TAB的优点
1）TAB结构轻、薄、短、小，封装高度<1mm 2）TAB电极尺寸、电极与焊区间距较之WB小 3）TAB容纳I/O引脚数更多，安装密度高 4）TAB引线电阻、电容、电感小，有更好的电性能 5）可对裸芯片进行筛选和测试 6）采用Cu箔引线，导电导热好，机械强度高 7）TAB键合点抗键合拉力比WB高 8）TAB采用标准化卷轴长带，对芯片实行多点一次焊接， 自动化程度高
腐蚀可导致引线一端或两端完全断开，从而使引线 在封装内自由活动并造成短路。
载带自动键合（TAB）技术概述
集成电路封装与测试(一)
三人获得了1956年 诺贝尔物理学奖
William B. Shockley
John Bardeen
Walter H. Brattain
1958年9月10日美国的基尔比发明了集成电 路集成电路是美国物理学家基尔比(Jack Kilby)和诺伊斯两人各自独立发明的，都拥有 发明的专利权。 1958年9月10日，基尔比的第一个安置在半 导体锗片上的电路取得了成 功，被称为“相 移振荡器”。 1957年，诺伊斯(Robort Noyce)成立了仙童 半导体公司，成为硅谷的第一家专门研制硅 晶体管的公司。 1959年2月，基尔比申请了专利。不久，得 克萨斯仪器公司宣布，他们已生产出一种比 火柴头还小的半导体固体 电路。诺伊斯虽然 此前已制造出半导体硅片集成电路，但直到 1959年7月才申请专利，比基尔比晚了半年。 法庭后来裁决，集成电路的发明专利属于基 尔比，而 有关集成电路的内部连接技术专利 权属于诺伊斯。两人都因此成为微电子学的 创始人，获得美国的“巴伦坦奖章”。
双边 引脚
SOP (小型化封装 小型化封装) 小型化封装
单边 引脚
SIP 单列引脚式封装） （单列引脚式封装） ZIP 交叉引脚式封装） （交叉引脚式封装）
四边 引脚
QFP PLCC (四侧引脚扁平封装 （无引线塑料封装载体 ） 四侧引脚扁平封装) 四侧引脚扁平封装
双边 引脚
DIP （双列式封装） 双列式封装）
4.2 技术发展趋势
芯片封装工艺： △ 芯片封装工艺： 从逐个管芯封装到出现了圆片级封装， 从逐个管芯封装到出现了圆片级封装，即先将圆片 划片成小管芯。 划片成小管芯。 再逐个封装成器件，到在圆片上完成封装划片后 再逐个封装成器件， 就成器件。 就成器件。 芯片与封装的互连：从引线键合（ △ 芯片与封装的互连：从引线键合（WB）向倒装焊 ） （FC）转变。 ）转变。 微电子封装和PCB板之间的互连： 板之间的互连： △ 微电子封装和 板之间的互连 已由通孔插装(PTH)为主转为表面贴装（SMT）为主。 为主转为表面贴装（ 已由通孔插装 为主转为表面贴装 ）为主。
封装基础第1章-集成电路封装
现代集成电路封装
图 4.2 电子封装系统中前三级封装组装层次 Fig. 4.2 Three levels of electronic package assemble
现代集成电路封装
一级封装 一级封装是指芯片级封装，即将芯片封装以形成器件，所以又称器件封装。 常规一级封装
几种典型的器件封装类型 针栅阵列封装 针栅阵列（PGA，Pin grid array）封装也叫插针网格阵列封装技术，由这种技术封装的 器件有多个由内至外的方阵形的插脚（针） ，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排 列，根据管脚数目的多少，可以围成 2～5 圈。安装时，将器件插入专门的 PGA 插座。为了 使得 CPU 器件能够更方便的安装和拆卸，从 486 芯片开始，出现了一种 ZIF CPU 插座，专 门用来满足 PGA 封装的 CPU 在印刷电路板上安装和拆卸的要求，该技术一般用于可能出现 多次插拔操作器件的场合。
图 2.4 集成电路二级封装的发展趋势 Fig. 2.4 Evolution of IC package
电子封装
电子封装的发展
封装是芯片和电子系统之间的桥梁，集成电路封装技术的发展既受微电子技术 中芯片设计和制造技术的推动，同时，封装技术的发展又有力地支撑和推动了整个 微电子技术的发展。
在过去几十年里，为适应集成电路向小型化、高速化、大功率发展的需要，集 成电路封装技术得到了不断的提高和改进。朝着小尺寸、多 I/O、高密度、高可靠 性、高散热能力、自动化组装的方向发展。
Introduction to Microsystems Packaging
Prof. Rao R. Tummala Georgia Institute of Technology
现代集成电路封装
芯片封装详细图解通用课件
焊接方法主要有两种：热压焊接 和超声焊接。
焊接过程中需要控制温度、时间 和压力等参数，以保证焊接质量
和可靠性。
封装成型
封装成型是将已贴装和焊接好的芯片封装在保护壳内的过程。
封装材料主要有金属、陶瓷和塑料等。
成型过程中需要注意保护好芯片和引脚，防止损坏和短路。同时要保证封装质量和 外观要求。
质量检测
VS
详细描述
高性能的芯片封装需要具备低延迟、高传 输速率和低功耗等特性，以满足电子设备 在运行速度、响应时间和能效等方面的需 求。同时，高可靠性的封装能够确保芯片 在各种环境条件下稳定运行，提高产品的 使用寿命和可靠性。
多功能集成化
总结词
为了满足电子设备多功能化的需求，芯片封 装也呈现出多功能集成化的趋势。
02
芯片封装流程
芯片贴装
芯片贴装是芯片封装流程的第 一个环节，主要涉及将芯片按 照设计要求粘贴在基板上。
粘贴方法主要有三种：粘结剂 粘贴、导电胶粘贴和焊接粘贴 。
粘贴过程中需要注意芯片的方 向和位置，确保与设计要求一 致，同时要保的引脚与基板 的引脚对应焊接在一起的过程。
塑料材料具有成本低、重量轻、加工方便等优点，常用于 封装壳体和绝缘材料等。
常用的塑料材料包括聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯等，其加 工工艺包括注塑成型、热压成型等。
其他材料
其他材料包括玻璃、石墨烯、碳纳米管等新型材料，具有优异的性能和广阔的应 用前景。
这些新型材料的加工工艺尚在不断发展和完善中。
05
芯片封装发展趋势
02
陶瓷材料主要包括95%Al2O3、 Al2O3-ZrO2、Al2O3-TiO2等， 其加工工艺包括高温烧结、等静 压成型和干压成型等。
金属材料
集成电路芯片封装的概念
集成电路芯片封装的概念一、前言随着电子技术的不断发展，集成电路芯片封装也得到了不断的改进和创新。
集成电路芯片封装是将芯片封装在塑料或金属外壳中，并通过引脚与外部器件相连接的过程。
本文将从概念、分类、工艺、特点等方面进行详细介绍。
二、概念集成电路芯片封装是指将芯片封装在塑料或金属外壳中，并通过引脚与外部器件相连接的过程。
其主要目的是保护芯片，以及便于与其他器件进行连接和使用。
同时，集成电路芯片封装还可以对信号进行滤波和放大等处理。
三、分类根据不同的封装方式，集成电路芯片可以分为以下几种类型：1. DIP（双列直插式）：该类型是最早应用的一种封装方式，具有引脚数量较多且易于手动插拔等特点。
2. SOP（小轮廓封装）：该类型采用表面贴装技术制作，具有体积小、功耗低、频率高等优点。
3. QFP（四边形平面封装）：该类型采用四边形平面结构，具有引脚数量多、密度高、体积小等特点。
4. BGA（球形网格阵列封装）：该类型采用球形焊珠连接芯片和PCB 板，具有密度高、功耗低、频率高等优点。
5. CSP（芯片级封装）：该类型是最小的一种封装方式，将芯片直接封装在塑料或金属外壳中，具有体积小、功耗低等特点。
四、工艺集成电路芯片封装的工艺主要包括以下几个步骤：1. 芯片切割：将硅晶圆切割成单个芯片。
2. 焊盘制作：在PCB板上制作出与芯片引脚相对应的焊盘。
3. 封装过程：将芯片放入塑料或金属外壳中，并通过引脚与焊盘相连接。
4. 焊接：使用焊接设备将引脚与焊盘进行连接。
五、特点集成电路芯片封装具有以下几个特点：1. 保护性强：集成电路芯片通过封装可以有效地保护其不受外部环境的影响。
2. 功能强大：集成电路芯片封装可以对信号进行滤波、放大等处理，具有强大的功能。
3. 体积小巧：集成电路芯片封装体积小，可以方便地携带和使用。
4. 稳定性高：集成电路芯片封装具有稳定性高的特点，可以长时间稳定工作。
六、结语集成电路芯片封装是现代电子技术中非常重要的一个环节。
集成电路封装技术
第一章集成电路芯片封装技术1. (P1)封装概念：狭义：集成电路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。
广义：将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个系统综合性能的工程。
2. 芯片封装实现的功能：1 传递电能，主要是指电源电压的分配和导通。
2 传递电路信号，主要是将电信号的延迟尽可能减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片的互连路径以及通过封装的IO接口引出的路径达到最短。
3 提供散热途径，主要是指各种芯片封装都要考虑元器件、部件长期工作时如何将聚集的热量散出的问题。
4 结构保护与支持，主要是指芯片封装可为芯片和其他连接部件提供牢固可靠的机械支撑，并能适应各种工作环境和条件的变化。
3.在确定集成电路的封装要求时应注意以下儿个因素:1 成本2 外形与结构3 可靠性4 性能4.在选择具体的封装形式时，主要需要考虑4种设计参数:性能、尺寸、重量、可靠性和成本目标。
5．封装工程的技术层次：第一层次(Level1或First Level):该层次又称为芯片层次的封装（Chip Level Packaging),是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架(Lead Frame）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，并可与下一层次组装进行连接的模块(组件Module)元件。
第二层次(Level2或Second Level:将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成个电路卡（Card〉的工艺.第三层次(Level3或Third Level):将数个第二层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板（Board）上使之成为一个部件或子系（Subsystem）的工艺。
第四层次(Level4或Fourth Level)将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程。
在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺也称为零级层次（Level 0)的封装，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。
芯片封装详细图解课件
超声检测
利用超声波对封装内部进行无损检测，用于检测 内部裂纹、气孔等问题。
ABCD
X射线检测
利用X射线对封装内部进行无损检测，用于检测 内部缺陷、焊接不良等问题。
热像仪检测
通过红外热像仪检测芯片封装温度分布，判断散 热性能和热稳定性。
封装可靠性的影响因素
封装材料
封装材料的质量和性能对封装可靠性有直接 影响，如材料的老化、腐蚀等。
芯片封装详细图解课件
目录
• 芯片封装概述 • 芯片封装材料 • 芯片封装工艺流程 • 芯片封装检测与可靠性分析 • 芯片封装的应用与发展趋势 • 芯片封装案例分析
01
芯片封装概述
封装的概念和作用
封装的概念
芯片封装是指将集成电路用绝缘 的塑料或陶瓷材料打包，以保护 芯片免受环境影响，同时提供引 脚供外部电路连接。
芯片封装技术的发展趋势与挑战
发展趋势
随着技术进步和应用需求的变化，芯 片封装技术正朝着更小尺寸、更高集 成度、更低成本、更可靠性的方向发 展。
挑战
随着芯片封装技术的发展，面临着如 何提高封装密度、减小热阻、降低成 本等挑战，同时还需要解决先进封装 技术的可靠性和可制造性问题。
未来芯片封装技术的研究方向
程。
这一步需要使用焊接设备，控制 焊接温度和时间，确保引脚焊接
的质量和可靠性。
引脚焊接完成后需要进行外观检 查，确保焊接质量符合要求。
塑封固化
塑封固化是将芯片和引脚整体封装在 塑封材料中，起到保护芯片和引脚的 作用。
塑封固化过程中需要控制温度和压力 ，确保塑封材料的均匀分布和固化效 果。
塑封材料需要具有良好的绝缘性、耐 腐蚀性和机械强度。
切筋整型
切筋整型是将完成固化的封装体 进行切割和整型，使其成为符合