半导体封装工艺介绍
半导体封装焊接工艺
半导体封装焊接工艺一、引言半导体封装焊接工艺是半导体器件制造过程中不可或缺的一环。
焊接工艺直接影响到半导体器件的可靠性、性能以及寿命。
本文将介绍半导体封装焊接工艺的基本原理、工艺流程以及常见的焊接方式。
二、基本原理半导体封装焊接工艺的基本原理是通过热力作用将芯片与封装基板之间的金属引线连接起来，形成完整的电路。
焊接工艺一般包括预处理、引线焊接、封装填充和封盖封装等步骤。
三、工艺流程1. 预处理：在焊接之前，需要对芯片和封装基板进行清洁处理，以去除表面的杂质和氧化物。
常用的方法有超声波清洗、溶剂清洗和气体清洗等。
2. 引线焊接：引线焊接是焊接工艺的关键步骤之一。
目前常用的引线焊接方式有球形焊接和金线焊接。
球形焊接是将焊锡球预先加在芯片的金属引线上，然后通过热压将引线与封装基板焊接在一起。
金线焊接则是将金线先焊接在芯片和基板上，再通过热压将金线连接起来。
3. 封装填充：引线焊接完成后，需要将芯片和封装基板之间的空隙填充上封装胶。
封装胶可以提高封装的可靠性和密封性，同时还能提供机械支撑和保护。
4. 封盖封装：最后一步是将封装胶固化后，将封装基板与封盖进行封装。
封盖通常是由金属或塑料制成，具有良好的密封性和导热性能，可以有效保护芯片免受外界环境的干扰。
四、常见的焊接方式1. 烙铁焊接：烙铁焊接是最常见的手工焊接方式，适用于小批量的焊接作业。
它通过将烙铁加热至一定温度，然后将焊锡与焊接部位接触，使焊锡熔化并与金属引线或焊盘形成焊点。
2. 热风焊接：热风焊接是利用热风枪或热风笔将焊接部位加热至一定温度，使焊锡熔化并与引线或焊盘形成焊点。
热风焊接适用于大面积焊接和复杂形状的器件。
3. 焊膏焊接：焊膏焊接是将焊膏涂覆在焊接部位，然后加热使焊膏熔化并与引线或焊盘形成焊点。
焊膏焊接具有高度自动化和高效率的特点，适用于大规模生产。
五、封装焊接工艺的发展趋势随着半导体器件的不断发展，封装焊接工艺也在不断演进。
未来的封装焊接工艺将更加注重高可靠性、高密度和高速度。
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。
封装半导体dp工序
封装半导体是一种重要的制造工艺，它涉及到将芯片和其他电子元件封装在一个保护性外壳中，以确保其性能和稳定性。
封装半导体工艺包括许多步骤，其中一种关键工序是dp工序。
下面将详细介绍封装半导体dp工序的原理、操作步骤、注意事项以及可能的风险和应对措施。
一、dp工序原理dp工序是将半导体芯片上的引脚或焊盘进行焊接或压接的过程。
通过这个过程，芯片可以被固定在支架上，同时引脚或焊盘可以被连接到外部电路。
dp工序的目的是提高芯片的可靠性和稳定性，同时确保其性能和功能得以充分发挥。
二、操作步骤1. 准备工作：清理工作区域，确保无尘和无污染源。
准备好所需的工具和材料，如焊台、压接机、支架等。
2. 放置芯片：将待焊接芯片放置在特定的夹具中，确保芯片位置正确。
3. 焊接：使用焊台将芯片的引脚或焊盘与支架焊接在一起。
焊接过程中，需要注意控制温度和时间，以避免损坏芯片或造成焊接不良。
4. 清洁：使用吸尘器清理工作区域和残留物。
5. 放置电路板：将电路板放置在支架上，确保其位置正确并与芯片连接良好。
6. 压接：使用压接机将电路板与芯片的引脚或焊盘压接在一起，确保连接可靠。
7. 检查：使用万用表等工具检查焊接和压接是否良好，如有异常及时处理。
8. 包装：将完成封装的产品进行包装，确保其质量不受环境影响。
三、注意事项1. 确保工作区域无尘，避免灰尘和杂质对产品质量的影响。
2. 焊接和压接过程中，要控制好温度和时间，避免损坏芯片或造成不良连接。
3. 操作过程中要小心谨慎，避免烫伤和机械伤害。
4. 检查过程中要认真仔细，确保产品质量符合要求。
四、可能的风险和应对措施1. 焊接不良：焊接过程中温度和时间控制不当可能导致焊接不良。
应对措施：加强温度和时间控制，确保焊接质量。
2. 压接不良：压接过程中压力控制不当可能导致连接不良。
应对措施：使用合适的压接机并控制好压力，确保压接质量。
3. 机械损伤：操作过程中可能发生机械损伤，如烫伤、划伤等。
半导体封装简介
EOL– Molding（注塑）
L/F L/F
Cavity
Molding Tool（模具）
➢EMC（塑封料）为黑色块状，低温存储，使用前需先回温。其特 性为：在高温下先处于熔融状态，然后会逐渐硬化，最终成型。
➢Molding参数：
Molding Temp：175~185°C；Clamp Pressure：3000~4000N； Transfer Pressure：1000~1500Psi；Transfer Time：5~15s； Cure Time：60~120s；
半导体封装简介
一、半导体封装介绍 二、封装主要原材料 三、封装工艺流程—IC芯片 四、封装工艺流程—功率模块
一、半导体封装介绍
1.1 半导体工艺流程
目前半导体材料已经发展到第三代，第一代以硅（Si）为代表材料；第二代以砷化镓（GaAs）为代表材料； 第三代以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为主流材料。目前Si仍然是半导体行业使用最多的材料。
二、封装原材料简介 2.1 wafer（晶圆）
【Wafer】晶圆
2.2 【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； ➢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；
➢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；
FOL– Wafer Saw晶圆切割
Wafer Mount 晶圆安装
Wafer Saw 晶圆切割
半导体封装技术后固化工艺流程介绍
一、介绍半导体封装技术半导体封装技术是将芯片和其它元件封装在一起，以保护芯片不受外界影响，并便于安装和使用的技术。
其主要步骤包括前固化、粘合、后固化、切割等。
二、半导体封装技术后固化工艺的重要性后固化工艺是半导体封装技术中不可或缺的一部分，它直接影响到封装件的质量和性能。
掌握后固化工艺流程至关重要。
三、半导体封装技术后固化工艺流程介绍1. 探针测试在封装过程中，需要对芯片进行探针测试，以确保其正常工作。
探针测试是一种非常关键的测试工艺，可发现芯片的问题，保证最终封装件的质量。
2. 后固化材料选择选择合适的后固化材料对封装件的性能至关重要。
适合的后固化材料能够增强封装件的耐热性、防潮性和绝缘性能，提高其可靠性。
3. 后固化温度和时间控制后固化的温度和时间对封装件的性能影响很大。
合理的固化温度和时间能够确保封装件在使用过程中不会出现老化、断裂等问题。
4. 后固化工艺监控通过对后固化工艺进行监控和调整，可以确保封装件的质量稳定。
监控指标包括固化温度、时间、环境湿度等。
及时发现问题并进行调整，是保证封装件质量的重要手段。
5. 器件存放和包装封装件固化后，需要进行适当的存放和包装，以防止其受潮和污染。
良好的存放和包装措施可以有效延长封装件的使用寿命。
四、结语后固化工艺流程对半导体封装技术起着至关重要的作用，只有严格控制后固化工艺流程，才能保证封装件的质量和性能。
希望本文对您了解半导体封装技术后固化工艺流程有所帮助。
后固化工艺是半导体封装技术的重要环节，它不仅影响到封装件的质量和性能，还直接关系到整个封装过程的稳定性和可靠性。
在半导体封装行业中，后固化工艺流程是一个至关重要的部分。
接下来，我们将更详细地讨论后固化工艺流程的相关内容。
1. 后固化温度和时间的控制后固化的温度和时间是确保封装件质量稳定的关键参数。
在后固化的过程中，需要对温度和时间进行严格的控制和监测。
通常情况下，固化的温度和时间会根据所使用的后固化材料和封装件的具体要求而有所不同。
半导体封装工艺
半导体封装工艺
半导体封装工艺是将芯片封装成可使用的电子元件的过程，是半导体制造中不可或缺的一环。
在半导体封装工艺中，主要包括芯片切割、封装材料应用、焊接和测试等步骤。
芯片切割是半导体封装工艺的第一步。
它是将一个大片的芯片切割成小块，以便后续的封装处理。
芯片切割采用切割机器，通过高速旋转的切割刀，将大片的芯片切割成若干个小块。
切割后的芯片形状和大小不同，取决于不同的应用需求。
封装材料应用是半导体封装工艺的第二步。
在封装过程中，需要使用多种材料，如塑料、金属、陶瓷等，将芯片和外部环境隔离。
封装材料的选择取决于应用需求和生产成本。
常用的封装材料包括塑料封装、铅插封装和球栅阵列封装等。
焊接是半导体封装工艺的第三步。
焊接是将芯片和外部引脚连接在一起的过程。
焊接方法可以分为焊盘焊接和球栅阵列焊接。
其中，焊盘焊接是将芯片上的引脚焊接在封装基板上的焊盘上，而球栅阵列焊接则是将芯片上的焊球焊接在基板上的焊盘上。
测试是半导体封装工艺的最后一步。
测试是为了确保封装后的芯片可以正常工作。
测试过程包括功能测试、可靠性测试和尺寸测试等。
功能测试是为了检测芯片是否可以按照设计要求正常工作，可靠性测试是为了检测芯片的寿命和可靠性，尺寸测试是为了检测芯片的
尺寸是否符合设计要求。
总体来说，半导体封装工艺是一个复杂的过程，需要严谨的操作和高精度的设备。
随着半导体技术的不断发展，封装工艺也在不断创新和改进，以满足更加复杂的应用需求。
半导体封装设备与工艺
工艺类型
设备
基本工艺步骤
晶圆级封装（WLCSP）
掩模对准曝光机、步进式光刻机、电镀设备、刻蚀设备等
1. 制作绝缘层；2. 曝光、显影以绘制图案；3. 溅射涂覆金属层；4. 电镀形成金属层；5. 去除光刻胶和多余金属层；6. 在晶圆上形成导线和锡球（扇入型）或重新排列芯片焊盘并引接，通常需要钻孔、电镀等步骤。
引线框架封装
引线框架制造设备、模塑设备等
1. 制作引线框架；2. 将芯片固定到引线框架上；3. 用环氧树脂模塑料等塑料材料覆盖芯片；4. 进行固化等后续处理。
基板封装
基板制造设备、自动贴片设备、回流焊设备等
1. 制作基板；2. 自动贴片将芯片、元件等固定到基板上；3. 通过回流焊等方式进行电气连接；4. 进行后续测试和封装处理。
重新分配层（RDL）封装
重分配层加工设备（如光刻机、电镀机等）
使用晶圆级工艺重新排列芯片上的焊盘位置，并与外部采取电气连接方式。
倒片（Flip Chip）封装
倒片键合设备、电镀设备等
在晶圆上形成焊接凸点，然后通过倒片键合将芯片连接到基板或其他媒介上。
硅通孔（TSV）封装
TSV加工设备（如钻孔机、电镀机等）
cob半导体封装工艺
cob半导体封装工艺一、COB的含义COB（Chip On Board），又称芯片直接贴装技术，是一种将裸芯片直接安装在印刷电路板（PCB）上，随后进行引线键合，并利用有机胶将芯片与引线封装保护的工艺技术。
这一过程实现了芯片与电路板电极之间在电气和机械层面的连接。
COB工艺是一种与表面贴装技术（SMD）封装相区别的新型封装方式。
相较于传统工艺，COB具备较高的设备精度，封装流程简便，且间距可以做到更小。
因此，它特别适用于加工线数较多、间隙较细、面积要求较小的PCB板。
在COB工艺中，芯片在焊接压接后采用有机胶进行固化密封保护，从而确保焊点及焊线免受外界损伤，进而实现极高的可靠性。
二、COB封装的工艺流程及步骤：1.擦板：在COB工艺流程中，由于PCB等电子板上存在焊锡残渣和灰尘污渍，下一阶段的固晶和焊线等工序可能会导致不良产品增多和报废。
为解决此问题，厂家需对电子线路板进行清洁。
2.固晶：传统工艺采用点胶机或手动点胶，在PCB印刷线路板的IC位置上涂上适量红胶，再用真空吸笔或镊子将IC裸片正确放置在红胶上。
3.烘干：将涂好红胶的裸片放入热循环烘箱中烘烤一段时间，也可自然固化（时间较长）。
4.绑定：采用铝丝焊线机，将晶片（如LED晶粒或IC芯片）与PCB板上对应的焊盘铝丝进行桥接，即COB的内引线焊接。
5. 前测：使用专用检测工具（根据COB不同用途选择不同设备，简单的高精密度稳压电源）检测COB板，对不合格的板子进行重新返修。
6.封胶：将适量黑胶涂在绑定好的晶粒上，并根据客户要求进行外观封装。
7.固化：将封好胶的PCB印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置，可根据要求设定不同的烘干时间。
8.测试：采用专用检测工具对封装好的PCB印刷线路板进行电气性能测试，以区分好坏优劣。
相较于其他封装技术，COB技术具有价格低（仅为同芯片的1/3左右）、节约空间、工艺成熟等优势，因此在半导体封装领域得到广泛应用。
三、主要焊接方法1、热压焊：此方法通过加热和加压力使金属丝与焊区紧密结合。
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3rd Optical 第三道光检
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FOL– Back Grinding背面减薄
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
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SMT SMT
5
IC Package （IC的封装形式）
• 按封装外型可分为：
SOT 、QFN 、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等；
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；
艾
Introduction of IC Assembly Process IC封装工艺简介
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1
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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7
IC Package Structure（IC结构 图）
Lead Frame 引线框架
Die Pad 芯片焊盘
Gold Wire 金线
TOP VIEW
Epoxy 银浆
Mold
Compound 环氧树脂
SIDE VIEW
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8
Raw Material in Assembly(封装 原材料)
• 按照封装外型可分为： SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；
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3
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
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2
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
【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；
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Typical Assembly Process Flow
FOL/前段
EOL/中段
Plating/电镀
EOL/后段
Final Test/测试
➢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
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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6
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
，工艺简单，可靠性高而占有绝大部分 金属封装
的市场份额；
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4
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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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
Wafer Saw 晶圆切割
Wire Bond 引线焊接
➢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；
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Raw Material in Assembly(封装 原材料)
Hale Waihona Puke 同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；
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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；
【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；
➢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； ppt课件
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Raw Material in Assembly(封装 原材料)
【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；