半导体后封装工艺及设备_图文
半导体封装制程及其设备介绍
半导体封装制程及其设备介绍一、概述半导体芯片是一种微型电子器件，半导体封装制程是将芯片进行外层包装，从而保护芯片、方便焊接、测试等工作的过程。
比较常见的半导体封装方式有芯片贴装式、铅框式、无铅框式等。
本文将从半导体封装的制程入手，为大家介绍半导体封装制程及其设备。
二、半导体封装制程1. 粘结半导体封装的第一步是将芯片粘结到支撑贴片（Leadframe）上面。
支撑贴片是一种晶粒尺寸相对较大、但还不到电路板级别的导体片。
常用的粘接剂有黄胶、银胶等，其使用在制程时会加热到一定温度，使其能够黏合贴片和芯片。
2. 线缆连接芯片被粘接到支撑贴片上方后，需要进行内部连线。
通常使用铜线作为内部连线，常用的连线方式有金线焊接和铜线焊接。
它们的区别很大程度上取决于封装要求和芯片使用情况。
3. 包封装在连线之后，开始进行半导体封装的最后一步–包封装。
包封装是将芯片包封闭在一起，以进一步保护它。
常用的封装方式有QFP、BGA、SOIC、CHIP 贴片等。
三、半导体封装设备介绍1. 芯片粘结设备芯片粘结设备是半导体封装的第一步。
常用的芯片粘结设备包括黄胶粘合机、银胶粘合机、重合机等。
不同类型的设备适用于不同封装要求的芯片。
2. 线缆连接设备目前，铜线焊接机处于主流位置。
与金线焊接机相比，铜线焊接机具有成本更低、可靠度更高的优点。
因此，其能够更好地满足不同类型的芯片封装要求。
3. 包封装设备包封装设备是半导体封装的重要步骤。
常用的设备有 QFP 封装机、CHIP 贴片封装机等。
它们能够满足不同类型的封装要求，使芯片更加可靠。
四、半导体封装制程及其设备涉及到了许多知识点。
本文从制程和设备两个角度，为大家介绍了半导体封装制程及其设备。
不同的封装方式和设备对于产品的品质、成本以及生产效率都有很大的影响。
因此，在选择半导体封装制程和设备时，需要根据实际情况进行选择，以确保产品达到最佳性能和质量要求。
半导体制造工艺流程_图文
SiO2 P+
AL
N+ N-epi
P-SUB
Al P+
主要制程介绍
矽晶圓材料（Wafer）
圓晶是制作矽半導體IC所用之矽晶片，狀似圓 形，故稱晶圓。材料是「矽」， IC（ Integrated Circuit）厂用的矽晶片即為 矽晶體，因為整片的矽晶片是單一完整的晶體 ，故又稱為單晶體。但在整體固態晶體內，眾 多小晶體的方向不相，則為复晶體（或多晶體 ）。生成單晶體或多晶體与晶體生長時的溫度 ，速率与雜質都有關系。
外延层电阻
SiO2
R
N+
R
P+
P
P+
N-epi
P-SUB
集成电路中电阻5
MOS中多晶硅电阻
多晶硅
SiO2氧化层Si源自其它：MOS管电阻集成电路中电容1
SiO2 P+
A-
N+E P+-I
N+-BL P-SUB
B+
A-
B+
N P+ Cjs
发射区扩散层—隔离层—隐埋层扩散层PN电容
集成电路中电容2
N+
後段backend构装packaging测试制程initialtestandfinaltest一晶圆处理制程晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与电子元件如电晶体电容体逻辑闸等为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程以微处理器microprocessor为例其所需处理步骤可达数百道而其所需加工机台先进且昂贵动辄数千万一台其所需制造环境为为一温度湿度与含尘particle均需控制的无尘室cleanroom虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关
半导体激光器封装工艺与设备PPT幻灯片课件
芯片
7
TO管座
Au80Sn20焊片
封装工艺与设备-烧结
真空焊接系统
主要用途：
通过预成型焊片，实现芯片与管座或热 沉共晶贴片。
芯片
8
C-mount
Au80Sn20焊片
封装工艺与设备-金丝球焊
主要用途：
芯片与陶瓷金属或管座之间导电连接。
超声波金丝球焊机
C-mount
9
TO
封装工艺与设备-焊引线
电烙铁
铜引线
主要用途：
C-mount管座引线连接。
焊锡丝
10
助焊剂
C-mount
封装工艺与设备-目检
主要用途：
贴片、键合、封帽等精细观察与 测量，不良品外观异常Hale Waihona Puke 析。金相显微镜11
体式显微镜
封装工艺与设备-老化
直流稳压电源
主要用途：
激光器封装后不同温度下可靠性 测试与分析。
冷水机（温控）
12
热沉
选择要求：热导率高、不易污染、易加工、易研磨、易烧 焊、热膨胀系数与芯片匹配，如无氧铜、AlN和CuW等。
5
封装工艺与设备-蒸镀
主要用途：
热沉蒸镀焊料； 陶瓷片蒸镀金属电极。
电子束蒸发与电阻蒸发复合镀膜设备
热沉
6
镀金属陶瓷片
封装工艺与设备-共晶贴片
精密共晶贴片机
主要用途：
通过预成型焊片，实现芯片与管座或热 沉共晶贴片。
老化台
封装工艺与设备-测试
主要用途：
单管和裸管芯（结合探针台）P-IV曲线、光谱及远场发散角测量。
半导体激光器光电参数测试系统
13
P-I-V
光谱
半导体封装流程 ppt课件
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Customer 客户
IC Design IC设计
SMT IC组装
Wafer Fab 晶圆制造
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第一，保护：半导体芯片的生产车间都有非常严格的生产 条件控制，恒定的温度（230±3℃）、恒定的湿度（50±10% ）、严格的空气尘埃颗粒度控制（一般介于1K到10K）及严格 的静电保护措施，裸露的装芯片只有在这种严格的环境控制下 才不会失效。但是，我们所生活的周围环境完全不可能具备这 种条件，低温可能会有-40℃、高温可能会有60℃、湿度可能 达到100%，如果是汽车产品，其工作温度可能高达120℃以上 ，为了要保护芯片，所以我们需要封装。
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【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，
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半导体封装流程
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半导体封装流程
一、概念
半导体芯片封装是指利用膜技术及细微加工 技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布局、 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，构成整体立体结构的工艺。此 概念为狭义的封装定义。更广义的封装是指封装 工程，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。将前面的两个定义结合起来构成广义的封装 概念。
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿尊敬的各位听众我将在接下来的时间中为您详解半导体封装的制程及其设备。
铭记电子发展的历史，即能明其过程，又能知其未来。
今天共划时代的创新，无一漏缺地离不开半导体封装。
首先，让我们理解什么是半导体封装。
半导体封装是一种将半导体芯片（例如CPU或内存）与外界物理连接的技术，它将半导体芯片从硅片（wafer）切割下来，封装到保护壳内，然后通过金线或铜线与焊带或引脚建立电连接，使之能够与电路板对接，实现电子器件的封装和连接。
然后是半导体封装的流程。
典型的封装流程包括:芯片切割、引脚安装、芯片粘合、线键合、模塑、切割、测试等步骤。
每一步都需要高精度的设备保障生产效率和产品品质。
现在，我们详细讨论一下封装过程中的关键设备。
首先是切割设备，使用硅切割机将硅片切成单独的芯片。
这需要极高的精度和稳定性，以确保芯片切割在正确的位置，并且每颗芯片的尺寸一致。
其次是引脚设备，通常会使用引脚机或复合机进行安装。
引脚机会安装各种类型的引脚，包括直插式、SMT式等等。
复合机则可以一次完成多个步骤，例如引脚安装、芯片粘合和线键合。
接着是芯片粘合设备，使用芯片粘合机，将芯片粘合到基板或框架上。
粘合需要高温，通常使用电热板或光源加热。
此外，粘合需要一定的压力，通常使用空气压缩机提供。
然后是线键合设备，使用线键合机，通过金线或铜线将芯片和引脚连接起来。
这也需要高精度和稳定性，以确保线键合的位置准确，连接的可靠性。
紧接着的工艺是模塑过程，它使用模塑机将塑料封装材料注入至芯片上，形成一层保护壳，保护芯片不被外界环境侵蚀。
最后的设备是测试设备，通过测试机对每一颗半导体进行电气性能和可靠性测试，确保每一颗产品都符合规格要求。
这既包括初级的模拟测试，也包括复杂的数字和混合信号测试。
半导体封装领域的设备技术不断进步，智能制造技术、精密测量技术、自动化技术等不断引入，提升了封装品质和效率，降低了成本，为推动半导体科技的发展，帮助创造出越来越多的高效实用的电子产品，充满了无尽的可能。
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿一、引言二、半导体封装制程的整体流程1.设计和制备芯片：在封装过程开始之前，需要进行半导体芯片的设计和制备。
这包括设计电路、选择材料、制造芯片等步骤。
2.选型和设计封装方案：根据芯片功能和其他要求，选择合适的封装方案。
封装方案的选择包括外形尺寸、引脚数量和布局、散热设计等。
3.制备基板：选择合适的基板材料，并进行加工和制备。
基板的制备是封装制程中的核心环节之一，目的是为芯片提供支撑和连接。
4.芯片连接：将芯片连接到基板上，通常使用焊接技术或金线键合技术。
焊接是将芯片的引脚与基板的焊盘连接起来，金线键合则是用金线将芯片与基板进行连接。
5.包封：将芯片和连接线封装进封装材料中，形成最终的封装产品。
常见的封装材料有环氧树脂和塑料，也有针对特殊应用的金属封装。
6.测试和质量检验：对封装后的产品进行测试和质量检验，确保其符合设计要求和标准。
测试主要包括电性能测试、可靠性测试和环境适应性测试等。
7.封装后处理：包括喷涂标识、气密性测试、老化测试等。
这些步骤都是为了保证封装产品的质量和性能稳定。
三、半导体封装制程的关键步骤及设备介绍1.基板制备基板制备是封装制程中的核心步骤，主要包括以下设备：(1)切割机：用于将硅片切割成芯片，常见的切割机有钻石切割机和线切割机。
(2)干法清洗机：用于清洗芯片表面的杂质。
清洗机主要有氧气等离子体清洗机和干气流清洗机等。
(3)晶圆胶切割机：用于将芯片粘贴在基板上。
2.连接技术连接技术是将芯片与基板连接起来的关键步骤，常见的设备有：(1)焊接机：用于焊接芯片和基板之间的引脚和焊盘。
常见的焊接机有波峰焊机和回流焊机。
(2)金线键合机：用于将芯片与基板之间进行金线键合连接。
常见的金线键合机有球焊键合机和激光键合机等。
3.封装工艺封装工艺是将芯片和连接线封装进封装材料中的步骤，主要设备有：(1)半导体封装设备：用于将封装材料和连接线封装成最终产品。
半导体封装制程与设备材料知识介绍
24~32
Ceramic Plastic
2.54 mm (100miles)
Surface Mount
SOP Small Outline Package
QFP Quad-Flat
Pack
封裝型式
Shape
Typical Features
Material Lead Pitch No of I/O
Plastic
1.27 mm (50miles) 2 direction
lead
8 ~40
Plastic
1.0, 0.8, 0.65 mm 4 direction
lead
88~200
Surface Mount
FPG
Flat Package of Glass
LCC
Leadless Chip
Carrier
封裝型式
Shape
Tester
Digital
Credence
SC312
Digital
Teradyne
J750
Mix-Signal Credence
Quartet one and one+
Mix-Signal HP
HP93000 P600
Mix-Signal HP
HP93000 C400
Mix-Signal Teradyne
Die Attach (上片)
Deposition (沉积)
WireBonding (焊线)
Wafer Inspection (晶圆检查) 前段結束
Molding (塑封)
Laser mark (激光印字)
Laser Cut & package saw Testing
半导体封装制程及其设备介绍-PPT
Substrate
Solder paste pringting
Stencil
Chip shooting
Nozzle Capacitor
Reflow Oven
Hot wind
DI water cleaning
Automatic optical
inpection
DI water
Camera
PAD PAD
Wafer tape
Back Grind
Wafer Detape
Wafer Saw
Inline Grinding & Polish -- Accretech PG300RM
Coarse Grind 90%
Fine Grind 10%
Centrifugal Clean
Alignment & Centering
Die distance Uniformity
4。PICKING UP
3。EXPANDING
No contamination
TAPE ELONGATION
WEAK ADHESION
3.Grinding 辅助设备
A Wafer Thickness Measurement 厚度测量仪 一般有接触式和非接触式光学测量仪两种；
Solder paste
Die Prepare(芯片预处理) To Grind the wafer to target thickness then separate to single chip
---包括来片目检(Wafer Incoming), 贴膜(Wafer Tape),磨片(Back Grind),剥膜(Detape),贴片(Wafer Mount),切割(Wafer Saw)等系列工序,使芯片达到工艺所要求的形状,厚度和尺寸,并经过芯片目 检(DVI)检测出所有由于芯片生产,分类或处理不当造成的废品.
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Vintage : 2000
Load Lock : Narrow Body and Tilt Out
Robots (standard, HP, HP+, VHP, etc)
12寸的Endura
Varian 3290 STQ Sputtering System
统的PVD直流磁控技术效果并不令人满意。基于离子化 金属等离子体( IMP)的PVD 技术可实现侧壁和通孔底部 铜种子层的均匀沉积。由于沉积原子的方向性以及从通 孔底部到侧壁溅射材料过程中离子轰击的使用, IMP提 供更好的台阶覆盖性和阻挡层/种子层均匀性。由于电 镀成本大大低于PVD /CVD,通孔填充一般采用电镀铜的 方法实现。
---基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺研究
中国大陆半导体封装测试产业 前十大厂商
排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
厂商 Motorola天津半导体有限公司 北京三菱四通微电子公司 南通富士通微电子有限公司 江苏长电科技 赛意法微电子有限公司 上海松下半导体有限公司 东芝半导体（无锡）有限公司 甘肃永红器材 上海阿法泰克电子有限公司 无锡华润微电子封装总厂
半导体后封装工艺及设备_图文.ppt
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
MSP-3200 型全自动磁控溅射
镀膜设备
本设备可在硅片、陶瓷 、玻璃、石英、Ⅲ-Ⅴ族 化合物、金属等材料表 面镀制各种金属、非金 属、化合物薄膜材料。 如Al、Au、Pt、Cr、Ti 、Ni、Cu、NiCr、TiW 、W、SiO、AlO、TaN 、ITO、AZO等，沉积 的薄膜具有良好的均匀 性、附着力，设备具有 溅射速率快、基片升温 低、加热稳定等特点。
--- 3D封装与硅通孔( TSV)工艺技术
2008年至今国际上也只有东芝、Oki-新兴公司,STMicroelectronics、Aptina这些半导体巨头在手机CIS芯片晶圆级 封装中使用最新的TSV技术，并相继研发实现了量产.文中 研究了基于TSV技术的CIS产品晶圆级封装工艺流程,这一 工艺流程经过了批量生产的考验.重点研究了在背面打孔溅 镀铝层后,光刻、镀覆Zn/Ni层、刻蚀铝、去胶、镀覆Au金 属层的顺序问题。
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传统半导体封装的工艺流程
封装技术发展方向
☆圆晶级封装（WLCSP） ☆覆晶封装（Flip Chip） ☆系统封装(SiP) ☆硅穿孔（Through-Silicon-Via） ☆射频模组（RF Module） ☆ Bumping 技术的印刷（Printing）和电镀（Plating）
表面涂敷→测试、筛选→划片→激光打标
TSV 技术__第四代封装技术
硅通孔技术(TSV)是通过在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间制 作垂直导通，实现芯片之间互连的最新技术。
硅通孔TSV （Through-Silicon Via）技术是半导体集成电路产 业迈向3D-SiP 时代的关键技术
TSV技术一般和WLCSP 相结合，工艺流程上可以先钻孔和后钻孔 ，主要工艺流程如下：
晶圆级芯片封装WLCSP
（Wafer Level Chip Scale Packaging）
圆片级CSP产品的封装工艺流程
★ 在圆片上制作接触器的圆片级CSP的封装工艺流程； 圆片→二次布线→减薄→在圆片上制作接触器→接触器电
镀→测试、筛选→划片→激光打标 ★ 在圆片上制作焊球的圆片级CSP的封装工艺流程 圆片→二次布线→减薄→在圆片上制作焊球→模塑包封或
主要封装方式
QFP、CGP、BGA、SSOP、FLIP CHIP
DIP、SIP、SOP、QFP、SSOP、TQFP、MCM TO-XX、SOT./SOD、DIP 、SOP、PLCC/DQF、IP、
HSOP、SDIP、HSIP、SSOP、FSIP、FDIP DIP、SOP、BGA
SOP008、SOP016、018、028、SDIP028、042； LQFP048、NFS-52、QFP084、TQFP100、TO-220E
SDIP24、54、64、56、QFP48 SOP、SSOP、QFP、TSOP、SSOP DIP、HDIP、
SDIP、HSOP、LQFP DIP、SOIC、MSO、TSO、PLCC、TO、SOT SD2P、SDIP、SKDIP、SIP、ZIP、FSIP、FDIP、QFP
、SOP、PLCC
AMAT
endura 5500
denton vacuum discovery 635/785
denton vacuum Phoenix
AJA公司 ATC-B-3400-H
Unaxis公司 LLS EVOⅡ
Unaxis Cluster Line200
TSV1200-S型磁控溅射镀膜机
磁控溅射PVD镀膜， 氮化钛（TiN）、氮碳 化钛（TiCN）、氮化 锆（ZrN）、氮化铬（ CrN）、氮化铝钛（ TiAIN）、碳化钛（ TiC）等
贴膜
打磨
刻蚀
绝缘层 处理
切割
贴装
溅镀
钻孔
设备：磨抛机、深反应离子刻蚀、激光打孔、磁控溅射
பைடு நூலகம்
TSV互连的3D芯片堆叠关键技术
(1)通孔的形成；
采用磁控溅射
(2)绝缘层、阻挡层和种子层的淀积；
(3)铜的填充(电镀)、去除和再分布引线(RDL)电镀；
(4)晶圆减薄；
(5)晶圆／芯片对准、键合与切片。
TSV的研究动态 TSV的研究动态
TSV参数 最小TSV直径 最小TSV间距 TSV深宽比
焊凸间距
芯片间距
芯片厚度
参数值 1m 2 m >20 25 m
5 m（微凸点180℃） 15 m （无铅铜焊柱260℃）
15-60 m
铜通孔中, TiN粘附/阻挡层和铜种子层都通过溅射来沉
积。然而,要实现高深宽比(AR > 4∶1)的台阶覆盖,传
Quantum Sources DC Biasable SST Heaters Digital Eurotherm Heater Controllers Recipe Controlled Heaters RF Etch Station with Heat Low Voltage Ignitor Vips Option with V250 Turbo Pump Load Lock Turbo Option with V70 Turbo Pump ECS Control System 17 Inch Touchscreen Monitor Ferro-Fluidic Coaxial Feedthru 12KW Gen II Power Supplies (Switchable to 3 or 6KW) CTi On-Board Cryo Pump with Compressor Optional CTi Water Pump ( Available upon request )