IC封装技术与制程介绍
4.封装流程介绍
入出料主要是将导线架 （ Lead Frame）由物料 盘 ） （Magazine）送上输送架 ） （Bar or Bridge）进入模具 ） 内做冲切；在机台中， 内做冲切；在机台中，入出 料机构的夹具动作大多以气 压作动。 压作动 magazine
F/S入料机构和D/T的入料机构大致相同，均以 F/S入料机构和D/T的入料机构大致相同， 入料机构和D/T的入料机构大致相同 magazine作为入料盒 至于出料方式，D/T为 作为入料盒， magazine作为入料盒，至于出料方式，D/T为 magazine， F/S工作行程最后均将IC从导线架 工作行程最后均将IC magazine，而F/S工作行程最后均将IC从导线架 上取出所以，出料机构总共分为二个部份： 上取出所以，出料机构总共分为二个部份： 1.Tray盘 2.Tube管 1.Tray盘 2.Tube管
固化后取出。 固化后取出。
Epoxy Molding Compound
IC塑胶封装材料为热固性环氧树脂 塑胶封装材料为热固性环氧树脂 塑胶封装材料为 (EMC)其作用为填充模穴 其作用为填充模穴(Cavity) 其作用为填充模穴 将导线架(L/F)完全包覆，使銲线好 完全包覆， 将导线架 完全包覆 的芯片有所保护。 的芯片有所保护。
Tie Bar
4.成型（Forming） 4.成型（Forming） 成型 的目的： 的目的：
将已去框（ 将已去框（Singulation） ） Package之Out Lead以连 之 以连 续冲模的方式， 续冲模的方式，将产品脚 弯曲成所要求之形状。 弯曲成所要求之形状。
海 鸥 型 引 脚 插 入 型
Heat Slug Attach
Molding
MD(封胶 封胶) 封胶 (Molding)
IC封装制程介绍基本
電 鍍 設 備
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➢切筋/成型
傳統IC封裝製程
利用機械模具，將引腳間金屬連接桿和引線框切除，使 外腳與內部線路成單一通路。將已切筋后的料件引腳， 以連續沖模的方式將之彎曲成所要求之形狀。
成型機
Trim & Form
引腳形狀
海鷗型 插入型
J型
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傳統IC封裝製程
➢電性測試
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傳統IC封裝製程
➢印碼
在產品的表面刻(印)上廠商LOGO,產品名稱,生產日期,生產批次等.
鐳射刻字 (laser)
油墨印碼 (ink)
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傳統IC封裝製程
➢包裝-出貨
Tray 盤
管 裝
卷 帶
24
Thank You
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粘 片前
點膠
粘片
粘片完成
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➢焊線
傳統IC封裝製程
用金線、銅線、或鋁線把 Pad和 Lead通過焊接的方法連接起來。
焊線前
焊線
焊線后
實物圖
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傳統IC封裝製程
➢焊線過程分解
瓷嘴Capillary
EFO打火桿烧球
Cap在芯片的Pad上 Cap牽引金線上升 加力和超聲波焊球
Cap運動軌跡形 成弧度
Cap下降到Lead 焊接
基片型封裝（高級）：BGA
6
常見IC封裝結構
➢Lead frame封裝
Die 晶片
Bonding wire 焊線
Molding compound 封膠
Leadframe 引綫架
Plating 鍍層
Die attach material (silver paste) 贴晶材料（銀膠）
IC基础知识及制造工艺流程
IC基础知识及制造工艺流程IC（集成电路）是由多个电子元件和电子器件组成的电路，采用一种特定的制造技术将它们整合在一起，形成一个封装紧密的芯片。
IC基础知识涉及到IC的分类、原理、封装等方面，而IC的制造工艺流程则包括晶圆制备、光刻、扩散、制备、封装等多个步骤。
一、IC的基础知识1. IC的分类：IC按用途可分为模拟集成电路和数字集成电路；按制造工艺可分为Bipolar IC和MOS IC；按封装方式可分为单片封装和双片封装等。
2.IC的原理：IC基本元件包括电阻、电容、电感、二极管、晶体管等，通过它们的组合和连接形成各种电路，实现不同的功能。
3.IC的封装：IC芯片制造完成后，需要进行封装，即将芯片连接到载体上，并保护和封闭，以便与外界连接。
常见的封装方式有DIP、QFP、BGA等。
1.晶圆制备：IC的制造过程始于晶圆制备，即将硅单晶材料通过切割和抛光等工艺，制成规定尺寸和厚度的圆片。
晶圆表面还需要进行特殊的处理，如清洗和去除杂质。
2.光刻：光刻是通过光源和掩膜对晶圆表面进行曝光，形成所需图形模式的一种工艺。
光刻是将光照射到光刻胶上，使其发生化学反应，然后通过相应的蚀刻工艺将光刻胶及下方的膜层去除。
3.扩散：扩散是将所需的杂质原子（如硼、磷等）掺入晶圆内部，形成p区和n区，以便实现PN结的形成。
扩散过程需要在高温条件下进行，使杂质原子能够在晶格中扩散。
4.制备：制备过程是将晶圆表面的绝缘层开孔，形成连接电路，然后通过金属线或导线连接各个元件。
制备步骤包括物理蚀刻、金属蒸镀、光刻等。
5.封装：IC芯片制造完成后，需要进行封装，将芯片连接到载体上，并保护和封闭。
封装工艺包括焊接引脚、防尘、封胶等步骤。
6.测试：IC制造完成后，需要进行各种电性能和可靠性测试，以确保芯片的质量和功能。
测试内容包括电流、电压、频率等方面的测试。
在IC制造的过程中，上述步骤是不断重复的，每一次重复都会在前一步骤的基础上进行，逐渐形成多层结构，最终形成完整的IC芯片。
IC封装产品及制程简介
Bus bar
Signal
Signal
Signal
Signal
Bus bar tape
IC chip
Sectional View
wire
Inner Lead
tape
IC chip
Process Flow Chart, Equipment & Material
FLOW
PROCESS WAFER BACKGRINDRING
PIN PTH IC
J-TYPE P
BALL BGA
BUMPING F/C
IC Package Family
PTH IC：DIP── SIP、PDIP(CDIP)
PGA
SMD IC: SOIC ── SOP(TSOP-I、TSOP-II)、SOJ
LCC ── PLCC/CLCC
QFP ── 14×20/28×28、
LQFP)
10×10/14×14(TQFP、MQFP、 Others ── BGA、TCP、F/C
Something about IC Package Category
PTH IC：1960年代发表，至今在一些低价的电子组件上仍被广泛应用。 DIP ──美商快捷首先发表 CDIP。由于成本技术的低廉，很快成为当时主要的 封装形式；随后更衍生出 PDIP、SIP等。 PGA ──美商IBM首先发表，仅应用于早期的高阶 IC封装上，其Grid Array的 概念后来更进一步转换成为 BGA的设计概念。
EQUIPMENT SIBUYAMA-508
DIE SAW DIE ATTACH WIRE BOND MOLDING
DISCO 651
HITACHI CM200( LOC) HITACHI LM400(LOC)
集成电路封装制程知识
集成电路封装制程知识
集成电路的制造包括芯片制造、芯片封装、测试三个制程。
目前本公司只进行芯片封装和测试两个制程，封装的制程如下：
1.划片
这道工序是将晶圆贴在蓝膜上，并将晶圆切割成芯粒。
2.粘片
这道工序是为了使芯片和框架之间形成一个良好的欧姆接触。
3.压焊
这道工序是为了将粘片完成后的芯片，使其芯片内引线和框架外引线用金丝键合在一起，从而使内外引脚连接起来。
4.塑封
这道工序是为了将压焊完成后的芯片进行包装，确保芯片和外界保持清洁、无干扰。
5.打印
这道工序是为了将塑封好的产品进行打印标识，使人明白这电路的型号和规格。
6.冲溢料
这道工序是为了除去管脚之间的塑封溢料及连筋，使电路更美观整洁。
7.喷砂
这道工序是为了将产品表面的油渣、生刺和溢料去除，以达到电镀的技术要求。
8.电镀
这道工序是将产品的引脚表面镀上一层纯锡，以提高其抗氧化性并增加其导电性。
9.冲切
这道工序是电镀好的产品冲切成单个的成形品。
10.测试
这道工序是测试产品的电性参数，将合格品和不合格品分开，防止电性不良产品出货。
其它还有：外检、编带、包装等辅助工序。
IC芯片封装流程
IC芯片封装流程
IC芯片封装是指将制造好的芯片封装到封装材料中，以保护芯片的外部环境，提供电气连接，同时方便印刷线路板上插装既提供电气连接，又一定程度上可以增强集成块的可靠性和寿命。
IC芯片封装流程通常包括以下几个步骤：
1.芯片背面处理：首先对芯片背面进行处理，用特殊的涂覆剂或胶水将芯片与封装物质粘接在一起，同时提供固定和导电的功能。
2.粘接芯片：将芯片放置在封装模具的基座上，使芯片与基座的位置对齐，并使用紫外线或热处理适当加热固化。
3.排列焊点：将封装胶水涂覆到芯片的金属焊盘，然后使用针或其他工具将焊线排布在合适的位置。
4.环氧封装：将芯片放置在环氧树脂中，用压力和热量实现芯片与封装物质之间的完全粘结，并确保芯片不会受到机械或温度应力的影响。
5.外观检验：对封装后的IC芯片进行外观检验，确保芯片没有明显的损坏或缺陷。
6.电性能测试：将封装好的芯片连接到测试设备，测试其电气性能，如电流、电压、频率等，以确保芯片的功能正常。
7.标识和包装：根据芯片的型号和要求，在芯片或封装材料上进行标识，然后将芯片放入适当的包装盒或袋中，并进行密封，以防止芯片受到外界环境的影响。
8.成品检验：对已封装的IC芯片进行仔细的检查和测试，确保芯片的质量符合标准，并记录相关数据。
9.存储和出货：妥善存储已封装好的IC芯片，根据客户需求，安排发货。
10.售后服务：对于客户反馈的问题进行处理，提供售后服务和技术支持。
封装流程中的每个步骤都是非常重要的，任何一个环节的失误都可能导致芯片封装质量不合格，影响芯片的可靠性和性能。
因此，封装工艺的完善和精确执行对于芯片制造厂商来说至关重要。
Wafer制程及IC封装制程
正向光阻 光影剂曝光后解离成小分子，溶解在有曝光的区域 未曝光的区域变硬
负向光阻 显影剂溶解没有曝光的区域 曝光的区域变硬
微影流程
HMDS 1. 气相成底膜
晶粒座 (die pad)
焊线
等离子清洗 焊线准备
焊线作业
模压准备 模压前检查 焊线检查
*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，以便实现晶 粒之电路讯号与 外部讯号通信 * 焊线检查：焊线断裂，焊线短路、焊线弯曲、焊线损伤 *W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。
曝光：利用光源透过关罩图案照射在光阻上，以实现图案的转移
显影：将曝光后的光阻层以显影剂将光阻层所转移的图案显示出来
硬烘烤：加强光阻的附着力，以便利于后续的制程
蚀刻制程
• 在半导体制程中，通过蚀刻将封光阻 底下的薄膜或是基材进行选择性的蚀 刻。（将某种材质从晶圆表面上移除 ，留下IC电路结构）
湿式蚀刻 利用化学溶液将未被光阻覆盖的
Wafer制程
4、出厂准备
清洗：用各种高度洁净的清洗液与超音波处理，除去芯 片表面的所有污染物质，使芯片达到可进行下一步加工 的状态。 检验：检查晶圆片表面清洁度、平坦度等各项规格，以 确保品质符合顾客的要求。 包装：使用合适的包装，使芯片处于无尘及洁净的状态 ，同时预防搬运过程中发生的振动使芯片受损
晶圓针测(CP)
• 晶圆测试：在完成晶圆制造程序后，为了避免封装材料及后 段设备产能的浪费，在IC封装前进行晶圆针测，以将不良的 晶圆事先排除。
ic封装工艺流程
ic封装工艺流程
《IC封装工艺流程》
IC（集成电路）封装是将芯片连接到外部引脚，并用封装材料封装芯片，以保护芯片不受外部环境影响并方便与外部系统连接的过程。
IC封装工艺流程是整个封装过程的一个重要组成
部分，它涉及到多个工序和设备，需要经过精密的操作才能完成。
下面是一个常见的IC封装工艺流程：
1. 衬底制备：首先，要准备好用于封装的衬底材料，通常是硅片或陶瓷基板。
这些衬底要经过清洗、平整化和涂覆胶水等处理。
2. 光刻：在衬底上使用光刻技术，将芯片中的元件图形和结构图案化到衬底表面。
3. 沉积：在光刻完成后，需要进行金属沉积和薄膜沉积等工艺，用以形成芯片中的导线和连接器。
4. 清洗和蚀刻：清洗和蚀刻是用来去除未用到的材料和残留物，以确保芯片的纯净度和连接的可靠性。
5. 封装：经过以上步骤，芯片的导线和连接器已经形成，接下来就是将芯片封装在保护壳中，并连接引脚，以保护芯片和方便与外部系统连接。
6. 测试：最后，需要对封装好的芯片进行测试，以确保其性能
和连接的可靠性。
IC封装工艺流程是一个复杂和精密的过程，需要经验丰富的工程师和精密的设备来完成。
随着科技的不断发展，IC封装工艺流程也在不断改进和优化，以适应不同类型的芯片和不同的应用场景。
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IC封装技术与制程介绍
课程主要内容•
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IC封装技术基础
电子元器件的应用
电子产品的分解
集成电路产业链
IC 封装的作用
如人的大脑如人的大脑：：
如人的身体如人的身体：：
IC封装的功能•
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IC封装层次•
•
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IC封装层次
培训的主要内容
IC封装分类
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PCB
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插入型封装器件
表面贴装型封装器件
PCB
PCB
金属管壳型封装
陶瓷封装
陶瓷封装-CPGA
塑料封装-DIP （Dual In-line Package）
塑料封装-QFP
BGA封装
塑料封装-BGA
CSP (Chip Scale Package)
CSP (Chip Scale Package)
IC封装制程(塑料封装)
封装结构与材料•
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封装结构示例
焊片
晶圆切割晶圆点测焊线
塑封半导体封装工艺流程
晶圆(wafer)的制造
WAFER
MASKING N+ SUBSTRATE
N-DRAIN
CHANNEL
CHANNEL SOURCE METALIZATION
GATE OXIDE POLYSILICON GATE
P+P+P -P -
P -P -
N+N+N+N+CURRENT FLOW
Silicon Die Cross-Section
BPSG
晶圆的制造
晶片背磨
top side back side
目的： 目的：减薄晶片厚度
FROM: 0.008”
TO: Silicon
0.014”
Silicon
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晶片背金处理
目的： 目的：提高导电性
Titanium Nickel Silver
Silicon
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晶片点测
目的： 目的：初步筛选出好的芯片
Gate /Base Probe
Ink bad dice out.
Source/ Emitter Probe
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晶片切割
Wafer sawing is to separate the dice in wafer into individual chips. unsawn wafer sawn wafer
wafer holder wafer tape
connected die singulated die
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晶片切割
Input
Output
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焊片工艺
Cu Leadframe Die Attach Material Die or Microchip
Die Attach is a process of bonding the microchip on the leadframe.
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焊片工艺
点胶 真空吸嘴吸附芯片 芯片焊到框架的焊盘上
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银胶焊片工艺
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银胶焊片工艺
SYRINGE EPOXY DIE FLAT FACE COLLET
NOZZLES LEADFRAME w/ PLATING
D/A TRACK
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银胶焊片工艺
D/A TRACK
D/A TRACK
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共晶焊片工艺
DIE w/ BACKMETAL
LEADFRAME w/ PLATING HEATER BLOCK
锡铅焊片工艺
SOFT SOLDER WIRE
HEATER BLOCK HEATER BLOCK
焊线工艺
99.99% Gold wires
Thermosonic wire bonding employs heat and ultrasonic power to bond Au wire on die surface.
焊线工艺
HEATER BLOCK
Au WIRE
SPOOL DIE BONDED LEADFRAME
Au BALL
焊线工艺
热声波焊线工艺
超声波焊线工艺
DIE BALL BOND
(1ST bond)WEDGE BOND or WELD
(2nd bond)
LEADFRAME
塑封工艺
MOLD
COMPOUND
PELLETS
塑封工艺•。