半导体封装简介
半导体器件封装技术
半导体器件封装技术半导体器件封装技术是指将裸露的半导体芯片封装在适当的封装材料中，以保护芯片不受外界环境的影响，并提供适当的电气和机械连接接口，以便于与其他电路元件进行连接和集成。
封装技术在半导体器件制造中扮演着至关重要的角色，它不仅直接影响着设备的性能和可靠性，而且对于整个电子行业的发展也具有重要意义。
半导体器件封装技术能够提供良好的电气连接。
芯片封装后，通过引脚与外部电路进行连接。
这些引脚需要具有良好的导电性和可靠的连接性，以确保信号的正常传输和电流的稳定传输。
常见的半导体器件封装技术包括直插式封装（DIP）、表面贴装封装（SMT）以及无引脚封装（WLP）等。
这些封装技术通过适当的引脚设计和接触材料的选择，实现了与外部电路的可靠连接。
半导体器件封装技术能够提供良好的机械保护。
半导体芯片通常非常脆弱，容易受到外界环境的影响而损坏。
封装技术通过将芯片封装在坚固的封装材料中，如塑料、陶瓷或金属等，能够提供良好的机械保护，防止芯片受到机械应力、湿度、温度和化学物质等的侵害。
此外，封装材料还能够防止芯片受到灰尘、杂质和电磁干扰等的影响，确保芯片的稳定运行。
第三，半导体器件封装技术能够提供良好的散热性能。
在半导体器件工作过程中，会产生大量的热量，如果不能及时有效地散发，会导致器件温度过高，影响器件的性能和寿命。
因此，在封装过程中，需要考虑适当的散热设计，如引入散热片、散热胶等。
这些散热元件能够提高器件的散热效率，保持器件的正常工作温度。
半导体器件封装技术还能够提供良好的电磁兼容性。
封装材料的选择和封装结构的设计能够有效地屏蔽和抑制电磁辐射和电磁干扰，减少器件对外界电磁信号的敏感性，保证器件的正常工作。
同时，封装技术还能够提供适当的电磁波导路径，以便于器件内部电磁信号的传输和隔离，确保不同功能模块之间的电磁兼容性。
半导体器件封装技术是半导体制造中不可或缺的一环。
它能够提供良好的电气连接、机械保护、散热性能和电磁兼容性，保证芯片的正常工作和可靠性。
半导体的封装技术有哪些
半导体的封装技术有哪些
半导体的封装技术主要包括以下几种：
11 DIP封装（Dual Inline Package）
这是一种双列直插式封装技术。
引脚从封装两侧引出，封装材料通
常采用塑料或陶瓷。
其特点是成本较低，易于插拔，但封装密度相对
较低。
111 SOP封装（Small Outline Package）
也称为小外形封装。
引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状。
它比DIP封
装更薄、更小，适用于对空间要求较高的应用。
112 QFP封装（Quad Flat Package）
四侧引脚扁平封装。
引脚从芯片的四个侧面引出，呈鸥翼形或J形。
具有较高的引脚数量和封装密度。
113 BGA封装（Ball Grid Array）
球栅阵列封装。
在封装底部以球形引脚取代了传统的引脚。
这种封
装提供了更高的引脚密度和更好的电气性能。
114 CSP封装（Chip Scale Package）
芯片级封装。
其尺寸接近裸芯片的尺寸，具有更小的体积、更薄的
厚度和更短的引脚。
115 Flip Chip封装
倒装芯片封装。
芯片正面朝下，通过凸点与基板直接连接，减少了信号传输的路径和电感，提高了性能。
不同的封装技术具有各自的特点和适用场景，在半导体制造和应用中，需要根据具体的需求选择合适的封装技术，以实现最佳的性能、成本和可靠性平衡。
半导体封装结构
半导体封装结构1 半导体封装结构的概述半导体封装是将芯片（Die）封装成电路器件，形成针对不同用途的外形封装，以达到保护、连接、散热等功能。
半导体封装结构是半导体器件设计的重要组成部分，对于芯片的性能和使用寿命都有非常大的影响。
本文将从半导体封装结构的类型、功能与特点和未来发展趋势等几个方面进行介绍。
2 半导体封装结构的类型半导体封装结构类型的选择需要考虑芯片尺寸、封装的环境、连接的方式等多方面因素。
常见的半导体封装结构有以下几种：2.1 对顶式封装对顶式封装又称裸片封装，是最简单的封装形式，芯片直接焊接于封装底座的引脚上。
这种封装结构可以加强散热和透气性，并且适合用于低功率、小尺寸的设备。
2.2 QFN封装QFN（Quad Flat No-lead）封装是一种无引脚的表面贴装封装，是近年来工业界中趋向于使用的封装结构类型。
相比传统的TQFP、LQFP封装，QFN封装不仅可以减小器件体积，还可以提高热性能。
此外，QFN的焊盘形状是内凹呈裂口，可以提高焊接可靠性。
因此，QFN 封装在大功率LED灯、电源管理芯片等领域的应用越来越广泛。
2.3 BGA封装BGA（Ball Grid Array）封装是一种球阵列封装，具有高集成度、小型化、高可靠性等特点。
BGA焊盘的引脚数量较多，可以使芯片间互联更加灵活，该封装结构广泛应用于微处理器、数字信号处理器、显示芯片等。
2.4 SIP封装SIP（System in Package）封装是一种将多个单独的芯片组合在一起并采用一种封装形式的封装结构。
SIP结构的主要好处在于较高的设计灵活性，多个芯片之间可以通过直接焊接、过孔、线路等方式进行连接。
SIP封装广泛应用于无线通信、汽车电子、医疗器械、智能家居等领域。
3 半导体封装结构功能与特点半导体封装结构对芯片的性能和使用寿命影响非常大，其具有以下几种特点：3.1 保护芯片半导体芯片易受外界环境影响，如电磁干扰、温度变化、湿度等，而封装结构可以提供一定的防护和隔绝作用，保护芯片不受这些影响。
半导体封装学习资料
半导体封装学习资料1、半导体封装定义：半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。
封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金锡铜铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（Bond Pad）连接到基板的相应引脚（Lead）,并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序，最后入库出货。
2、半导体封装简介:半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成。
塑封之后，还要进行一系列操作，如后固化（Post Mold Cure）、切筋和成型（Trim&Form）、电镀（Plating）以及打印等工艺。
典型的封装工艺流程为：划片装片键合塑封去飞边电镀打印切筋和成型外观检查成品测试包装出货。
3、各种半导体封装形式的特点和优点:3.1、DIP双列直插式封装DIP(DualIn－line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。
采用DIP封装的CPU 芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。
当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。
DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。
DIP封装具有以下特点：1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式，缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。
3.2、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装半导体封装QFP（Plastic Quad Flat Package）封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上。
半导体封装
⑷、PLCC(plastic leaded chip carrier):带引脚的塑料芯片载体， 表面贴装型封装之一,外形呈正方形,引脚从封装的四个侧面引 出,呈丁字形,是塑料制品,外形尺寸比DIP封装小得多.
⑵、SIP(single in-line package)：单列直插式封装。引脚从封装一侧面引 出，排列成一条直线。当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。引脚中心 距通常为2.54mm，引脚数从2 至23，多数为定制产品。封装的形状各 异。也有的把形状与ZIP 相同的封装称为SIP。
集成电路封装形式的定义及封装图示
⑹、QFP(Quad Flat Package):四侧引脚扁平封装，是表面贴装型封 装之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。基材有陶瓷、金 属和塑料三种。
集成电路封装形式的定义及封装图示
⑺、BQFP(quad flat package with bumper): 带缓冲垫的四侧引扁平 封装。QFP 封装之一，在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫) 以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。引脚中心距0.635mm， 引脚数从84 到196 左右。
⑻、CLCC(ceramic leaded chip carrier)：带引脚的陶瓷芯片载体， 表面贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形, 也称为QFJ。
集成电路封装形式的定义及封装图示
⑼、H-(with heat sink)：表示带散热器的标记。例如，HSOP 表示 带散热器的SOP。
半导体封装技术
半导体封装技术1半导体封装技术半导体封装技术是电子元器件封装技术中的一种，主要用来将半导体器件封装到有机绝缘材料上，以提高封装器件的功能、保护性和可靠性。
其也被称为半导体封装，是电子元器件装配工艺的重要环节。
随着半导体技术的发展，半导体封装技术也得到了不断改进和发展，已广泛应用到电子产品的生产、集成电路的封装、数字电路和模拟电路等。
由于半导体封装技术提供了有关电路连接、数据交互、功耗分配和保护等服务，因此半导体封装技术对现代电子装配工厂至关重要。
1.1工艺流程半导体封装的基本工艺流程包括基板预处理、半导体器件的清洁、表面处理、焊接和布线等，可以按照不同的封装形式来实现，常见的有针脚封装、贴片、圆鼓封装形式。
针脚封装通常用于大型内存芯片，它会将芯片连接到电路板上。
贴片封装有多种形式，常见的有BGA（抛锭球栅封装）和LGA（椭圆针栅封装）等。
圆鼓封装则可以将两个电路封装在一起，如IC晶片封装。
1.2优点半导体封装技术具有许多优点：（1）提高器件的可靠性和功能。
通过将器件与基板连接，减少因腐蚀引起的故障，提高器件的功能和可靠性。
（2）保护电路板的环境。
采用封装技术，可有效防止杂质、水汽、湿度等对芯片的破坏和电路板的污染。
（3）简化设计和安装过程。
器件封装后，无需进行安装，可以直接实现电子设备产品的生产，简化设计和安装过程。
1.3缺点半导体封装也有一定的缺点，其主要是可行的封装尺寸较小，不能封装大型元器件，也存在封装成本较高的问题。
另外，随着封装密度的增加，半导体封装技术是否能够满足绝缘、耐用和耐温等要求，也是存在挑战的地方。
半导体封装技术为电子装配提供了一种灵活的、可完成的、简单的解决方案，目前在许多电子产品中已经得到成功应用，取得了显著的效果和投资回报。
半导体封装工艺相关介绍
市场发展趋势
持续增长
随着电子设备市场的不断扩大和技术的不断进步， 半导体封装市场将持续保持增长态势。
竞争加剧
随着技术的不断进步和市场需求的多样化，半导体 封装市场的竞争将越来越激烈。
产业链整合
为了提高竞争力，半导体封装企业将通过并购、合 作等方式进行产业链整合，形成更加完善和高效的 产业生态。
THANK YOU
详细描述
引脚插入式封装采用金属引脚将芯片与外部电路连接，引脚插入 到电路板上的孔洞中，然后用焊接或胶水固定。这种封装技术具 有较高的可靠性，但制造成本较高，且不适合小型化和高密度集 成。
表面贴装技术封装
总结词
表面贴装技术封装是一种先进的封装技术，通过将半导体芯片直接贴装在电路板表面实现。
详细描述
表面贴装技术封装的芯片没有引脚，而是通过焊盘与电路板连接。这种封装技术可以实现小型化、轻量化、高密 度集成，并且制造成本较低。常见的表面贴装技术封装有SMT（表面贴装技术）和BGA（球栅阵列）等。
晶片级封装
总结词
晶片级封装是一种将整个芯片封装在晶片中的技术，实现了芯片与外部电路的 无缝连接。
详细描述
晶片级封装的芯片在晶片上直接进行封装，整个晶片可以被切割成独立的芯片。 这种封装技术具有极高的集成度和可靠性，适用于高性能、高可靠性的应用领 域。
3D封装
总结词
3D封装是一种将多个芯片垂直堆叠、通过内部连接实现高速数据传输的封装技 术。
常用的切割方法有激光切割和刀片切割，根据不同材 料和工艺要求选择合适的切割方式。
芯片贴装
芯片贴装是将芯片固定在封装 基板上的过程，通过导电胶或 焊料将芯片与基板相连。
贴装过程中需确保芯片位置准 确、贴装平整，以减小应力并 提高散热性能。
半导体封装规格
半导体封装规格一、引言半导体封装是电子制造领域中的一个关键环节，其作用是将芯片与外部电路连接起来，同时保护芯片免受环境因素的损害。
随着科技的不断发展，半导体封装技术也在不断进步，以适应更高的性能要求和更小的体积限制。
本文将对半导体封装的规格进行详细探讨，包括封装类型、封装材料、封装工艺等方面。
二、封装类型1.引脚插入式封装：引脚插入式封装是最早的封装形式之一，其特点是具有金属引脚，可将芯片与外部电路连接起来。
常见的引脚插入式封装有DIP、SIP等。
2.表面贴装封装：表面贴装封装是一种广泛应用于集成电路封装的类型，其特点是体积小、电性能优良、可靠性高。
常见的表面贴装封装有SOP、QFP、BGA等。
3.晶片级封装：晶片级封装是将整个芯片封装在一个保护壳内，以提高芯片的可靠性和稳定性。
晶片级封装的优点是减小了芯片的体积、提高了集成度。
常见的晶片级封装有Flip Chip、CSP等。
4.3D封装：3D封装是一种将多个芯片堆叠在一起进行封装的封装形式，可以实现更高的集成度和更小的体积。
3D封装的优点是减小了电路板的面积，提高了电路板的密度。
常见的3D封装有TSV、PoP等。
三、封装材料1.陶瓷：陶瓷是半导体封装常用的材料之一，其优点是具有良好的绝缘性、耐高温、耐腐蚀，适用于高频率、高电压的场合。
2.金属：金属也是半导体封装常用的材料之一，其优点是具有良好的导电性、导热性、加工性和延展性。
常见的金属封装材料有铜、铝等。
3.塑料：塑料封装是应用最广泛的封装材料之一，其优点是成本低、重量轻、绝缘性能好，同时具有良好的加工性和耐腐蚀性。
常见的塑料封装材料有聚酰亚胺、聚酯等。
四、封装工艺1.划片：划片是将晶圆切割成单个芯片的过程，是半导体封装的前道工序。
划片的质量直接影响到后续封装的质量和良品率。
2.贴片：贴片是将芯片贴装到基板上的过程，是半导体封装的关键环节之一。
贴片的精度和质量直接影响着封装的性能和可靠性。
3.键合：键合是将芯片的引脚与基板的引脚连接起来的过程，是半导体封装的必要环节之一。
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DETAPING
資料來源：Adwill網站
WAFER SAW
其目的是將晶圓上的晶粒(Chip Dies) 切割分離。其前置作業為晶片黏貼(Wafer Mount)，將晶圓背面貼在Blue Tape (Thickness = 75 or 100 um)上，並置於不 銹鋼製之框架內，並避免晶片和膠帶間有 氣泡產生；之後再將其送到晶圓切割機進 行切割，切割後的晶粒仍會排列黏貼於 Blue tape 上，框架的支撐可避免膠帶產生 皺摺而導致晶粒相互碰撞。
載 治 具 材料 / 包材
Wheel
Wafer
Carrier
Tape
De-Tape
Blade
Cassettle
spenser nozzle LEADFRAME
MAGAZINE EPOXY
Rubber tip
Eject Needle
Eject Cap
Cassettle
Insert Clamp GOLD WIRE
未來的發展考慮方向
1. 輕、薄、短、小 順應時代方便潮流
2.降低電壓與電流消耗 使用壽命延長
3.奈米封裝 4.晶片植入(超級警察)
IC 封 裝 的 組 成 元 件
封裝流程
IC ASSEMBLY TOOLING & MATERIAL
站別 Grinding SAW
Die bonder Wire bonder
服務支援
貨運 海關 科學園區
• • •
IC 封裝主要有四大功能
1.電源分佈：(電源傳導) IC 要動作，需有外來的電源來驅動，外來的電源經過封裝 層內的重新分佈，可穩定地驅動IC，使IC 運作。
2.信號分佈：(信號傳導) IC 所產生的訊號，或由外界輸入IC 的訊號，均需透過封裝 層線路的傳送，以送達正確的位置。
EQUIPMENT TOP VIEW
資料來源：DISCO
Lapping principle（1）
Difference Between IF and RS
IF：In Feed Grinder
RS：Rotary Surface Grinder
In - feed system：研磨時不易破片，TTV平整度很好。 Creep feed system：研磨輪易磨損，TTV平整度不好。
如何進行研磨製程 ?
Wafer正面是產品功能有效區，所以研磨就 必須以wafer背面為主。
研磨wafer背面時需保護Wafer正面避免產品 功能失效，因此Blue Tape ( Thickness > 200 um)就扮演保護功能角色。
最後增加De-Tape動作的目的，是在研磨製 程完成時須將Blue Tape去除之用。
Heat Block CAPILLARY
MAGAZINE
站別 MOLDING
MARKING D/T F/S PAK
載治具 Mold Die MAGAZINE STACKER Basket PAD 字板 STACKER Basket Die Set STACKER Basket Die Set STACKER Basket
TAPING
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Backside Grinding Machine :
DISCO DFG-840
GRINGING WHEEL
CHUCK TABLE
Contact Gauge for wafer
Contact Gauge for chuck table
Z1 & Z2 SPINDLE
材料 / 包材 COMPOUND INK
Tube / Tray Carton
WAFER BACK GRINDING
該製程的主要目的是將晶 圓研磨至適當的厚度，以 配合產品結構之需求，由 於封裝體逐漸演變至薄型 化（Thin Package），如 1.0mm 膠體厚度之TSOP、 TSSOP及TQFP 等，因此晶 圓必須加以研磨。
資料來源：DISCO
Lapping principle（2）
資料來源：DISCO
LAPPING & POLISH
資料來源：LOGITECH
Ａ 晶圓的裝載,掃描, 取出 藉由晶圓掃描感測器, 能夠自動檢 出晶圓的儲存狀態。並藉由可以3 軸動作的機械手臂將晶圓般送到紫 外線單元。 Ｂ 紫外線照射 將照射室內的晶圓平均地以紫外線 照射後, 由定位輸送帶將晶圓送往 定位部。 Ｃ 晶圓定位 將晶圓以平邊或V型缺角為基準定 位後, 以搬送手臂將晶圓送往剝除 作業台放置。 Ｄ 剝除表面保護膠帶 將剝除膠帶以加熱盤用熱壓方式貼 合在晶圓外緣3mm以內, 再用180? 角將表面保護膠帶從晶圓上剝除。 Ｅ 晶圓儲存 將剝除的表面保護膠帶與剝除膠帶 集中在集塵盒裡, 並用機械手臂將 晶圓儲存到晶圓架盒。
3.散熱功能： IC 的發熱量相當驚人，一般的CPU 為2.3W，高速度、高功 能的IC 則可高達20.30W，藉由封裝的熱傳設計，可將IC 的 發熱排出，使IC 在可工作溫度下（通常小於85℃）正常運 作。
4.保護功能： 封裝可將IC 密封，隔絕外界污染及外力的破壞。
資料來源：（呂宗興，1996）
Wafer Tape and De-Tape
資料來源：Adwill網站
Ａ 晶圓的裝載•掃描•取出 可由晶圓掃描感測器自動檢出晶圓的儲存狀態。並 藉由可3軸動作的機械手臂將晶圓搬送定位部。 Ｂ 晶圓定位 將晶圓以平邊或V型缺角為基準定位後,用輸送手臂 設定在貼合作業台上。 Ｃ 表面保護膠帶貼合 藉由加壓滾輪與膠帶貼合作業台前後移動的動作來 將表面保護膠帶貼合至晶圓。因為是採用TTC方式 所以能夠不加壓晶圓而貼合表面保護膠帶。 Ｄ 膠帶切割 （薄片切割與晶圓外緣切割） 固定切割刀片的狀態下,旋轉作業台來切割膠帶。藉 由切割刀片的3次元(Ｘ，Ｙ，θ) 動作, 即使是容易 產生碎屑的平邊部分也可以順利的切割。 Ｅ 剩餘膠帶的處理 切割膠帶後的剩餘膠帶,以剝除手臂從作業台剝除後 集中至集塵盒。 Ｆ 晶圓儲存 貼合完表面保護膠帶的晶圓以機械手臂儲存至晶舟 盒。
半導體封裝簡介
報 告 人：黃 意 駒 資料來源：美國網站
我國半導體產業結構
設備儀器
資金人力資源
CAD CAE
材料
邏輯設計
設計 • 140
光罩設計
光罩 • 4
晶粒測試及切割
製造 • 16
封裝
封裝 •48
成品測試
測試 •37
長晶
晶圓切割
晶圓 • 8
化學品 • 20
導線架 • 13
資料來源：工研院經資中心ITIS計畫(Mar. 2001)