论述半导体封装流程.ppt
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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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SMT SMT
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IC Package （IC的封装形式）
• 按封装外型可分为：
SOT 、QFN 、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等；
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
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IC Package Structure（IC结构图）
TOP VIEW SIDE VIEW
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Lead Frame 引线框架
Die Pad 芯片焊盘 Gold Wire
金线
Epoxy 银浆
Mold Compound 塑封料
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Raw Material in Assembly(封装原材料)
➢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；
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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；
➢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；
第四，可靠性：任何封装都需要形成一定的可靠性，这是 整个封装工艺中最重要的衡量指标。原始的芯片离开特定的生 存环境后就会损毁，需要封装。芯片的工作寿命，主要决于对 封装材料和封装工艺的选择。
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IC Process Flow
Customer 客户
IC Design IC设计
SMT IC组装
第二，支撑：支撑有两个作用，一是支撑芯片，将芯片固 定好便于电路的连接，二是封装完成以后，形成一定的外形以 支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。
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.精来自百度文库课件.
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半导体封装的目的及作用
第三，连接：连接的作用是将芯片的电极和外界的电路连 通。引脚用于和外界电路连通，金线则将引脚和芯片的电路连 接起来。载片台用于承载芯片，环氧树脂粘合剂用于将芯片粘 贴在载片台上，引脚用于支撑整个器件，而塑封体则起到固定 及保护作用。
• 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
• 按照封装外型可分为： SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；
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IC Package （IC的封装形式）
• 按封装材料划分为：
塑料封装
陶瓷封装
Wafer Fab 晶圆制造
Wafer Probe 晶圆测试
Assembly& Test IC 封装测试
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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：
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Introduction of IC Assembly Process IC封装工艺介绍
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Introduction of IC Assembly Process
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。
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半导体封装的目的及作用
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。
【Wafer】晶圆
➢ 晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为 圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结 构，而成为有特定电性功能之IC产品。
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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；
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 ，工艺简单，可靠性高而占有绝大部分 的市场份额；
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金属封装
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IC Package （IC的封装形式）
• 按与PCB板的连接方式划分为：
PTH
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；
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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IC Package （IC的封装形式）
• 按封装外型可分为：
SOT 、QFN 、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等；
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
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Lead Frame 引线框架
Die Pad 芯片焊盘 Gold Wire
金线
Epoxy 银浆
Mold Compound 塑封料
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Raw Material in Assembly(封装原材料)
➢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；
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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；
➢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；
第四，可靠性：任何封装都需要形成一定的可靠性，这是 整个封装工艺中最重要的衡量指标。原始的芯片离开特定的生 存环境后就会损毁，需要封装。芯片的工作寿命，主要决于对 封装材料和封装工艺的选择。
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IC Process Flow
Customer 客户
IC Design IC设计
SMT IC组装
第二，支撑：支撑有两个作用，一是支撑芯片，将芯片固 定好便于电路的连接，二是封装完成以后，形成一定的外形以 支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。
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半导体封装的目的及作用
第三，连接：连接的作用是将芯片的电极和外界的电路连 通。引脚用于和外界电路连通，金线则将引脚和芯片的电路连 接起来。载片台用于承载芯片，环氧树脂粘合剂用于将芯片粘 贴在载片台上，引脚用于支撑整个器件，而塑封体则起到固定 及保护作用。
• 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
• 按照封装外型可分为： SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；
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• 按封装材料划分为：
塑料封装
陶瓷封装
Wafer Fab 晶圆制造
Wafer Probe 晶圆测试
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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：
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Introduction of IC Assembly Process IC封装工艺介绍
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Introduction of IC Assembly Process
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。
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半导体封装的目的及作用
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。
【Wafer】晶圆
➢ 晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为 圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结 构，而成为有特定电性功能之IC产品。
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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；
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 ，工艺简单，可靠性高而占有绝大部分 的市场份额；
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金属封装
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IC Package （IC的封装形式）
• 按与PCB板的连接方式划分为：
PTH
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；
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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