晶圆级封装技术的发展
晶圆级封装的工艺流程_概述说明

晶圆级封装的工艺流程概述说明1. 引言1.1 概述晶圆级封装是一种先进的封装技术,它将多个组件和集成电路(IC) 封装在同一个晶圆上,从而提高了芯片的集成度和性能。
相比传统的单芯片封装方式,晶圆级封装具有更高的密度、更短的信号传输路径和更低的功耗。
因此,晶圆级封装已经成为微电子领域中一项重要且不断发展的技术。
1.2 文章结构本文将对晶圆级封装的工艺流程进行全面地概述说明。
首先,在引言部分,我们将对该主题进行简要概述并介绍文章结构。
接下来,在第二部分中,我们将详细阐述晶圆级封装的工艺概述以及相关的工艺步骤、特点与优势。
然后,在第三部分中,我们将探讨实施晶圆级封装工艺时需要考虑的关键要点,包括设计阶段、加工阶段和测试与质量管控方面的要点与技术要求。
在第四部分中,我们将介绍晶圆级封装工艺流程中常见问题及其解决方法,并提出提高封装可靠性的方法和策略,以及工艺流程改进与优化的建议。
最后,在第五部分中,我们将总结回顾晶圆级封装工艺流程,并展望未来晶圆级封装技术的发展方向和趋势。
1.3 目的本文的目的是全面介绍晶圆级封装的工艺流程,提供读者对该领域较为详细和系统的了解。
通过对每个章节内容的详细阐述,读者可以获得关于晶圆级封装工艺流程所涉及到的各个方面的知识和技术要求。
同时,通过对常见问题、解决方法以及未来发展方向等内容的探讨,读者可以更好地理解该技术在微电子领域中的重要性,并为相关研究和应用提供参考。
2. 晶圆级封装的工艺流程:2.1 工艺概述:晶圆级封装是一种先将芯片进行封装,然后再将封装好的芯片与其他组件进行连接的封装技术。
其主要目的是提高芯片的集成度和可靠性,并满足不同应用领域对芯片包装技术的需求。
晶圆级封装工艺拥有多个步骤,其中包括材料准备、焊膏印刷、IC贴装、回流焊接等过程。
2.2 工艺步骤:(1)材料准备:首先需要准备好用于晶圆级封装的相关材料,如底部基板、球柵阵列(BGA)、波士顿背面图案(WLCSP)等。
3D晶圆级封装植球解决方案

3D晶圆级封装植球解决方案一.WLP晶圆植球技术简介晶圆级植球工艺是将微小尺寸的焊球(百微米级)直接放置到刻好电路的晶圆上,经过回流焊炉固化后再进行晶圆的切割和芯片的分选,分选出的芯片通过倒封装(Flip Chip)工艺贴合到基板上。
采用晶圆级植球工艺封装的芯片避免了额外的封装并提供了比如高运行频率、低寄生效应和高I/O密度等优点。
微球植球机是3D芯片晶圆级封装工艺中的必备核心设备之一。
近几年晶圆级植球技术的快速发展,其原因有两个。
一是随着CSP类封装型式IC消费量的增加,IC制造的成本压力进一步加大。
传统的化学电镀BUMPING工艺显示出造价贵、制造周期长、环境污染、工艺复杂和参数不稳定等缺点,因此业界一直在寻找替代解决方案,晶圆级植球技术的突破恰好满足了这一需求。
二是多层堆叠技术(MCM)的发展要求晶圆与晶圆间具有高精度的多引脚的100微米级的互联,只有晶圆级植球技术可以稳定地实现此愿望。
随着网络通信领域技术的迅猛发展,数字电视,信息家电和3G手机等产品将大量需要高端IC电路产品,进而对高引脚数的MCM(MCP),BGA,CSP,3D,SiP,PiP,PoP等中高端产品的需求十分旺盛。
WLP晶圆级封装芯片键合自动化系统是高端IC封装设备的关键设备之一,在越来越引起广泛重视的TSV高端IC封装中将大显身手。
注意:此类应用引脚尺寸介于100微米至300微米之间,小于100微米的引脚基本不采用此方法。
晶圆级植球工艺在国内刚刚开始应用,全球2012年销售预期将达到15条线以上并将保持年均20%以上的增长,具有良好的市场前景。
目前市场上存在的晶圆级植球装备都是国外产品,价格高昂且服务不足,掌握核心技术的国产设备将具有很强竞争力。
二.WLP晶圆植球机简介晶圆级植球动作流程如下:影响晶圆级植球效果的主要因素有:传动机构的精度;图像定位系统的精度和算法;网板的厚度、孔径等参数设定;对网板的压力控制和弹性变形的控制和补偿;植球机构和供球系统的设计。
电子元器件封装技术发展趋势

p c gn p sply t em o ti a ka igt e a h s mpo n o ei s i gt eee to i e ie om o ee c l n e f r a c , y  ̄a t l pu h n h lcr n cd vc st r x el t ro m n e r n e p lw e o e n we o t W CS a d l a g fa p iain nw hc a sv o o rp w ra d l o rc s. P h sawi eyr n eo p l t ,i ihp si ec mpo e t, icee c o n ns d s rt d vc s RF a d so a e a eahg c l m o gt eal o p ne t . I si tg ae EM S d vc , o c e ie , n t r g sh v ih saea n h l c m o n s S Pha ne rtdM e ie lgi
第1 第 6期 0卷
黄 庆 红 : 电子 元 器 件 封 装 技 术发 展趋 势
这意味着发展到 6 n 5 m、4 n 5 m、3 n 2 m的技术节点时 ,
器件 与其他 芯片 的叠层提 供解 决方 案。 关键 词 :晶圆级封 装 ;多芯片封 装 ;系统封 装 ;三 维 叠层封 装
中图分类号 : N3 5 4 T 0. 9
文献标识码 : A
文章编号 :1 8-00( 0 0) 60 0 ・4 6 117 2 1 0 —0 80
Em e gngTr n c g n fEl c r n cDe i e r i e dsi Pa ka i g o e t o i v c s n
晶圆级扇出型封装工艺详解

扇出型晶圆级封装技术采取在芯片尺寸以外的区域做I/O接点的布线设计,提高I/O接点数量。
采用RDL工艺让芯片可以使用的布线区域增加,充分利用到芯片的有效面积,达到降低成本的目的。
扇出型封装技术完成芯片锡球连接后,不需要使用封装载板便可直接焊接在印刷线路板上,这样可以缩短信号传输距离,提高电学性能。
扇出型晶圆级封装技术的优势在于能够利用高密度布线制造工艺,形成功率损耗更低、功能性更强的芯片封装结构,让系统级封装(System in a Package, SiP)和3D芯片封装更愿意采用扇出型晶圆级封装工艺。
第一代FOWLP技术是由德国英飞凌(Infineon)开发的嵌入式晶圆级球栅阵列(Embedded Wafer Level Ball Grid Array, eWLB)技术(见图1),随后出现了台积电(TSMC)的整合式扇出型晶圆级封装(Integrated Fan-Out Package, InFO)技术和飞思卡尔(Freescale)的重分布芯片封装(Redistributed Chip Package, RCP)技术等。
由于其成本相对较低,功能性强大,所以逐步被市场接受,例如苹果公司(Apple)已经在A12处理器采用扇出型封装进行量产。
同时其不仅在无线领域发展迅速,现在也正渗透进汽车和医疗应用,相信未来我们生活中的大部分设备都会采用扇出型晶圆级封装工艺。
图1 英飞凌eWLB工艺技术示例图传统的封装技术如倒装封装、引线键合等,其信号互连线的形式包括引线、通孔、锡球等复杂的互连结构。
这些复杂的互连结构会影响芯片信号传输的性能。
在扇出型封装中(见图2),根据重布线的工序顺序,主要分为先芯片(Chip first)和后芯片(Chip last)两种工艺,根据芯片的放置方式,主要分为面朝上(Face up)和面朝下(Face down)两种工艺,综合上述四种工艺,封装厂根据操作的便利性,综合出以下三种组合工艺,分别是面朝上的先芯片处理(Chip first-face up)、面朝下的先芯片处理(Chip first-face down)和面朝下的后芯片处理(Chip last-face down)。
晶圆级玻璃工艺

晶圆级玻璃工艺晶圆级玻璃工艺是一种在半导体制造过程中使用的重要工艺,其主要应用于晶圆的加工和封装过程中。
晶圆级玻璃工艺的发展和应用推动了半导体行业的进步和创新。
晶圆级玻璃是一种高纯度、高温稳定性和低热膨胀系数的特殊玻璃材料。
它具有优异的化学稳定性和机械强度,能够承受高温和高压的工艺条件。
在半导体制造过程中,晶圆级玻璃主要用于保护晶圆,提供良好的绝缘和密封性能,同时还能够实现光学和电学功能的集成。
晶圆级玻璃工艺的主要步骤包括:玻璃基板制备、玻璃基板清洗、玻璃基板涂覆、热处理、光刻、蚀刻、金属化、封装等。
首先,玻璃基板制备是整个工艺的基础。
通常采用浮法、拉伸法或离心法等工艺制备出薄而平整的玻璃基板。
然后,对玻璃基板进行清洗,以去除表面的杂质和污染物,保证后续工艺的顺利进行。
接下来,玻璃基板涂覆是实现功能集成的关键步骤。
通过溶液法或薄膜沉积技术,在玻璃基板表面形成一层薄膜。
这种薄膜可以实现光学、电学和机械性能的调控,为后续工艺提供良好的基础。
然后,将涂覆的玻璃基板进行热处理,使薄膜与基板紧密结合,提高膜层的稳定性和附着力。
在光刻和蚀刻过程中,使用光刻胶和光刻机对玻璃基板进行图案的制作和转移。
光刻胶是一种特殊的光敏材料,它在紫外光的作用下可以发生化学反应,形成图案。
然后,通过蚀刻技术将光刻胶未覆盖的区域进行腐蚀,形成所需的结构和孔洞。
接下来,通过金属化工艺,在玻璃基板表面形成金属线路和电极,实现电子器件的连接和功能扩展。
金属化工艺通常包括金属薄膜沉积、光刻、蚀刻和退火等步骤。
最后,将完成的晶圆级玻璃封装在适当的封装材料中,实现对晶圆的保护和封装。
晶圆级玻璃工艺的发展和应用为半导体行业带来了许多优势。
首先,晶圆级玻璃具有良好的化学稳定性和机械强度,可以有效保护晶圆免受外界环境的影响。
其次,晶圆级玻璃具有优异的光学性能,可以实现光学功能的集成,提高器件的性能和效率。
此外,晶圆级玻璃还具有良好的绝缘和密封性能,可以保证器件的可靠性和稳定性。
晶圆级封装凸块技术

晶圆级封装凸块技术
晶圆级封装凸块技术是一种将芯片封装成凸块形式的封装技术。
在这种技术中,芯片被封装在一个小型的塑料凸块(也称为“衬底”)中,然后通过焊点或金线连接到外部电路板上。
晶圆级封装凸块技术有以下几个特点和优势:
1. 封装密度高:晶圆级封装凸块技术可以将多个芯片封装在一个凸块中,从而实现高密度封装,提高系统集成度和性能。
2. 热传导性好:由于凸块与芯片之间的接触面积大,热传导性能好,可以有效降低芯片的工作温度,提高芯片的可靠性和寿命。
3. 尺寸小:晶圆级封装凸块技术可以将芯片封装在非常小的凸块中,使得封装后的芯片尺寸更小,适用于高集成度和小型化的电子产品。
4. 成本低:相对于传统的封装技术,晶圆级封装凸块技术可以通过批量生产来降低成本,从而提高产品的竞争力和市场份额。
晶圆级封装凸块技术在集成电路封装领域具有广泛的应用前景,可以用于各种电子产品,如智能手机、平板电脑、移动设备等。
电子封装技术发展现状及趋势

电子封装技术发展现状及趋势摘要电子封装技术是系统封装技术的重要容,是系统封装技术的重要技术基础。
它要求在最小影响电子芯片电气性能的同时对这些芯片提供保护、供电、冷却、并提供外部世界的电气与机械联系等。
本文将从发展现状和未来发展趋势两个方面对当前电子封装技术加以阐述,使大家对封装技术的重要性及其意义有大致的了解。
引言集成电路芯片一旦设计出来就包含了设计者所设计的一切功能,而不合适的封装会使其性能下降,除此之外,经过良好封装的集成电路芯片有许多好处,比如可对集成电路芯片加以保护、容易进行性能测试、容易传输、容易检修等。
因此对各类集成电路芯片来说封装是必不可少的。
现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代,芯片特征尺寸不断缩小,必然会促使集成电路的功能向着更高更强的方向发展,这就使得电子封装的设计和制造技术不断向前发展。
近年来,封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一,各种封装方法层出不穷,实现了更高层次的封装集成。
本文正是要从封装角度来介绍当前电子技术发展现状及趋势。
正文近年来,我国的封装产业在不断地发展。
一方面,境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国,拉动了封装产业规模的迅速扩大;另一方面,国芯片制造规模的不断扩大,也极推动封装产业的高速成长。
但虽然如此,IC的产业规模与市场规模之比始终未超过20%,依旧是主要依靠进口来满足国需求。
因此,只有掌握先进的技术,不断扩大产业规模,将国IC产业国际化、品牌化,才能使我国的IC产业逐渐走到世界前列。
新型封装材料与技术推动封装发展,其重点直接放在削减生产供应链的成本方面,创新性封装设计和制作技术的研发倍受关注,WLP 设计与TSV技术以及多芯片和芯片堆叠领域的新技术、关键技术产业化开发呈井喷式增长态势,推动高密度封测产业以前所未有的速度向着更长远的目标发展。
大体上说,电子封装表现出以下几种发展趋势:(1)电子封装将由有封装向少封装和无封装方向发展;(2)芯片直接贴装(DAC)技术,特别是其中的倒装焊(FCB)技术将成为电子封装的主流形式;(3)三维(3D)封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径;(4)无源元件将逐步走向集成化;(5)系统级封装(SOP或SIP)将成为新世纪重点发展的微电子封装技术。
晶圆级键合技术的发展历史

晶圆级键合技术的发展历史
晶圆级键合技术是将芯片和封装零部件连接起来的一种关键技术。
早期的芯片组装是通过点焊和线焊的方式实现的,这种方法无法满足
高集成度、高性能芯片对连接精度、可靠性和封装密度的要求。
1970
年代末期,晶圆级键合技术开始应用于芯片组装领域,以其高速、高
精度和高可靠性,很快取代了传统的点线焊接方法,并迅速普及。
晶圆级键合技术发展历程中有几个重要的里程碑。
1980年代,美国Texas Instruments公司和Wacker-Chemitronic公司开发出了自动
化晶圆级键合技术和块体微处理器分离技术,使晶圆级键合技术得以
广泛应用。
此后,又出现了新一代卓越的晶圆级键合系统,如Kulicke and Soffa公司的金属间化合物键合系统(MCP)、银金键合系统、压
力焊接系统等。
1990年代,晶圆级键合技术得到了广泛应用,尤其是在微电子、计算机和通信等领域。
现在,晶圆级键合技术已经成为了半导体技术
中不可或缺的一部分。
随着芯片尺寸的不断缩小和集成度的不断提高,晶圆级键合技术也在不断发展和创新,新的键合材料和工艺的出现,
使其在电子、光电、生物等领域获得广泛应用。
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成 电路 封装 的主 导类 型 ,因此 焊点 的可 靠性 成 为 了 准。每家封装厂都有 自己的产品标准 ,包括封装外
这 些 封装 类 型 的一 个很 重 要 的方 面l 9l。而 随着 技 术 形 的尺寸 (长、宽 、厚度 )、焊球的数量 、间距等等。如
的不 断发展 ,硅 通孔技 术 能更好 得 满足 这种 趋势 ,相 果 CSP封 装需 要 广泛 应 用开 发 ,也 需要 建 立 一个 统
4 结束语
形式 的 主要特 点 :封装尺 寸小 ,与 BGA封装 相 比 ,同
等条件下 CSP封装可以将存储容量提高三倍 。由于
随着 电子产 品不 断更新 升级 换代 ,高 集成 度 、多
它体 积小 也薄 ,迅速 得到 了广 泛应 用 ,特别 用 于薄形 功 能是集 成 电路 产 品的发展 趋势 ,先 进封 装 技术 的
Ll 一产 业一发一展— —————————————————————————————毒—— ——————1,_'’■'
■圃级 封装技 术 的发 展
戴锦 文 (南通 富士通微 电子股份有 限公 司,江苏 南通 ,226006)
摘要:晶圆级封装 (wafer level package,WLP)具有在尺寸小、电性能优 良、散热好、性价 比高等方面的
现在 技 术 还不 太 成 熟 ,CSP封 装 产 品 的价 格 目前 是
3 发 展优 势 与不 足
一 般 产 品 的一 倍 以上 ,所 以需 要 引 进 新 材 料 、新 工 艺 、新技术等 ,以降低工业成本 ,从而降低 CSP封装
1)封 装尺 寸 根 据 J—STD一012标 准 的定 义 【l0J,晶 圆 级 封 装 是 指 封装 尺 寸不超 过 裸芯 片 的 1.2倍 的一 种 先进 封 装 形式 ,还有 电子工业公司将之定义为封装产 品的边
优 势 ,近年 来发 展 迅速 。 本文概 述 了 WLP封 装 近 几年 的发 展 情 况 ,介 绍 了它 的工 艺流程 ,得 以发展 的优
势 ,并说 明了在发展 的同时,存在 着一些标准化 、成本、可靠性等 问题 ,最后总结了 WLP技术的发展趋势
及 前景 。
关键 词 :晶 圆级封 装;综述 ;可 靠性 ;前 景
22
http://www .cicm ag.com
L一 产业发展
悉 【!j
如今 ,电子产品的主要发展趋势是轻 、小 、薄 ,同 不 足 。
时在 同等情况下更可靠 、更强大 、更便 宜 、更环保 。
CSP封 装技 术是 近几 年流 行 的一 种集 成 电路 封
由于 技术 的不 断发 展更 新 ,先 进 封 装类 型将 成 为 集 装形 式 ,还 处 于发展 的初 期 阶段 ,没有 自己统 一 的标
中图分 类号 :TN602
文 献标 识码 :A
The developm ent of W afer level package
DAI Jin—wen
(NantongFujistu Microelectronics Co.,Ltd,Nantong 226006,China)
Abstract:Due to its sma11 size,excellent heat dissipation and higher c0st performance advantages W LP (wafer level
.
Key words:W afer level package;review;reliability;prospect
1 介绍
随着半导体技术逐渐高密度化和高集成度化 , 芯片信号的传输量与 日俱增 ,引脚数逐渐增加 ,封装 行业逐渐 由传统的双列直插 式封装 (Dual In-lin
Package)、小 外形封 装 (Small Outline Package)、引 脚 阵列 封 装 (Pin Grid Array)逐 步 走 向焊 球 阵列 封 装 (Ball Grid Array)、 - t+-,1八 士 装"A (Chip Scale Package)、倒 装 (Flip Chip)、三维 封 装 等 新 型 封 装 形 式l1l。现 如今微 电子产 品 的发展趋 势 是高 密度 、低
比焊球 连接 方式 ,它 的可 靠性 提高 。在 集成 电路 设 一 的标准 ,以便 开发 和应 用 。
计 中硅 通孔 技术 是通 过芯 片堆 叠来 实现 导通 互 连 的
成 本 问题 也 是 阻碍 CSP封 装 技 术 发 展 的 一 个
一 种新的技术解决方案 。
重要因素 ,虽然相比其他传统封装成本降低了 ,但是
At the sam e time,there are some problem s such as standardizati0n
c0st,relia—
,
bility and s0 0n.Finally the W 【JP technology development trend and prospects a summarized
产品的价格 。除了标准化 、成本等问题 ,可靠性也是 一 项重要指标。由于其体积小 ,散热 、应力等问题也 是 研 究 的主 要方 向 。为 了推进 CSP的广 泛 应 用 ,需 要 以更 低 的价格 提高 和保 证产 品 的质量 。
长 与封 装 芯片 的边 长 之差 小 于 1 mm 的产 品等 。虽 然这 些 定义 各 不相 同 ,但 是 总体 都 指 出来 CSP封装
电子 封装 产 品的组装 。
发展 加 速 了电子 产 品开发 的进程 。晶 圆级 封 装技 术
package)is devel。ping rapidly in recent years.The recent devel。pment of WLP is。utlined and its pr0cess fl。w,de— ,
velopment advantages are introduced .