封装介绍.ppt

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塑料封装IC的封装形式按封装材料划分为：

按封装材料划分为：

塑料封装塑料封装金属封装金属封装陶瓷封装陶瓷封装一、塑料封装介绍二、塑料封装基本流程一、塑料封装介绍塑料封装塑料封装是指对半导体器件或电路芯片采用树脂等材料进行包装的一类封装塑料封装，一般认为一般认为是非气密性封装是非气密性封装。

塑料封装又分为上百种类型。

塑料封装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占有绝大部分的市场份额；塑料塑料（高分子材料高分子材料）封装与陶瓷封装相比具有封装与陶瓷封装相比具有：

优点：

成本低、薄型化、工艺较为简单、优点：

成本低、薄型化、工艺较为简单、适合自动化生产。

适合自动化生产。

缺点：

散热性、耐热性、密封性、可靠度缺点：

散热性、耐热性、密封性、可靠度逊于陶瓷封装。

逊于陶瓷封装。

二、塑料封装基本流程一般所说塑料封装，如无特别说明，都是指转移成型封装。

芯片封装在IC晶圆完成之后，主要工艺为：

硅片减薄硅片切割芯片贴装引线键合转移成型去飞边毛刺引脚上焊锡切筋打弯打码测试1/10、硅片减薄硅片减薄是在专门的设备上，从硅片减薄是在专门的设备上，从晶圆背面进行研磨晶圆背面进行研磨，将硅片减薄到，将硅片减薄到适合封装适合封装的程度。

的程度。

由于晶圆的尺寸越来越大（从由于晶圆的尺寸越来越大（从44英寸、英寸、55英寸、英寸、66英寸，发展到英寸，发展到88英寸、甚至英寸、甚至1212英寸），为了英寸），为了增加晶圆的机械强度增加晶圆的机械强度，防止晶圆防止晶圆在加工过程中发生在加工过程中发生变形、开裂变形、开裂，晶圆晶圆的的厚度厚度也一直也一直在增加在增加。

随着系统朝随着系统朝轻薄短小的方向发展轻薄短小的方向发展，芯片封装后，芯片封装后模块的厚度变得越来越薄模块的厚度变得越来越薄，因因此，在此，在封装之前封装之前，一定要，一定要将晶圆的厚度减薄将晶圆的厚度减薄到可以接受的程度，以满足芯片到可以接受的程度，以满足芯片装配的要求。

装配的要求。

在硅片减薄的工序中，在硅片减薄的工序中，受力的均匀性受力的均匀性将将是关键是关键，否则，否则，晶圆晶圆很很容易变形、开容易变形、开裂裂。

如如66英寸晶圆，厚度是英寸晶圆，厚度是675675微米左右，减薄后一般为微米左右，减薄后一般为150150微米。

微米。

1/10、硅片减薄贴膜切膜减薄测厚揭膜将将晶圆晶圆进行进行背面研磨背面研磨，来减薄晶圆达到封装需要的厚度，来减薄晶圆达到封装需要的厚度（8mils10mils8mils10mils）；）；磨片时，需要在磨片时，需要在正面正面贴胶带贴胶带保护电路区域保护电路区域同时研磨背面。

同时研磨背面。

2/10、硅片切割将将晶圆粘贴在蓝膜晶圆粘贴在蓝膜上，使得即使被切割开后，不会上，使得即使被切割开后，不会散落散落；通过通过切刀切刀将整片晶元切将整片晶元切割成割成一个个一个个独立的芯片独立的芯片；清洗主要清洗主要清洗清洗切割时候产生的各种切割时候产生的各种粉尘粉尘。

晶圆安装晶圆安装晶圆切割晶圆切割清洗清洗硅片切割机硅片切割机2/10、硅片切割3/10、芯片贴装芯片贴装芯片贴装又称芯片粘贴芯片粘贴，是将ICIC芯片芯片固定于封装封装基板基板或引脚架承载座引脚架承载座上的工艺过程。

芯片应贴装到引脚架的中间焊盘上，焊盘尺寸焊盘尺寸要与芯片大小相匹配芯片大小相匹配。

芯片贴装方式主要有四种：

共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法和玻璃胶粘贴法。

3/10、芯片贴装粘结方式粘结方式技术要点技术要点技术优缺点技术优缺点共晶粘共晶粘贴法贴法金属共晶化金属共晶化合物：

扩散合物：

扩散预型片和芯片背面预型片和芯片背面镀膜镀膜高温工艺、高温工艺、CTECTE失配失配严重，芯片易开裂严重，芯片易开裂焊接粘焊接粘结法结法锡铅焊料锡铅焊料合金反应合金反应背面镀金或镍，焊背面镀金或镍，焊盘淀积金属层盘淀积金属层导热好，工艺复杂，导热好，工艺复杂，焊料易氧化焊料易氧化导电胶导电胶粘结法粘结法环氧树脂环氧树脂（填充银）（填充银）化学结合化学结合芯片不需预处理芯片不需预处理粘结后固化处理粘结后固化处理或热压结合或热压结合热稳定性不好，吸潮热稳定性不好，吸潮形成空洞、开裂形成空洞、开裂玻璃胶玻璃胶粘结法粘结法绝缘玻璃胶绝缘玻璃胶物理结合物理结合上胶加热至玻璃熔上胶加热至玻璃熔融温度融温度成本低、去除有机成成本低、去除有机成分和溶剂需完全分和溶剂需完全实例：

共晶芯片粘贴法4/10、引线键合引线键合是将芯片电极面朝上粘贴在封装基座或基板上后，用金丝、铝丝或铜丝将芯片电极芯片电极与引线框架引线框架或布线板电路布线板电路上对应的电极键合连接电极键合连接的工艺技术。

根据键合工艺分为：

超声键合、热压键合超声键合、热压键合和热超声键合；和热超声键合；4/10、引线键合超声键合目前，通过铝丝通过铝丝进行引线键合大多采用超大多采用超声键合法。

声键合法。

超声键合采用超声波发生器超声波发生器产生的能量，通过磁致伸缩换能器，在超高磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动，经过变幅杆传给劈刀，使劈刀相应振动。

同时在劈刀上施加一定的压力。

于是，劈刀就在这两种力的共同作用下使铝铝丝和焊区丝和焊区两个纯净纯净的金属面紧密接触，达到原子间的原子间的“键键合合”，从而形成牢固的焊接。

超声键合使金属丝与铝电极在常温下常温下直接键合。

由于键合工具头呈楔形键合工具头呈楔形，故而又称楔压焊楔压焊楔压焊楔压焊。

4/10、引线键合超声键合3.定位（第定位（第2次键合）次键合）1.定位（第一次键合）定位（第一次键合）超声压头超声压头Al丝丝基板电极基板电极芯片电极芯片电极2.键合键合加压加压超声波振动超声波振动4.键合切断键合切断拉引拉引4/10、超声键合实物图超声键合实物图4/10、引线键合热压键合热压键合热压键合是通过加热和加压力加热和加压力，是焊区金属发生塑性形变，同时破坏金属焊区界面上的氧化层，使压焊的金属丝与焊区金属金属丝与焊区金属接触面的原子达到原子引力的范围达到原子引力的范围，进面通过原子吸引力，达到“键合”的目的.此外，金属界面不平整，通过加热加压可使两金属相互镶嵌相互镶嵌.但这种焊接使金属形使金属形变过大而受损受损，影响影响焊接键合质量键合质量，限制了热压焊的使用。

压头下降，焊球被锁定在端部中央压头下降，焊球被锁定在端部中央压头上升压头上升压头高速运动到第二键合点，压头高速运动到第二键合点，形成弧形形成弧形在压力、温度的作用下形成连接在压力、温度的作用下形成连接14324/10、引线键合热压键合热压键合第一键合点的形状4/10、引线键合热压键合热压键合在压力、温度作用下形成第二点连接在压力、温度作用下形成第二点连接压头上升至一定位置，送出尾丝压头上升至一定位置，送出尾丝引燃电弧，形成焊球引燃电弧，形成焊球进入下一键合循环进入下一键合循环夹住引线，拉断尾丝夹住引线，拉断尾丝56784/10、引线键合热压键合热压键合第二键合点4/10、引线键合热压键合热压键合契形焊点契形焊点丝球焊点形状丝球焊点形状球形焊点球形焊点4/10、引线键合热压键合热压键合4/10、引线键合热超声键合热超声键合也叫做金丝球焊金丝球焊。

热超声键合和热压键合的原理基本相同，区别在于：

热压键合采用加热加压加热加压；热超声键合采用加热加压加超声热加压加超声。

4/10、引线键合热超声键合5/10、转移成型、转移成型热固性塑料转移成型工艺是将“热流道注塑”和“压力成型”组合工艺。

传统热流道注塑成型中，熔体腔室中保持一定的温度，在外加压力作用下塑封料进入芯片模具型腔内，获得一定形状的芯片外形。

热固性聚合物：

低温时聚合物是塑性或流动的，当加热到一定温度时，聚合物分子发生交联反应，形成刚性固体，并不能反复加热使之塑性流动，不可回收利用。

5/10、转移成型过程、转移成型过程11、芯片芯片及及完成互连的框架完成互连的框架置于置于模具中模具中；22、将、将塑封料预加热塑封料预加热后放入后放入转移成型机转移成型机转移罐中转移罐中；33、在、在一定温度一定温度和转移成型和转移成型活塞压力活塞压力作用下，作用下，塑塑封料封料注射注射进入浇道进入浇道，通过，通过浇口进入模具型腔浇口进入模具型腔；44、塑封料塑封料在模具内在模具内降温固化降温固化，保压后顶出模具保压后顶出模具进一步进一步固化固化。

6/10、去飞边毛刺、去飞边毛刺毛刺飞边是指封装过程中塑封料树脂溢出、贴带毛边、引线毛刺等飞边毛刺现象。

随着成型模具设计和技术的改进，毛刺和飞边现象越来越少。

封装成型过程中，塑封料可能从模具合缝处渗出来，流到外面的引线框架上，毛刺不去除会影响后续工艺。

6/10、去飞边毛刺、去飞边毛刺毛刺飞边去除工艺：

介质介质介质介质去毛刺飞边去毛刺飞边去毛刺飞边去毛刺飞边：

研磨料和高压空气研磨料和高压空气一起冲洗模块，研磨料在去除毛刺一起冲洗模块，研磨料在去除毛刺的同时，可将引脚表面擦毛，有助于后续上锡操作。

的同时，可将引脚表面擦毛，有助于后续上锡操作。

溶剂溶剂溶剂溶剂去飞边毛刺去飞边毛刺去飞边毛刺去飞边毛刺和水水去飞边毛刺去飞边毛刺去飞边毛刺去飞边毛刺：

利用利用高压液体流高压液体流冲击模块，利用冲击模块，利用溶剂的溶解性溶剂的溶解性去除毛去除毛刺飞边，常用于很刺飞边，常用于很薄毛刺的去除薄毛刺的去除。

7/10、引脚上焊锡、引脚上焊锡上焊锡目的：

增加保护性镀层，以增加引脚抗蚀性，并增加其可焊性。

上焊锡方法：

电镀或浸锡工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺:

引脚清洗引脚清洗电镀槽电镀电镀槽电镀烘干烘干浸锡工艺浸锡工艺浸锡工艺浸锡工艺:

去飞边去飞边去油和氧化物去油和氧化物浸助焊剂浸助焊剂加加热浸锡热浸锡清洗、烘干清洗、烘干8/10、切筋、切筋打弯打弯切筋成型其实是两道工序：

切筋和打弯，通常同时完成。

切筋工艺：

切除框架外引脚之间的堤坝（dambar）及在框架带上连在一起的地方；打弯工艺：

将引脚弯成一定的形状，以适合装配的需要。

8/10、切筋、切筋打弯打弯打弯工艺打弯工艺对于打弯工艺，最主要的问题是引脚变形。

对于PTH装配，由于引脚数较少且较粗，基本没有问题。

对SMT装配来讲，尤其是高引脚数目框架和微细间距框架器件，一个突出的问题是引脚的非共面性（leadnonCoplanarity）。

造成非共面性原因：

（1）

（1）工艺过程处理不恰当工艺过程处理不恰当

（2）

（2）成型后降温过程引起的框架翘曲成型后降温过程引起的框架翘曲9/10、打码、打码打码是在封装模块顶部印上去不掉的、字迹打码是在封装模块顶部印上去不掉的、字迹清楚的字母和标识，包括清楚的字母和标识，包括制造商信息、国家、器制造商信息、国家、器件代码件代码等，主要是为了便于识别和可跟踪。

打码等，主要是为了便于识别和可跟踪。

打码方法有多种，其中最常用的是印码（方法有多种，其中最常用的是印码（PrintPrint）方）方法：

包括法：

包括油墨印码油墨印码（inkmarking）（inkmarking）和和激光印码激光印码（LaserMarking）（LaserMarking）两种。

两种。

10/10、测试、测试在完成打码工序后，所有器件都要在完成打码工序后，所有器件都要100进行测进行测试。

这些测试包括一般的目检、老化试验和最终的试。

这些测试包括一般的目检、老化试验和最终的产品测试。

产品测试。

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