IC封装技术与制程介绍.pdf

1、ICIC封装技术与制程介绍封装技术与制程介绍封装技术与制程介绍封装技术与制程介绍封装技术与制程介绍封装技术与制程介绍封装技术与制程介绍封装技术与制程介绍William LeeWilliam Lee2 2课程主要内容课程主要内容课程主要内容课程主要内容课程主要内容课程主要内容课程主要内容课程主要内容 IC封装技术基础封装技术基础封装技术基础封装技术基础 IC封装制程封装制程封装制程封装制程 IC封装可靠性测试封装可靠性测试封装可靠性测试封装可靠性测试 先进先进先进先进IC封装技术封装技术封装技术封装技术3 3ICIC封装技术基础封装技术基础封装技术基础封装技术基础封装技术基础封装技术基础封装技术

2、基础封装技术基础4 4电子元器件的应用电子元器件的应用电子元器件的应用电子元器件的应用电子元器件的应用电子元器件的应用电子元器件的应用电子元器件的应用5 5电子产品的分解电子产品的分解电子产品的分解电子产品的分解电子产品的分解电子产品的分解电子产品的分解电子产品的分解6 6集成电路产业链集成电路产业链集成电路产业链集成电路产业链集成电路产业链集成电路产业链集成电路产业链集成电路产业链7 7ICIC封装的作用封装的作用封装的作用封装的作用封装的作用封装的作用封装的作用封装的作用硅芯片硅芯片硅芯片硅芯片如人的大脑如人的大脑如人的大脑如人的大脑：负责产生信号负责产生信号负责产生信号负责产生信号封装封

3、装封装封装如人的身体如人的身体如人的身体如人的身体：-直接与外界的接触直接与外界的接触直接与外界的接触直接与外界的接触-保护作用保护作用保护作用保护作用8 8ICIC封装的功能封装的功能封装的功能封装的功能封装的功能封装的功能封装的功能封装的功能 传递信号传递信号传递信号传递信号：提供与系统内部件的提供与系统内部件的提供与系统内部件的提供与系统内部件的I/OI/OI/OI/O接口接口接口接口 分配功率分配功率分配功率分配功率：将功率传递到需要的位置将功率传递到需要的位置将功率传递到需要的位置将功率传递到需要的位置 传导热量传导热量传导热量传导热量：保持电子部件的温度稳定保持电子部件的温度稳定保

4、持电子部件的温度稳定保持电子部件的温度稳定 机械承载与保护元器件机械承载与保护元器件机械承载与保护元器件机械承载与保护元器件：维持器件的可靠性维持器件的可靠性维持器件的可靠性维持器件的可靠性9 9ICIC封装层次封装层次封装层次封装层次封装层次封装层次封装层次封装层次 1 1 1 1级级级级：元器件元器件元器件元器件 2 2 2 2级级级级：PCBPCBPCBPCB，板卡板卡板卡板卡 3 3 3 3级级级级：系统主板系统主板系统主板系统主板1010ICIC封装层次封装层次封装层次封装层次封装层次封装层次封装层次封装层次培训的主要内容培训的主要内容培训的主要内容培训的主要内容1111ICIC封装

5、分类封装分类封装分类封装分类封装分类封装分类封装分类封装分类1212ICIC封装类型封装类型封装类型封装类型封装类型封装类型封装类型封装类型 根据贴装方法区分Through hole 插入型（早期封装类型）SIP,ZIP,DIPSurface mount 表面贴转型SOP,QFP,BGA,CSPPCB1313ICIC封装类型封装类型封装类型封装类型封装类型封装类型封装类型封装类型 按照封装材料区分 塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装消费电子，占整体封装的90%陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装散热性好，气密性封装，价格高 金属封装金属封装金属封装金属封装（军用军用军用军用）1414插入型封装器件插

6、入型封装器件插入型封装器件插入型封装器件插入型封装器件插入型封装器件插入型封装器件插入型封装器件Any semiconductor device that needs PCB insertion during mounting.TOTO-92921515表面贴装型封装器件表面贴装型封装器件表面贴装型封装器件表面贴装型封装器件表面贴装型封装器件表面贴装型封装器件表面贴装型封装器件表面贴装型封装器件Any semiconductor device that can be soldered directly on PCB surface without inserting a lead throug

7、h the PCB.PCBPCB1616金属管壳型封装金属管壳型封装金属管壳型封装金属管壳型封装金属管壳型封装金属管壳型封装金属管壳型封装金属管壳型封装Through hole packageSolder dip or gold plate lead finishSteel baseCompression glass seal1717陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装1818陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装陶瓷封装-CPGACPGAThrough hole package Straight lead configuration Gold p

8、late lead finish1919塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装-DIP DIP（Dual InDual In-line Packageline Package）2020塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装-QFPQFP2121BGABGA封装封装封装封装封装封装封装封装2222塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装-BGABGA2323CSP(Chip Scale Package)CSP(Chip Scale Package)CSP:封装尺寸封装尺寸封装尺寸封装尺寸1.2芯片尺寸芯片尺寸芯片尺寸芯片

9、尺寸2424CSP(Chip Scale Package)CSP(Chip Scale Package)2525ICIC封装制程封装制程封装制程封装制程封装制程封装制程封装制程封装制程(塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装)2626封装结构与材料封装结构与材料 硅芯片 芯片支撑：框架，PCB基板 芯片黏贴：银胶，锡铅焊料 电信号分配与引出：金线，铝线 封装体的保护：塑料塑封，陶瓷塑封2727封装结构示例封装结构示例2828测试测试测试测试测试测试测试测试晶圆厂晶圆厂晶圆厂晶圆厂晶圆厂晶圆厂晶圆厂晶圆厂打印打印打印打印打印打印打印打印焊片焊片焊片焊片焊片焊片焊片焊片晶

10、圆切割晶圆切割晶圆切割晶圆切割晶圆切割晶圆切割晶圆切割晶圆切割晶圆点测晶圆点测晶圆点测晶圆点测晶圆点测晶圆点测晶圆点测晶圆点测焊线焊线焊线焊线焊线焊线焊线焊线塑封塑封塑封塑封塑封塑封塑封塑封去胶去胶去胶去胶去胶去胶去胶去胶电镀电镀电镀电镀电镀电镀电镀电镀切割切割切割切割、成型成型成型成型切割切割切割切割、成型成型成型成型编带编带编带编带编带编带编带编带包装包装包装包装包装包装包装包装半导体封装工艺流程半导体封装工艺流程2929晶圆晶圆(wafer)(wafer)的制造的制造3030WAFER WAFER MASKINGMASKINGN+SUBSTRATEN-DRAINCHANNELCHANNE

11、LSOURCE METALIZATIONSOURCE METALIZATIONGATE OXIDEGATE OXIDEPOLYSILICON GATEPOLYSILICON GATEP+P+P+P+P P-P P-P P-P P-N+N+N+N+N+N+N+N+CURRENT FLOWSilicon Die Cross-SectionBPSGBPSG晶圆的制造晶圆的制造31310.014”SiliconFROM:0.008”SiliconTO:top top sidesideback back sideside晶片背磨晶片背磨目的目的目的目的：减薄晶片厚度减薄晶片厚度减薄晶片厚度减薄晶片厚度目

12、的目的目的目的：减薄晶片厚度减薄晶片厚度减薄晶片厚度减薄晶片厚度3232目的目的目的目的：提高导电性提高导电性提高导电性提高导电性目的目的目的目的：提高导电性提高导电性提高导电性提高导电性TitaniumSiliconNickelSilver晶片背金处理晶片背金处理3333晶片点测晶片点测Gate/Base ProbeSource/Emitter ProbeInk bad dice out.Ink bad dice out.目的目的目的目的：初步筛选出好的芯片初步筛选出好的芯片初步筛选出好的芯片初步筛选出好的芯片目的目的目的目的：初步筛选出好的芯片初步筛选出好的芯片初步筛选出好的芯片初步筛选出

13、好的芯片3434晶片切割晶片切割unsawnunsawn waferwaferconnected dieconnected diewafer holderwafer holderwafer tapewafer tapesawn wafersawn wafersingulatedsingulated diedieWafer sawing is to separate the dice in wafer into individual chips.3535晶片切割晶片切割OutputInput3636Cu Cu LeadframeLeadframeDie Attach MaterialDie At

14、tach MaterialDie or MicrochipDie or MicrochipDie Attach is a process of bonding the microchip on the Die Attach is a process of bonding the microchip on the leadframeleadframe.焊片工艺焊片工艺3737焊片工艺焊片工艺点胶点胶点胶点胶芯片焊到框架的焊盘上芯片焊到框架的焊盘上芯片焊到框架的焊盘上芯片焊到框架的焊盘上真空吸嘴吸附芯片真空吸嘴吸附芯片真空吸嘴吸附芯片真空吸嘴吸附芯片3838银胶焊片工艺银胶焊片工艺3939银胶焊片

15、工艺银胶焊片工艺SYRINGE EPOXYNOZZLESD/A TRACKD/A TRACKDIEFLAT FACE COLLETLEADFRAME w/PLATING4040D/A TRACKD/A TRACKD/A TRACKD/A TRACK银胶焊片工艺银胶焊片工艺4141LEADFRAME w/PLATINGHEATER BLOCKHEATER BLOCKCAVITY COLLETDIE w/BACKMETAL共晶焊片工艺共晶焊片工艺4242HEATER BLOCKHEATER BLOCKHEATER BLOCKHEATER BLOCKSOFT SOLDER WIRE锡铅焊片工艺锡铅焊

16、片工艺434399.99%Gold wires99.99%Gold wiresThermosonicThermosonic wire bonding employs heat and wire bonding employs heat and ultrasonic power to bond Au wire on die surface.ultrasonic power to bond Au wire on die surface.焊线工艺焊线工艺4444焊线工艺焊线工艺4545HEATER BLOCKAu WIRE SPOOLDIE BONDED LEADFRAME CERAMIC CAPILLARYAu BALL焊线工艺焊线工艺4646热声波焊线工艺热声波焊线工艺4747超声波焊线工艺超声波焊线工艺4848DIE DIE BALL BONDBALL BOND(1ST bond)(1ST bond)WEDGE BOND or WELDWEDGE BOND or WELD(2nd bond)(2nd bond)LEADFRAME LEADFRAME 4949塑封工艺塑封工艺MOLD M