封装工艺流程演示文稿

第章封装工艺流程演示文稿目前一页\总数一百一十五页\编于十三点优选第章封装工艺流程目前二页\总数一百一十五页\编于十三点传统封装与装配硅片测试和拣选引线键合分片塑料封装最终封装与测试贴片目前三页\总数一百一十五页\编于十三点净化车间目前四页\总数一百一十五页\编于十三点芯片封装技术工艺流程图硅片减薄硅片切割芯片贴装芯片互连打码上焊锡切筋成形去毛刺成型技术目前五页\总数一百一十五页\编于十三点2.2芯片减薄与切割芯片减薄

为什么要减薄

半导体集成电路用4英寸硅片厚度为520μm，6英寸厚度为670μm。这样就对芯片的切分带来困难。因此电路层制作完成后，需要对硅片背面进行减薄，使其达到所需要的厚度，然后再进行划片加工，形成一个个减薄的裸芯片。目前六页\总数一百一十五页\编于十三点减薄工艺

硅片背面减技术主要有：

磨削、研磨、化学抛光

干式抛光、电化学腐蚀、湿法腐蚀

等离子增强化学腐蚀、常压等离子腐蚀等目前七页\总数一百一十五页\编于十三点硅片减薄转动和摆动秆转动卡盘上的硅片向下施加力Figure20.4

目前八页\总数一百一十五页\编于十三点BackGrinding背面减薄Taping粘胶带BackGrinding磨片De-Taping去胶带将从晶圆厂出来的Wafer进行背面研磨，来减薄晶圆达到

封装需要的厚度（8-12mils,即200~300µm）；磨片时，需要在正面（ActiveArea）贴胶带保护电路区域

同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；目前九页\总数一百一十五页\编于十三点2.2.2芯片切割（分片）减薄后的芯片贴在一个带有金属环的薄膜（蓝膜）上，送到划片机进行划片。方式：手动操作（老式划片机）；自动划片机（配备脉冲激光束或金刚石划片刀）。划片工艺：采用DBG、DBT技术。目前十页\总数一百一十五页\编于十三点先划片后减薄和减薄划片两种方法DBG(dicingbeforegrinding)在背面磨削之前，将硅片的正面切割出一定深度的切口，然后再进行磨削。DBT(dicingbythinning)在减薄之前先用机械的或化学的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削方法减薄到一定厚度后，采用常压等离子腐蚀技术去除掉剩余加工量。。这两种方法都很好地避免了或减少了减薄引起的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了芯片的抗碎能力。目前十一页\总数一百一十五页\编于十三点分片硅片台锯刃目前十二页\总数一百一十五页\编于十三点WaferSaw晶圆切割WaferMount晶圆安装WaferSaw晶圆切割WaferWash清洗将晶圆粘贴在蓝膜（Mylar）上，使得即使被切割开后，不会散落；通过SawBlade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便后面的

DieAttach等工序；WaferWash主要清洗Saw时候产生的各种粉尘，清洁Wafer；目前十三页\总数一百一十五页\编于十三点OpticalInspection光学检查主要是针对WaferSaw之后在显微镜下进行Wafer的外观检查，是否有出现废品。ChippingDie

崩边目前十四页\总数一百一十五页\编于十三点2.3芯片粘贴贴装方式4种：共晶粘贴法（Au-Si合金）焊接粘贴法（Pb-Sn合金焊接）环氧树脂粘结（重点）玻璃胶粘贴法芯片贴装：也称芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。目前十五页\总数一百一十五页\编于十三点装架芯片引线引线框架塑料DIPFigure20.6

目前十六页\总数一百一十五页\编于十三点2.3.1共晶粘贴法共晶反应

指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相反应。金—硅共晶（Au-Si）粘贴，在陶瓷封装中广泛应用。利用金—硅合金，在高温(363℃)时,共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。缺点：工艺温度高，生产效率低，不适应高速自动化生产。只应用于大功率元件。目前十七页\总数一百一十五页\编于十三点芯片粘结－Au-Si共晶贴片SiliconGoldfilm金/硅共晶合金Al2O3一般工艺方法陶瓷基板芯片座上镀金膜-将芯片放置在芯片座上-热氮气氛中（防氧化）加热并使粘贴表面产生摩擦（去除粘贴表面氧化层）-约425℃时出现金-硅反应液面，液面移动时，硅逐渐扩散至金中而形成紧密结合。目前十八页\总数一百一十五页\编于十三点2.3.2焊接粘贴法另一种利用合金反应进行芯片粘贴的方法。工艺：在芯片背面淀积一定厚度的Au或Ni,同时在焊盘上淀积Au-Pb-Ag和Cu的金属层，这样可以使用Pb-Sn合金焊料焊接芯片在焊盘上。优点：热传导性好，适合高功率器件的封装。目前十九页\总数一百一十五页\编于十三点2.3.3导电胶粘贴法也称环氧树脂粘结；优点：操作简单、成本低、大量用于塑料封装；缺点：热稳定性较差、易在高温下劣化、可靠性差。目前二十页\总数一百一十五页\编于十三点芯片粘结－环氧树脂粘贴芯片环氧树脂引线框架Figure20.7

目前二十一页\总数一百一十五页\编于十三点DieAttach芯片粘接WriteEpoxy点银浆DieAttach芯片粘接EpoxyCure银浆固化EpoxyStorage：

零下50度存放；EpoxyAging：

使用之前回温，除去气泡；EpoxyWriting：

点银浆于L/F的Pad上；目前二十二页\总数一百一十五页\编于十三点图解操作目前二十三页\总数一百一十五页\编于十三点DieAttach芯片粘接EpoxyWrite：

Coverage>75%;DieAttach：

Placement<0.05mm;目前二十四页\总数一百一十五页\编于十三点EpoxyCure银浆固化银浆固化：175°C，1个小时；

N2环境，防止氧化：DieAttach质量检查：DieShear（芯片剪切力）目前二十五页\总数一百一十五页\编于十三点导电胶粘贴法工艺过程和导电胶材料涂布粘贴剂放芯片到粘贴剂上固化处理。固化条件：150℃(or175℃)，1h或（186℃，0.5h）三种导电胶材料配方：①各向同性:能沿所有方向导电。②导电硅橡胶:能起到使器件与环境隔绝，防止水、汽对芯片的影响，同时还可以屏蔽电磁干扰。③各向异性导电聚合物:电流只能在一个方向流动。导电胶功能：（形成化学结合、具有导电功能）目前二十六页\总数一百一十五页\编于十三点2.3.4玻璃胶粘贴法

与导电胶类似，玻璃胶也属于厚膜导体材料（后面我们将介绍）。不过起粘接作用的是低温玻璃粉。它是起导电作用的金属粉（Ag、Ag-Pd、Au、Cu等）与低温玻璃粉和有机溶剂混合，制成膏状。为低成本芯片粘贴材料，适用于低成本的陶瓷封装。优点：无缝隙、热稳定性优良、低接合应力与低湿气含量。目前二十七页\总数一百一十五页\编于十三点目前二十八页\总数一百一十五页\编于十三点2.4互连技术是微系统封装的基础技术和专有技术。服务对象：芯片与芯片间、芯片与封装衬底间、器件与基板间的物理连接。在芯片封装中，器件失效大约四分之一到三分之一由芯片互连引起的。因此，互连技术对器件性能的影响和可靠性影响至关重要。目前二十九页\总数一百一十五页\编于十三点

引线键合（WireBonding,WB）载带自动键合（tapeautomatedbonding,TAB）倒装芯片键合（flipchipbonding,FCB）也称C4常用芯片互连技术有三种方法：目前三十页\总数一百一十五页\编于十三点

引线键合技术是将半导体裸芯片（Die）焊区与微电子封装的I/O引线或基板上的金属布线焊区（Pad）用金属细丝连接起来的工艺技术。2.4.1引线键合技术目前三十一页\总数一百一十五页\编于十三点WB技术作用机理

提供能量破坏被焊表面的氧化层和污染物，使焊区金属产生塑性变形，使得引线与被焊面紧密接触，达到原子间引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊合点。引线键合键合接点形状主要有楔形和球形，两键合接点形状可以相同或不同。目前三十二页\总数一百一十五页\编于十三点三种键合方式：超声波键合（加超声）热压键合（加热、加压）热超声波键合（也称为金丝球焊。加热、加压、加超声）目前三十三页\总数一百一十五页\编于十三点WireBonding引线焊接利用高纯度的金线（Au）、铜线（Cu）或铝线（Al）把Pad

和Lead通过焊接的方法连接起来。Pad是芯片上电路的外接

点，Lead是LeadFrame上的连接点。W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。目前三十四页\总数一百一十五页\编于十三点从芯片压点到引线框架的引线键合压模混合物引线框架压点芯片键合的引线管脚尖Figure20.9

目前三十五页\总数一百一十五页\编于十三点1、超声波键合目前，通过铝丝进行引线键合大多采用超声波键合法。采用超声波发生器产生的能量，通过磁致伸缩换能器，在超高频磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动，劈刀相应振动；同时，对劈刀施加一定压力。劈刀在两种力的作用下，使金属丝与铝电极在常温下直接键合。又称楔压焊。目前三十六页\总数一百一十五页\编于十三点超声键合工序引线楔压劈刀(1)劈刀向上移动导给劈刀更长的引线(3)超声能压力引线框架(4)劈刀向上移动在压点旁将引线折断(5)(2)Al压点

超声能压力芯片Figure20.11

目前三十七页\总数一百一十五页\编于十三点2、热压键合原理：通过加热和加压，使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接触面的原子达到原子引力范围，通过原子间吸引力，达到“键合”的目的。缺点：金属丝变形过大，受损，影响键合质量，限制了使用范围。目前三十八页\总数一百一十五页\编于十三点热压键合柱器件压点Figure20.10

目前三十九页\总数一百一十五页\编于十三点3、热超声波键合是热压键合和超声波键合的混合技术。它采用加热、加压、加超声。工艺过程：①用高压电火花使金属丝端部熔成球；②在芯片焊区上加热加压加超声，使接触面产生塑性变形并破坏界面的氧化膜，使其活性化；③通过接触使两金属间扩散结合而完成球焊，即形成第一焊点；④通过精细复杂的三维控制将焊头移动至封装底座引线的内引出端或基板上的焊区；⑤加热加压加超声进行第二个点的焊接；⑥完成楔焊，形成第二个焊点，完成一根线的连接。⑦重复①~⑥过程，进行第二根、第三根…….线的连接。目前四十页\总数一百一十五页\编于十三点热超声键合(2)H2火焰球(1)金丝毛细管劈刀(5)压力和加热形成压点引线框架(6)劈刀向上移动在压点旁将引线折断在压点上的焊球压力和超声能芯片(3)劈刀向上移动并导入更长的引线Die(4)目前四十一页\总数一百一十五页\编于十三点热超声键合特点优点:可降低热压温度,提高键合强度,有利于器件可靠性；目前，已取代热压键合和超声键合；生产线上90%都采用热超声键合工艺的全自动金丝球引线键合机（简称金丝球焊机）。目前四十二页\总数一百一十五页\编于十三点引线键合实例目前四十三页\总数一百一十五页\编于十三点WireBond的质量控制：WirePull、StitchPull（金线颈部和尾部拉力）WireLoop（金线弧高）BallThickness（金球厚度）Intermetallic（金属间化合物测试）SizeThickness目前四十四页\总数一百一十五页\编于十三点引线键合拉力试验柱器件测试中的芯片钩

样品卡Figure20.13

目前四十五页\总数一百一十五页\编于十三点引线键合的主要材料金丝：用于热压焊、（热超声）金丝球焊；铝丝、铝合金丝：用于超声焊；铜：近年来，大量用于集成电路互连。铜比铝有较高的导电率；铜丝相对于金丝具有成本低、强度和刚度高、适合于细间距键合的优点。目前四十六页\总数一百一十五页\编于十三点引线键合的关键工艺关键工艺：温度控制、精确定位控制、工作参数设定。应用对象：低密度连线封装（＜300个接点）目前四十七页\总数一百一十五页\编于十三点引线键合的技术缺陷多根引线并联产生邻近效应，导致电流分布不均；寄生电感很大，产生较高的过电压；引线细（直径25-125um）导致传热性能不佳。目前四十八页\总数一百一十五页\编于十三点2.4.2载带自动键合技术(TAB)载带自动健合技术是在类似于135胶片的柔性载带粘结金属薄片，（像电影胶片一样卷在一带卷上，载带宽度8-70mm。在其特定的位置上开出一个窗口。窗口为蚀刻出一定的印刷线路图形的金属箔片（0.035mm厚）。引线排从窗口伸出，并与载带相连，载带边上有供传输带用的齿轮孔。当载带卷转动时，载带依靠齿孔往前运动，使带上的窗口精确对准带下的芯片。再利用热压模将导线排精确键合到芯片上。可见TAB技术与一般的压丝引线技术不同。后者的特点是将一根、一根的引线先后分立的快速的键合到搭接片上。TAB技术中内引线键合后还要作后道工序，包括电学测试、通电老化，外引线键合、切下，最后进行封装工艺。（这些都在载带上完成。目前四十九页\总数一百一十五页\编于十三点载带自动焊键合技术（TAB）主要工艺技术包括：载带制造技术、凸点形成技术、引线压焊技术、密封技术。TAB法适合于自动化流水线大批量生产，效率高；适应高密度I/O及高速超大规模集成电路的封装要求。应用对象：I/O接点大于500个。目前五十页\总数一百一十五页\编于十三点各种TAB封装载带自动焊：TAB-TapeAutomaticBonding特点：与Wirebonding相比，封装高度小；单位面积上可容纳更多的引线；采用Cu箔引线，导热、导电及机械性能好；键合强度是Wirebonding的3~10倍。目前五十一页\总数一百一十五页\编于十三点TAB技术较之常用的引线工艺的优点：（1）对高速电路来说，常规的引线使用圆形导线，而且引线较长，往往引线中高频电流的趋肤效应使电感增加，造成信号传递延迟和畸变，这是十分不利的。TAB技术采用矩形截面的引线，因而电感小，这是它的优点。（2）传统引线工艺要求键合面积4mil2，而TAB工艺的内引线键合面积仅为2mil2这样就可以增加I/O密度，适应超级计算机与微处理器的更新换代。（3）TAB技术中使用铜线而不使用铝线，从而改善器件的热耗散性能。（4）在芯片最终封装前可进行预测试和通电老化。这样可剔除坏芯片，不使它流入下一道工序，从而节省了成本，提高了可靠性。（5）TAB工艺中引线的键合平面低，使器件薄化。目前五十二页\总数一百一十五页\编于十三点1、基本工艺---载带制造技术

TAB载带有多种形式，按层数和构成分：单层全金属、双层（聚酰亚胺和铜）、三层（聚酰亚胺、粘附层和铜）、双金属层载带等类型。载带的制作一般采用光刻铜箔方法。目前五十三页\总数一百一十五页\编于十三点铜箔双层带目前五十四页\总数一百一十五页\编于十三点各种载带制作（1）单层结构载带这仅为一铜带，其上腐蚀出引线图案以及支撑结构。方法是将光刻胶涂在铜带的两侧。将要刻蚀掉的部分曝光，腐蚀后留下引线图案。带上可事先制备出凸点，这种情况下可选用不带凸点的芯片。再将载带上的引线排与芯片的I/O键合点键合。单层结构的缺点是全部引线与金属支撑架相连接，妨碍了带上器件的测试检验和通电老化。（2）双层结构载带双层结构载带可用两种方法制作。用液体聚酰亚胺涂敷铜带（1.4mil厚），然后再干燥处理。聚酰亚胺的厚度为2-3mil。将聚酰亚胺进行光刻，然后窗口和齿孔用KOH或NaOH腐蚀出来，再用FeCl3铜标腐蚀液将铜带上所需图形腐蚀出来。（3）三层结构载带所用载带厚度为5mil，比双层带厚，因而更稳定。它的制作方法是：用粘接剂涂敷12或24英寸的Kapton带，再将带条裁成TAB产品所需要的合适宽度。窗口和齿孔用硬工具冲制而成。然后将铜带与Kapton带进行叠合处理，使铜带压合在齿孔机的Kapton。最后光刻铜带，形成引线排。三层结构的优点是胶带和铜之间有很高的结合强度，且绝缘性能好，吸湿性低。目前五十五页\总数一百一十五页\编于十三点载带材料基带材料要求高温性能与Cu箔的粘接性、热匹配性好尺寸稳定；化学稳定性好；机械强度高材料聚酰亚胺(PI)薄膜，早期最广泛使用的材料，价格稍高聚乙烯对苯二甲酸脂(PET)薄膜苯丙环丁稀(BCB)薄膜导体材料Cu箔与基带连接牢固；导热、导电性能好；易于电镀。厚度有18、35、70微米铝箔使用较少规格宽度以35mm最常用。另有70mm和158mm等规格。目前五十六页\总数一百一十五页\编于十三点

载带上Cu箔引线的图形结构目前五十七页\总数一百一十五页\编于十三点2、凸点形成技术：基本工艺凸点结构：粘附层、阻挡层和压焊金属层，一般采用钛---钨---金结构。凸点形状分为两种：蘑菇状凸点、柱状凸点。镀点高度一般在20~30um.凸点制作技术主要是针对凸块式芯片TAB。目前五十八页\总数一百一十五页\编于十三点凸点种类目前五十九页\总数一百一十五页\编于十三点金凸块制作的传统工艺金凸块制作的传统工艺:

第一步，对芯片进行清洁处理

第二步，通过真空溅散的方法，在芯片键合的上表面形成粘着层和阻挡层。粘着层提供IC芯片上的铝键合点与凸块间良好的键合力与低的接触电阻特性。常用的材料是Ti、Cr、和Al，这几种金属与铝和氧化硅的粘着性很好。扩散阻挡层的作用是阻止芯片上的铝与凸块材料之间的扩散反应而形成金属间化合物。主要材料为钯、铂、铜、镍或钨。金属层做好后、接着涂25微米厚的光刻胶，然后用电镀的方法制作金属凸块。凸块制作完成后在其顶面电镀一层25微米的金（凸块金属不是金的情况），目的是起抗氧化作用。目前六十页\总数一百一十五页\编于十三点金凸块制作流程1、多层金属薄膜制作：由三层薄膜组成（粘附层、阻挡层、抗氧化保护金属层。目前六十一页\总数一百一十五页\编于十三点凸块转移技术一般的凸块制作工艺流程，可以看出，它的制作工艺复杂，技术难度大，成本高。因此改进凸块制作技术成为一项研究的热门课题。日本Matsushita公司开发了凸块转移技术。

这种技术分2次键合：

第1次是将在玻璃基板上做成的凸块，转移到载带内引脚前端与芯片键合点相对应的位置。

第2次键合。在引脚前端有凸点的载带由专门的制造商提供，这样就避免了在芯片焊区制作凸点的麻烦，降低了生产成本。目前六十二页\总数一百一十五页\编于十三点转移凸块技术目前六十三页\总数一百一十五页\编于十三点3、引线压焊技术基本工艺分为：内引线压焊、外引线压焊内引线压焊---将载带的内焊点同芯片凸点键合在一起的工艺过程。主要方法有：热压焊、热压再流焊。工艺的选择取决于金属化系统结构。外引线焊接是将引线焊接到外壳或基板焊区目前六十四页\总数一百一十五页\编于十三点内引线焊接程序图主要工艺操作：对位、焊接、抬起、芯片传送。目前六十五页\总数一百一十五页\编于十三点

外引线压焊：也有回流、热压、超声热压三种焊接方法。一般在密封、测试后进行外引线焊接过程目前六十六页\总数一百一十五页\编于十三点TAB封装技术特点封装体韧性良好，尺寸小，结构轻、薄，封装高度＜1mm；可实现高密度输入输出（I/O）引脚；10mm见方的芯片WB最多300根引脚，TAB可达到500根以上；封装体电性能好，适用于高频电路；增加散热体散热性能，提高导热效果；适合自动化组装。目前六十七页\总数一百一十五页\编于十三点主要材料TAB的关键材料包括：基带材料（聚酰亚胺PI）铜箔引线材料芯片凸点金属材料目前六十八页\总数一百一十五页\编于十三点2.4.3倒装芯片键合FCB技术倒装焊是芯片面朝下，芯片焊区与基板焊区直接互连的一种方法。原理是FCB的互连代替传统的引线键合（WB）。优点：具有精度高、芯片占用体积小、输入输出密度高、互连线短、引线寄生参数小等，有利于高频产品应用。目前六十九页\总数一百一十五页\编于十三点FCB的发展历史---C4技术C4（controlled-collapsechipconnection）可控塌陷芯片连接。20世纪60年代，由IBM公司首先研制，成为IBM公司system/360系列计算机逻辑基础。C4的凸点：多层金属化系统组成；（由三层薄膜组成）Cr/Cr-Cu/Cu。采用Pb/Sn焊料作为焊接凸点。基板：陶瓷基板。目前七十页\总数一百一十五页\编于十三点IBM公司C4技术目前七十一页\总数一百一十五页\编于十三点Pb/Sn焊料（C4技术）的优点：易熔化再流，弥补了凸点高度不一致或基板不平引起的高度差；Pb/Sn熔化状态，焊接压力小。不宜损伤芯片和焊点；熔化的Pb/Sn表面张力大。焊接具有自对准效果。目前七十二页\总数一百一十五页\编于十三点倒装焊工艺主要技术包含两部分：凸点制作；倒装装配。目前七十三页\总数一百一十五页\编于十三点倒装焊工艺流程

形成金属化层芯片面朝下与基板上的金属化层对准制作合金凸点基板间填充树脂塑封制作外引线凸点目前七十四页\总数一百一十五页\编于十三点

多层金属化系统，通常由三层组成。粘附层---一般选用Cr、Ti、Ni阻挡层---一般选用Cu、Pt、Ni、Pb导电层---凸点金属，一般选用很薄的Au、Cu、Pb/Sn等。UBM----凸点下金属层；BLM----焊球受限冶金学；1、凸点下金属（UBM）目前七十五页\总数一百一十五页\编于十三点2、凸点芯片制作工艺蒸发/溅射凸点制作法；电镀凸点制作法；置球及模板印刷制作焊料凸点法化学镀凸点制作法、打球凸点制作法、移植法等。目前七十六页\总数一百一十五页\编于十三点凸点类型按凸点材料分类：Au凸点、Cu凸点、Cu/Pb-Sn凸点、Pb/Sn凸点(C4)等；按凸点结构分类：周边型、面阵型；按凸点形状分类：蘑菇状、直状、球形、叠形。目前七十七页\总数一百一十五页\编于十三点

蒸发/溅散凸点制作法这是早期常用的方法，因为它与IC工艺兼容，工艺简单成熟。多层金属和凸点金属可以一次完成。

工艺流程：制作掩模板-Si圆片安装制作好的掩模板-Si圆片光刻掩模孔-蒸发/溅射各金属层-蒸发/溅射凸点金属-去掩模板、去除光刻胶，剥离多余的金属层-形成凸点。

缺点:是形成的凸点大且低。如果形成一定高度的凸点需要的时间长，真空溅散设备应是多源多靶的，价格贵。成本高效率低，不适合大批量生产。目前七十八页\总数一百一十五页\编于十三点电镀凸点制作法

1多层金属化系统制作；三层金属在真空室中依次淀积完成；（组成：钛---钨---金）2光刻，去除多余阻挡层；3电镀Au凸点；4去除光刻胶；5加热重熔；6去除阻挡层。目前七十九页\总数一百一十五页\编于十三点凸点结构图目前八十页\总数一百一十五页\编于十三点

凸点形成工艺—电镀法目前八十一页\总数一百一十五页\编于十三点置球及模板印刷制作焊料凸点法1、置球法制作焊料凸点多层金属化系统制作同上；通过掩膜板定位，放焊料球。再在N2气保护下在回流过程中再流；关键：制作高精度模板。2、模板印刷制作焊料凸点法（也称丝网印刷法）将置料球换成印刷焊膏也可制作焊料凸点。该方法比置球法效率高、工艺简单。目前八十二页\总数一百一十五页\编于十三点凸点制作工艺—置球法：

目前八十三页\总数一百一十五页\编于十三点倒装焊基板材料厚膜陶瓷基板；薄膜陶瓷基板；Si基板；PCB环氧树脂基板；3、凸点芯片的倒装焊目前八十四页\总数一百一十五页\编于十三点倒装焊的工艺方法有以下几种：热压焊FCB法再流焊FCB法环氧树脂光固化FCB法各向异性导电胶粘贴FCB法目前八十五页\总数一百一十五页\编于十三点热压焊FCB法使用倒装焊机完成对硬凸点芯片连接。凸点材料：Ni/AuCu凸点、CuC凸点等；压焊头可加压、加热、加超声。关键：对芯片与基板的平行度要求很高。目前八十六页\总数一百一十五页\编于十三点热压或热声倒装焊接：调准对位-落焊头压焊（加热）目前八十七页\总数一百一十五页\编于十三点

是目前国际最流行、且具有发展潜力的FCB技术。将做好凸点的芯片与基板上的焊区对应键合在一起。对于低熔点的凸点，一般采用该方法，即在对准以后加热，使焊料融化，冷却后形成牢固的电气机械互连。再流焊FCB法---C4技术目前八十八页\总数一百一十五页\编于十三点

C4技术的特点：可于多种基板互连；不同熔点，可弥补基板缺陷；Pb/Sn焊料熔化再流，自对准效应，对精度要求降低；可采用SMT设备，达到规模化生产。目前八十九页\总数一百一十五页\编于十三点自对准效应目前九十页\总数一百一十五页\编于十三点目前九十一页\总数一百一十五页\编于十三点目前九十二页\总数一百一十五页\编于十三点环氧树脂光固化倒装焊法这是一种微凸点FCB法。日本曾用这种方法对6mm×6mm芯片成功进行倒装焊，Au凸点仅为5μm×5μm，节距只有10μm，载有2320个微凸点。与一般倒装焊截然不同的是，这里利用光敏树脂光固化时产生的收缩力将凸点与基板上谨慎焊区牢固地互连在一起，不是“焊接”，而是“机械接触”。目前九十三页\总数一百一十五页\编于十三点各向异性导电胶粘贴FCB法所谓各向异性导电胶（ACA）可理解为纵向导电，横向不导电的材料。主要用于各种液晶显示器（LCD）与芯片连接。ACA的几种类型：热固型、热塑型、紫外光固化型。目前九十四页\总数一百一十五页\编于十三点目前九十五页\总数一百一十五页\编于十三点为了制作更小、精度更高的LCD，就要不断缩小IC芯片的凸点尺寸、凸点节距或倒装焊节距。例如小于50μm凸点尺寸或节距，这样使用ACA常规倒装焊方法，将使横向短路的可能性随之增加。为了消除这种不良影响，使用ACA倒装焊方法要加以改进，其中设置尖峰状的绝缘介质坝就是一种有效的方法。目前九十六页\总数一百一十五页\编于十三点4、倒装焊接后芯片下面充填在倒装焊后，在芯片与基板间填充环氧树脂EpoxyUnderFill。

在芯片与基板间填充环氧树脂，不但可以保护芯片免受环境如湿汽、离子等污染，利于芯片在恶劣环境下正常工作，而且可以使芯片耐受机械振动和冲击。特别是填充树脂后可以减少芯片与基板（尤其PWB）间膨胀失配的影响，即可减小芯片凸点连接处的应力和应变目前九十七页\总数一百一十五页\编于十三点倒装焊接后芯片下面的填充

书上插图目前九十八页\总数一百一十五页\编于十三点倒装焊芯片下填充环氧树脂填料要求应小于倒装焊芯片与基板间的间隙，以达到芯片下各处完全填充覆盖。①填料应无挥发性，因为挥发能使芯片下产生间隙，从而导致机械失效。②应尽可能减小乃至消除失配应力，填料与倒装芯片凸点连接处的z方向CTE(CoefficientofThermalExpansion热膨胀系数)应大致匹配。③为避免PWB产生形变，填料的固化温度要低一些。④要达到耐热循环冲击的可靠性，填料应有高的玻璃转化温度。⑤对于存储器等敏感器件，填充α放射性低的填料至关重要。⑥填料的粒子尺寸⑦在填充温度操作条件下的填料粘滞性要低，流动性要好，即填料的粘滞性应随着温度的提高而降低。⑧为使倒装焊互连具有较小的应力，填料应具有较高的弹性模量和弯曲强度。⑨在高温高湿环境条件下，填料的绝缘电阻要高，即要求杂质离子（Cl-、Na＋、K＋等）数量要低。⑩填料抗各种化学腐蚀的能力要强。目前九十九页\总数一百一十五页\编于十三点填料的填充方法

实际填充时，将倒芯片和基板加热到70-75℃，利用加有填料、形状如同“L”的注射器，沿着芯片的边缘双向注射填料。由于毛细管虹吸作用，填料被吸入，并向芯片-基板的中心流动。一个12.7mm见方的芯片，10分钟可完全充满缝隙，用料大约0.03ml。填充后要对环氧树脂进行固化。可在烘箱中分段升温，待达到固化温度后，保温3-4小时，即可达到完全固化。目前一百页\总数一百一十五页\编于十三点总结FCB的优点与不足

优点：互联线短、电容、电感小，适合高频、高速元器件；芯片焊区可面分布，高I/O器件；芯片安装和互联同时进行，工艺简单、适合SMT工业化大批量生产。缺点：需精选芯片；芯片面朝下，焊点检测困难；芯片制作工艺复杂，成本高；材料间匹配性生产周期加长，散热能力有待提高。目前一百零一页\总数一百一十五页\编于十三点2.5成型技术即：将芯片与引线框架包装起来。金属封装、塑料封装、陶瓷封装等；塑料封装最常用方式，占90%的市场。塑料封装的成型技术包括：转移成型技术（主要方法）喷射成型技术预成型技术目前一百零二页\总数一百一十五页\编于十三点典型成型技术工艺过程转移成型技术使用的材料：热固性聚合物成型技术工艺过程：

芯片放置于模具中---预成型块预加热----放入转移成型机---塑封料挤压到浇道----注入模腔---固化----保压---顶杆顶出----放入固化炉固化。预热温度：90~95℃；模具温度：170~175℃目前一百零三页\总数一百一十五页\编于十三点Molding（注塑）为了防止外部环境的冲击，利用EMC

把WireBonding完成后的产品封装起

来的过程，并需要加热硬化。BeforeMoldingAfterMolding目前一百零四页\总数一百一十五页\编于十三点EOL–Molding（注塑）MoldingCycle-L/F置于模具中，每个Die位于Cavity中，模具合模。-块状EMC放入模具孔中-高温下，EMC开始熔化，顺着轨道流向Cavity中-从底部开始，逐渐覆盖芯片-完全覆盖包裹完毕，成型固化目前一百零五页\总数一百一十五页\编于十三点2.6去飞边毛刺去飞边毛刺工艺：介质去飞边毛刺（常用）溶剂去飞边毛刺水去飞边毛刺（常用）用介质去飞边毛刺时，是将研磨料（如颗粒状的塑料球）与高压空气一起冲洗模块。在去飞边毛刺过程中，介质会将框架引脚的表面轻微擦磨，这将有助于焊料和金属框架的粘连。用水去飞边毛刺工艺是利用高压的水流来冲击模块，有时也会将研磨料与高压水流一起使用。用溶剂来去飞边毛刺通常只适用于很薄的毛刺。溶剂包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)或双甲基呋喃（DMF）。目前一百零六页\总数一