《集成电路封装》教学课件合集

集成电路封装概论集成电路封装与测试目录/Contents010203封装技术概论及相关知识封装分类及封装材料封装技术的历史及发展趋势01封装技术概论及相关知识4封装技术相关知识微电子学（Microelectronics）：一门研究集成电路设计、制造、测试、封装等全过程的学科。微电子技术：利用微细加工技术，基于固体物理、器件物理和电子学理论方法，在半导体材料上实现微小固体电子器件和集成电路的一门技术。集成电路IC（IntegrateCircuit）：通过半导体工艺技术将电子电路元件（电阻、电容等无源器件）和有源器件（晶体管、二极管等），按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，形成完整的有独立功能的电路和系统。芯片（chip）：没有封装的集成电路，通常与集成电路混用，作为集成电路的又一个名称。集成电路封装（ICPackaging,PKG)：是一门将IC芯片加以粘贴固定并密封保护，并与其它必需的元器件组合以成为一项电子产品的科学技术。封装技术相关知识设计检测单晶、外延材料掩膜版芯片制造过程封装测试系统需求芯片的显微照片集成电路设计与制造的主要流程封装技术相关知识缺陷芯片1.2.3.划片线单个芯片装配封装4.5.由晶锭切成硅片单晶硅集成电路制造流程封装技术相关知识封装在IC制造流程中的位置芯片封装技术—概念狭义的封装集成电路芯片封装(Packaging,PKG)，是指利用膜技术及微细加工技术,将芯片布置、粘贴固定及连接在框架或基板上,并引出接线端子。通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。广义的封装

“电子封装工程”（系统封装）=狭义的封装（芯片封装）+装配和组装，即：将芯片封装体与其它元器件组合、装配成完整的系统和电子设备。封装工程的技术层次从系统角度看，微系统封装包括：芯片级封装（零级）器件级封装（一级封装）板级封装（二级封装）系统级封装（三级封装）封装工程的技术层次零级：晶体管级（芯片级）一级：器件级（芯片到模块）二级：板级模块到PCB（卡）三级：系统级PCB到主板微系统工程中几个封装层次封装工程的技术层次集成电路中的封装层次第二级封装：

印刷电路板装配第一级封装：IC封装最终产品装配：

电路板装到系统中的最终装配

为在印刷电路板上固定的金属管脚管脚管脚插入孔中然后在PCB背面焊接表面贴装芯片被焊在PCB的铜焊点上.边缘连接电极插入主系统PCB组件主电子组件板电极芯片封装的技术领域

芯片封装是一门跨学科的综合学科，也是跨行业的综合工程技术。涉及了物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等多门学科；整合了产品的电气特性、热传导性、可靠性、材料与工艺技术的应用以及成本价格等因素。使用的材料包括：金属、陶瓷、玻璃、高分子等。封装目的及实现的功能封装目的：为保护芯片不受或少受外界环境的影响,为之提供一个良好的工作条件,以使集成电路具有稳定、正常的功能。实现功能：传递电能传递电路信号提供散热途径结构保护与支持传统封装的主要流程封装的主要生产过程包括：晶圆切割，将晶圆上每一晶粒加以切割分离。粘晶，（Die-Attach）将切割完成的晶粒放置在导线架上。焊线，（WireBond）将晶粒信号接点用金属线连接至导线架上。封胶，将晶粒与外界隔绝。检切/成型，将封胶后多余的残胶去除，并将导线架上IC加以检切成型。印字，在IC表面打上型号、生产日期、批号等信息。检测，测试芯片产品的优劣。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传统封装的主要流程传统装配与封装流程图封装实例微芯片封装实例感谢聆听！集成电路封装概论2020年3月集成电路封装与测试目录/Contents010203封装技术概论及相关知识封装分类及封装材料封装技术的历史及发展趋势03封装技术的历史及发展趋势21封装技术的历史ClickOnAddRelatedTitleWords点击添加相关标题文字电子元器件引线IC（模拟电路、数字电路、射频电路等）集成电路板集成电路封裝在电子学金字塔中的位置既是金字塔的尖頂也是金字塔的基座。封装技术的历史1947年美国贝尔实验室的三位科学家巴丁、布赖顿和肖克莱发明第一只晶体管，1958年科学家研制成功第一块集成电路(IC)。集成电路的诞生，拉开了集成电路封装的历史，集成电路封装历史大约可分为三个阶段。第一块集成电路第一个晶体管迟到了四十二年的奖封装技术的历史1947年12月23日，美国贝尔实验室W.Schokley领导的研制小组，设计出世界上第一只晶体三极管，标志着电子技术从电子管时代进入到晶体管时代。肖力克与布拉顿、巴丁共同获得1956年Nobel物理奖。1958年美国德州仪器公司技术专家杰克·基尔比（J.S.Kilby）发明第一块集成电路，12个器件，Ge晶片；从此，微电子技术进入了IC时代。2000年获得诺贝尔物理学奖。贝尔实验室的第一只晶体管封装技术的历史数十年来，微电子封装技术一直跟随者IC的发展，第一阶段：20世纪70年代以前，以插装型为主。从最初的金属圆形封装TO，到随后开发的陶瓷双列直插式封装(DIP),尤其是后开发出的塑料DIP，成为70年代中小规模电子封装系列主流产品。第二阶段：20世纪70年代以后，以表面安装类的四边引线封装为主。表面贴装技术(SMT)称作电子封装的一场革命，得以迅猛发展。如LCCC、PLCC、PQFP、PSOP等,使塑封四边扁平引线封装(PQFP)迅速成为这一时期主导产品。第三阶段：20世纪90年代以后，以面阵列封装形式为主。90年代初,IC发展到了超大规模阶段，要求封装向更高密度、高速度发展，因此IC封装从四边引线型向平面阵列型发展,发明了新一代微电子封装-----球栅阵列封装(BGA),后来又开发了体积更小的CSP。同一时期，又开发出多芯片组件（MCM）、3D封装和系统封装。总之：封装技术经历了两边引线、到四边引线、再到面阵引线的封装密度逐步增加过程，目前正进入从平面封装到三维封装的发展阶段。封装技术的发展现状IC設計同比增速規模IC製造同比增速规模IC封裝設計同比增速规模201034.8%363.85亿元31.1%447.12亿元26.3629.18亿元集成電路產量同比增长集成電路產品進口金額同比增长集成電路产品出口金额同比增长2012823.1亿美元14.4%1920.6亿美元12.8%534.3亿美元64.1%IC設計銷售IC製造業銷售IC封装测试业銷售201228.8%23.2%48.0%1-1IC三产业同比增速对比1-2集成电路产量1-3IC三产业销售额从2010年的同比增速可以看出封装测试行业的增速相对较缓，同比增幅為26.3。虽說增幅在2010年的時候是相应有所下降，但629.18亿的规模所占的比重还是相當大的。IC封裝与IC的设计、制造是密不可分的关系，其发展关系也是唇齿相依的。封装的演化按照和PCB板連接方式分為PTH(PlatingThroughHole)封裝和SMT(SurfaceMountTechnology)封裝通孔插裝式封裝與表碾安裝式封裝往往是混合使用的。按照封裝材料分為金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝按照封裝形式劃分有機樹脂和蠟的混合體橡膠玻璃-金屬陶瓷-金屬低熔玻璃-陶瓷塑料模型可靠性差耐熱、耐油及電性不理想大量生产降低成本金屬外殼加引線扁平式封裝片式載體封裝四面引線扁平封裝針柵陣列封裝載帶自動焊接封裝功率型封裝混合集成電路封裝恆溫封裝抗輻照封裝光電封裝引腳限制不利於測試和封裝雙列式封裝不易焊接軍事技術發展整機小型化特定環境與要求126封装形式1、DIP(dualin-linepackage)双列直插式封裝。插装型封裝之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。2、SOP（StandardOperationProcedure）小外型封装，表面贴装型封装的一种,引脚端子从封裝的两个侧面引出,字母L狀，引脚间距为1.27mm。封装形式3、QFP(Quadflatpackage)四方扁平封装，表面贴装型封裝的一，引脚端子从封装的两个侧面引出，呈L字形，引脚间距為1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm，引脚可连300脚以上。4、FQFP(finepitchquadflatpackage)小引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm的QFP。封装形式5、BGA(ballgridarray)球形出点阵列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按阵列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI晶片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点阵列载体(PAC)。引脚可超过200，是多引脚LSI用的一种封裝。封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封裝)小。6、CSP（Chip-ScalePackage）晶片级封装，一种超小型表面贴装型封装,其引脚也是球形端子,节距为0.8mm、0.65mm、0.5mm等。封装形式7、COB(ChipOnBoard)通过bonding将IC裸片固定于印刷线路板上。也就是是将晶片直接粘在PCB上用引线键合连到晶片与PCB的电气连接然后用黑胶包封。COB的关键技术在于WireBonding(俗称打线键合)及Molding(封胶成型)，是指对裸露的机体电路晶片(ICChip)，进行封裝，形成电子元件的制程，其中IC借由焊线WireBonding)、覆晶接合(FlipChip)、或卷帶接合(TapeAutomaticBonding；简称(TAB)等技术，将其I/O经封装体的线路延伸出來。封装形式封装的发展趋势微电子技术的发展一直遵循摩（MOORE）定律。特征尺寸每3年缩小1/3，集成度每三年提高4倍。预计15年内，最大芯片尺寸增大1倍（芯片面积：450---937mm2）；最大引脚数：1600---8758个，增加4.47倍；价格下降：IC产品从0.90---1.90美分/引线下降到0.42~0.88美分/引线，下降1/2~1/5;芯片尺寸实现12in（1in=2.54cm)，65nm的工业化大批量生产。封装的发展趋势不断提高产品的性能价格比是微电子技术发展的动力集成电路芯片的集成度每三年提高4倍（18个月翻一番），而加工特征尺寸缩小1/3，这就是摩尔定律10G1G100M10M1M100K10K1K0.1K19701980199020002010芯片上的晶体管数目

微处理器性能每三年翻两番封装的发展趋势

归纳起来，集成电路发展主要表现在以小几个方面：芯片尺寸越来越大：工作频率越来越高；发热量日趋增大；引脚越来越多。封装的发展趋势对封装的要求:小型化适应高发热集成度提高,同时适应大芯片要求高密度化适应多引脚适应高温环境适应高可靠性考虑环保感谢聆听！芯片的减薄集成电路封装与测试目录/Contents01020304芯片的减薄工艺芯片减薄的目的常规的减薄工艺要求硅片背面减薄技术01芯片的减薄工艺芯片的减薄工艺在集成电路封装前，需要对晶片背面多余的基体材料去除一定的厚度，通过减薄或者研磨对芯片的衬底进行减薄。这一工艺过程称之为晶片背面减薄工艺，对应装备是晶片减薄机。不同尺寸晶片减薄机芯片减薄砂轮02芯片减薄的目的芯片减薄的目的通过减薄/研磨的方式对晶片衬底进行减薄，改善芯片散热效果。减薄到一定厚度有利于后期封装工艺。TSOP的封装形式俯视图03常规的减薄工艺要求减薄工艺要求厚度要求通过减薄或者抛光硅片之后其厚度要达到80um-100um粗糙度粗糙度为：5-20nm平整度芯片表面平整度：±3um04硅片背面减薄技术主要技术

磨削、研磨化学机械抛光（CMP）干式抛光（DryPolishing）电化学腐蚀（ElectrochemicalEtching）湿法腐蚀（WetEtching）硅片背面减薄技术等离子辅助化学腐蚀（PACE）常压等离子腐蚀（ADPE）01硅片背面减薄技术是利用研磨膏以及水等介质在研磨轮的作用下，进行的一种减薄工艺，在这种工艺中硅片的减薄是一种物理处理的过程。磨削/研磨02硅片背面减薄技术化学和机械复合作用去除材料，硅片表面的损伤很小，缺点是材料去除率低、工作压力高。化学机械抛光（CMP）化学机械抛光原理化学机械抛光设备03硅片背面减薄技术干式抛光（DryPolishing）抛光机干式抛光研磨轮04硅片背面减薄技术湿法腐蚀（WetEtching）减薄技术中最为常用的有研磨/CMP/湿法腐蚀等。其中研磨的加工效率高，加工后的硅片平整度好，成本低，多被封装厂所采用。硅片背面减薄技术感谢聆听！芯片的切割技术2020年3月集成电路封装与测试激光切割技术

激光属于无接触式加工，不对晶圆产生机械应力的作用，对晶圆损伤较小。

激光切割激光切割切割示意图激光切割机技术种类激光半切割方式激光全切割方式DBG+DAF激光切割激光隐形切割激光切割技术激光半切割方式结合刀片切割和激光切割，先在切割道内用激光切割方式切开2条细槽（开槽），然后再使用磨轮刀片在2条细槽的中间区域实施全切割加工。激光开槽加工包括IT激光开槽加工：阶梯式磨轮刀片（Z1、Z2磨轮刀片）切割；ω激光开槽加工:一次式磨轮刀片切割）激光全切割方式本工艺是在厚度200um以下的薄型晶片表面（图案面）用激光照射1次或多次，切入胶带实现晶片全切割的切割方式，因为激光全切割可以加快进给速度，从而可以提高生产效率。DBG+DAF激光切割DBG法（先划片后减薄）激光隐形切割隐形切割是将半透明波长的激光束聚集在工件材料内部，形成一个分割用的起点(改质层:以下称之为SD层)，再对晶圆片施以外力将其分割成小片芯片的切割技术。传统划片方式（砂轮）激光划片方式（光）切割速度5-8mm/s1-150mm/s切割线宽30～40微米30～45微米切割效果易崩边，破碎光滑平整，不易破碎热影响区较大较小残留应力较大极小对晶圆厚度要求100um以上基本无厚度要求适应性不同类型晶圆片需更换刀具可适应不同类型晶圆片有无损耗需去离子水，更换刀具，损耗大损耗很小技术比对感谢聆听！集成电路封装与测试共晶粘贴法目录/Contents0102共晶粘贴法概述共晶反应03共晶粘贴的一般工艺流程04共晶粘贴的材料及特点05共晶粘贴的注意事项65共晶合金法概述

芯片背面和载体之间在高温及压力的作用下形成共晶合金，实现连接及固定的方法。

首先在L/F小岛上放置Au或其他合金片，（或预先在小岛表面、大圆片背面进行合金处理）。然后在其上面放置芯片，在高温及压力的作业下，形成共晶，达到芯片固着的目的。共晶反映

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。所生成的两种固相机械地混合在一起，形成有固定化学成分的基本组织，被统称为共晶体。共晶粘接法就是利用金-硅合金在3wt%硅，363℃时产生的共晶反应特性进行集成电路芯片的粘结固着。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430℃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。01020304粘接流程共晶粘接法一般工艺流程共晶粘接法工艺实例预型片法：为获得最佳粘结效果，IC芯片背面常先镀有一层薄层的金并在基板的芯片承载座上植入预型片，预型片是面积约为芯片三分之一的金2wt%硅合金薄片。优点是可以降低芯片粘贴时孔隙平整度不佳而造成的粘贴不完全的影响。此方法适用于较大面积的芯片粘贴。共晶粘接的材料共晶粘接的特点优点：焊接牢固、金-硅共晶焊接机械强度高、热阻小、稳定性好、可靠性高，高温性能好，不脆化。缺点：焊接面湿润性不好，容易产生孔隙，若孔隙过大，则降低热传导，同时也可能造成芯片的破裂；生产效率低，不适应高速自动化生产。陶瓷封装以金-硅共晶粘接法最为常用。共晶粘接注意事项在共晶粘贴之前，封装基板与芯片通常有交互摩擦，以去除芯片背面的硅氧化层，使共晶溶液获得最佳湿润。反映必须在热氮气的气氛中进行，以防止硅的高温氧化，降低润湿性。感谢聆听！芯片的切割技术2020年3月集成电路封装与测试目录/Contents010203芯片切割的概念芯片切割的方式激光切割技术01芯片切割的概念芯片切割的概念芯片的切割是指将晶圆上的多个芯片分离开来，以便在后续的封装中对单个芯片进行粘贴，键合等操作。芯片贴膜机贴膜切割效果图绷片（WaferMounter)——是一道辅助工序，主要是给晶圆的背面贴上一层有弹性和一定粘性的蓝膜，并固定在一个直径稍大的金属框架上，以利于后面的加工。绷片绷片示意图飞片绷膜的时候晶圆粘贴不牢靠或者有气泡存在，切割开来的硅片（Die）就会从蓝膜上飞出来，称作飞片。切割损伤02芯片切割的方式芯片切割的方式刀片切割方式用机械的方式对晶圆进行切割，通过空气静压主轴带动金刚石砂轮划切刀具高速旋转，将晶圆或器件沿切割道方向进行切割或开槽。激光切割激光划片是指把高峰值功率的激光束聚焦在硅片（或陶瓷基片、金刚石薄膜等）表面，使硅材料表面产生高温汽化，从而打出连续的盲孔，形成沟槽。一般采用峰值功率高、模式好的1064nm或532nm波长激光光源。刀片切割原理—撞击当工作物是属于硬、脆的材质，钻石颗粒会以撞击（Fracturing）的方式，将工作物敲碎，再利用刀口将粉末移除。刀片切割刀片切割钻石颗粒撞击刀片切割仿真锯片法

较厚的晶圆使得锯片法发展为划片工艺的首选方法。据偏激由下列部分组成：可旋转的晶圆载台，自动或手动的划痕定位影像系统和一个镶有钻石的圆形锯片。此工艺使用了两种技术，且每种技术开始都用钻石锯片从芯片划线上经过。对于薄的晶圆，锯片降低到晶片的表面划出一条深入晶圆厚度1/3的浅槽。芯片分离的方法仍沿用划片法中叙述的圆柱滚轴加压法。第二种划片方法是用锯片将晶圆完全锯开成单个芯片。划片法

划片法或钻石划片法是工业界开发的第一代划片技术。此方法要求用镶有钻石尖端的划片器从划线的中心划过，并通过折弯晶圆将芯片分离。当晶圆厚度超过10mil时，划片法的可靠性就会降低。感谢聆听！集成电路封装与测试芯片贴装目录/Contents0102芯片贴装概述芯片粘贴的步骤01芯片贴装概述芯片粘接——概述已切割下来的芯片要贴装到引线架的中间焊盘上，焊盘的尺寸要和芯片大小相匹配。若焊盘尺寸太大，则会导致引线跨度太大，在转移成形过程中会由于流动产生的应力而造成引线弯曲及芯片位移等现象。贴装的方式：用软焊料如含Sn的合金、Au-Si低共熔合金等焊接到基板上，在塑料封装中最常用的方法是使用聚合物黏结剂粘贴到金属引线架上工艺过程：一个自动拾片（机械手）将芯片精确地放到芯片焊盘上芯片粘接目的将一颗颗分离的晶粒放置在引线架上并用银胶黏着固定。材料引线架是提供给晶粒一个黏着的位置(晶粒座)，并预设可延伸集成电路晶粒电路的延伸脚(分为内引脚及外引脚)。一个引线架上依不同的设计可以有数个晶粒座，这数个晶粒座通常排成一列，亦有成矩阵式的多列排法。原理引线架经定位后，首先要在晶粒座预定黏着晶粒的位置点上银胶（此动作称为点胶），然后移至下一位置将晶粒放置其上。而经过切割的晶圆上的晶粒则由取放臂一颗一颗地放置在已点胶的晶粒座上。引线框架芯片粘接-工艺要求芯片和引线框架的连接机械强度高导热和导电性能好装配定位准确，能满足自动键合的需要能承受键合或封装时的高温，保证器件在各种条件下使用时有良好的可靠性芯片粘接效果图芯片引脚银浆02芯片粘贴的步骤92芯片粘接—步骤粘接设备设备：装片机原理：通过视觉识别系统对芯片进行识别、筛选，将检测的结果反馈到控制系统中，控制系统根据检测的结果将合格的芯片从蓝膜上取下，粘接到引线框架上。装片机芯片粘接—步骤芯片粘接过程示意图点银浆：银浆分配器在引线架的指定位置点好银浆芯片抓取：抓片头将芯片从圆片上抓到校正台上角度校正：校正台校正芯片的角度上芯：装片头将芯片由校正台装到引线架的指定位置上，装片过程结束芯片粘接的方法共晶粘接法玻璃胶粘接法粘接方法导电胶粘接法焊接粘接法感谢聆听！集成电路封装与测试芯片贴装目录/Contents01020304导电胶粘贴基本概念导电胶材料导电胶粘贴法的基本工艺导电胶粘贴法的特点导电胶粘贴基本概念导电胶粘贴：顾名思义就是采用胶将芯片粘接到基板上这种粘贴方法，不需要再芯片背面或者基板上溅射金属层点胶机导电胶材料导电胶是银粉与高分子聚合物（环氧树脂）的混合物。导电原理：银粉起导电作用，导电粒子之间的相互接触，隧道效应使粒子之间形成一定的电流通路。环氧树脂起粘接作用。由于高分子材料与铜引脚的热膨胀系数相近，导电胶法是塑胶封装常用的芯片粘贴法环氧树脂类贴片胶环氧树脂类贴片胶导电胶材料各向同性材料种类能沿所有方向导电，能用于需要接地的元器件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。各向异性导电聚合物电流只能在一个方向（垂直方向）流动。在倒装芯片封装中应用较多。无应力影响表面形成化学结合和导电功能导电胶材料各项异性导电胶（ACA）与传统锡铅焊料相比具有很多优点：首先：适合于超细间距；其次：ACA具有较低的固化温度；第三：ACA的互联工艺过程非常简单；第四：ACA具有较高的柔性和更好的热膨胀系数匹配；第五：ACA属于绿色电子封装材料，不含铅以及其他有毒金属。各向异性导电胶优点各向同性材料一用针筒或注射器将粘贴剂（一般为膏状）涂布到芯片焊盘上（不能太靠近芯片表面，否则会引起银迁移现象），然后用自动拾片机（机械手）将芯片精确地放置到焊盘的粘贴剂上，在一定温度下固化处理（150℃1小时或186℃半小时）。导电胶粘贴法工艺点导电胶WriteEpoxy芯片粘接DieAttach银浆固化EpoxyCure导电胶粘贴法工艺EpoxyStorag（银浆存放）零下50度存放EpoxyAging（银浆处理）使用之前回温，去除气泡导电胶粘贴法工艺EpoxyWriting（点浆）点银浆于L/F的Pad，Pat可选点导电胶1从晶元下方采用真空吸管吸起芯片将芯片移到点有导电胶的基板对应的位置上真空吸管的移动坐标：X方向上最小移动0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um；移动速度：1.3m/s芯片粘贴导电胶粘贴法工艺2银浆固化N2环境，防止氧化175℃，1个小时

DieAttach质量检测DieShear芯片剪切力3导电胶粘贴法工艺导电胶粘贴法工艺各向异性材料二将各项异性导电胶形成薄膜预粘贴粘贴导电胶粘贴法工艺COG器件的粘贴原理和导电粒子的结构这种工艺不是以点胶方式进行粘贴，将形成的薄膜切割成合适的大小放置于芯片与基座之间，然后再进行热压接合。采用固体薄膜导电胶能自动化大规模生产。导电胶粘贴法特点优点：

导电胶粘贴法的缺点是：热稳定性不好，高温下会引起粘接可靠度下降，因此不适合于高可靠度封装；由于在高温条件下长期降解，会形成空洞，造成芯片开裂；热阻会造成温度升高，引起电参数漂移；吸潮性造成水平方向的模块开裂问题。导电胶粘贴法特点感谢聆听！集成电路封装与测试焊接粘贴法目录/Contents01020304焊接粘贴的工艺焊接粘贴的材料焊接粘贴的特点焊接粘贴的注意事项焊接黏结法为另一种利用合金反应进行芯片黏结的方法，其主要的优点是能形成热传导性优良的黏结。一般工艺方法将芯片背面淀积一定厚度的Au或Ni，同时在焊盘上淀积Au-Pd-Ag和Au-Pd-Cu的金属层。然后利用合金焊料将芯片焊接在焊盘上。焊接温度取决于Pb-Sn合金的具体成分，焊接工艺应在热氮气或能防止氧化的气氛中进行。焊接粘贴的工艺焊接粘贴的材料硬质焊料：金-硅、金-锡、金-锗。优点：塑变应力值高，具有良好的抗疲劳与抗蠕变特性。缺点：因材质的热膨胀系数不同而引发应力破坏。焊接粘贴的材料软质焊料：铅-锡、铅-银-铟。使用软质材料在焊接前先在芯片背面制作多层技术薄膜，目的是让焊料有足够的润湿。使用软质焊料可消除硬质焊料的缺点。焊接粘贴的材料材料的热物理特性焊接粘贴的特点焊接粘贴法与前述的共晶粘贴法均利用合金反映形成贴装因为粘贴的媒介是金属材料，所具有良好的热传导性质使其适合高功率元器件的封装但工艺复杂焊料容易氧化为防止氧化，需在热氮气气氛中进行工艺优点：热传导性好。焊接粘贴的注意事项芯片焊接贴装时，焊盘的尺寸要与芯片大小相匹配若焊盘尺寸太小，芯片则放不进去若焊盘尺寸太大，则会导致引线跨度太大在转移成型过程中会由于硅胶流动产生的应力，造成引线弯曲及芯片位移等现象。04导电胶粘贴法导电胶粘贴基本概念导电胶粘贴：顾名思义就是采用胶将芯片粘接到基板上这种粘贴方法，不需要再芯片背面或者基板上溅射金属层环氧树脂类贴片胶点胶机导电胶材料导电胶是银粉与高分子聚合物（环氧树脂）的混合物。导电原理：银粉起导电作用，导电粒子之间的相互接触，隧道效应使粒子之间形成一定的电流通路。环氧树脂起粘接作用。由于高分子材料与铜引脚的热膨胀系数相近，导电胶法是塑胶封装常用的芯片粘贴法概述环氧树脂类贴片胶导电胶材料各向同性材料种类能沿所有方向导电，能用于需要接地的元器件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。各向异性导电聚合物电流只能在一个方向（垂直方向）流动。在倒装芯片封装中应用较多。无应力影响表面形成化学结合和导电功能导电胶材料各项异性导电胶（ACA）与传统锡铅焊料相比具有很多优点：首先：适合于超细间距；其次：ACA具有较低的固化温度；第三：ACA的互联工艺过程非常简单；第四：ACA具有较高的柔性和更好的热膨胀系数匹配；第五：ACA属于绿色电子封装材料，不含铅以及其他有毒金属。各向异性导电胶优点点导电胶WriteEpoxy芯片粘接DieAttach银浆固化EpoxyCure导电胶粘贴法工艺各向同性材料一用针筒或注射器将粘贴剂（一般为膏状）涂布到芯片焊盘上（不能太靠近芯片表面，否则会引起银迁移现象），然后用自动拾片机（机械手）将芯片精确地放置到焊盘的粘贴剂上，在一定温度下固化处理（150℃1小时或186℃半小时）。EpoxyStorag（银浆存放）零下50度存放EpoxyAging（银浆处理）使用之前回温，去除气泡导电胶粘贴法工艺EpoxyWriting（点浆）点银浆于L/F的Pad，Pat可选点导电胶1从晶元下方采用真空吸管吸起芯片将芯片移到点有导电胶的基板对应的位置上真空吸管的移动坐标：X方向上最小移动0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um；移动速度：1.3m/s芯片粘贴导电胶粘贴法工艺2银浆固化N2环境，防止氧化175℃，1个小时

DieAttach质量检测DieShear芯片剪切力3导电胶粘贴法工艺导电胶粘贴法工艺各向异性材料二将各项异性导电胶形成薄膜预粘贴粘贴导电胶粘贴法工艺COG器件的粘贴原理和导电粒子的结构这种工艺不是以点胶方式进行粘贴，将形成的薄膜切割成合适的大小放置于芯片与基座之间，然后再进行热压接合。采用固体薄膜导电胶能自动化大规模生产。导电胶粘贴法特点优点：

导电胶粘贴法的缺点是：热稳定性不好，高温下会引起粘接可靠度下降，因此不适合于高可靠度封装；由于在高温条件下长期降解，会形成空洞，造成芯片开裂；热阻会造成温度升高，引起电参数漂移；吸潮性造成水平方向的模块开裂问题。导电胶粘贴法特点05玻璃胶粘贴法玻璃胶的材料玻璃胶与导电胶类似，也属于厚膜导体材料是把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。玻璃胶粘贴法工艺

用盖印、丝网印刷、点胶等方法将胶涂布于基板的芯片座中（电路印刷板上，我们一般是将电路印刷版中间形成一个空格，在芯片的底座上裸露出来，将玻璃胶点上去）再将芯片置放在玻璃胶之上（借助真空吸管）加热基板除去胶中的有机成分加温到玻璃熔融温度以上即可完成接合玻璃胶粘贴法特点特性类似于银浆粘接技术，主要用于陶瓷封装需要严格控制烧结温度。

优点：工艺简单，成本低可以得到无空隙、热稳定性优良的、低结合应力、低湿气含量的芯片粘贴；缺点：胶中有机成分与溶剂必须在热处理时完全去除，以免对封装结构及其可靠度有损害。冷却过程中需谨慎控制降温的速度以免造成应力破裂。在塑料封装中，IC芯片必须粘贴固定在引脚架的芯片基座上，而玻璃胶必须在有特殊面处理的铜合金引脚架上才能形成接合，对低成本的塑料封装而言则不经济，但是玻璃胶与陶瓷材料之间可以形成良好的粘贴，因此，玻璃胶粘贴法适用于陶瓷封装中。增加热、电传导性能，可以加金属如：箔、银玻璃胶粘贴法注意事项及应用芯片贴装方法对比粘结方式技术要点技术优缺点共晶粘贴法金属共晶化合物：扩散预型片和芯片背面镀膜高温工艺、CTE失配严重，芯片易开裂焊接粘结法锡铅焊料合金反应背面镀金或镍，焊盘淀积金属层导热好，工艺复杂，焊料易氧化导电胶粘结法环氧树脂（填充银）化学结合芯片不需预处理粘结后固化处理或热压结合热稳定性不好，吸潮形成空洞、开裂玻璃胶粘结法绝缘玻璃胶物理结合上胶加热至玻璃熔融温度成本低、去除有机成分和溶剂需完全感谢聆听！集成电路封装与测试芯片贴装目录/Contents0102030405玻璃胶的材料玻璃胶粘贴法的工艺玻璃胶粘贴法的特点玻璃胶粘贴法注意事项及应用几种芯片贴装方法的对比玻璃胶的材料玻璃胶与导电胶类似，也属于厚膜导体材料是把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。玻璃胶粘贴法工艺

用盖印、丝网印刷、点胶等方法将胶涂布于基板的芯片座中（电路印刷板上，我们一般是将电路印刷版中间形成一个空格，在芯片的底座上裸露出来，将玻璃胶点上去）再将芯片置放在玻璃胶之上（借助真空吸管）加热基板除去胶中的有机成分加温到玻璃熔融温度以上即可完成接合玻璃胶粘贴法特点特性类似于银浆粘接技术，主要用于陶瓷封装需要严格控制烧结温度。

优点：工艺简单，成本低可以得到无空隙、热稳定性优良的、低结合应力、低湿气含量的芯片粘贴；缺点：胶中有机成分与溶剂必须在热处理时完全去除，以免对封装结构及其可靠度有损害。冷却过程中需谨慎控制降温的速度以免造成应力破裂。在塑料封装中，IC芯片必须粘贴固定在引脚架的芯片基座上，而玻璃胶必须在有特殊面处理的铜合金引脚架上才能形成接合，对低成本的塑料封装而言则不经济，但是玻璃胶与陶瓷材料之间可以形成良好的粘贴，因此，玻璃胶粘贴法适用于陶瓷封装中。增加热、电传导性能，可以加金属如：箔、银玻璃胶粘贴法注意事项及应用芯片贴装方法对比粘结方式技术要点技术优缺点共晶粘贴法金属共晶化合物：扩散预型片和芯片背面镀膜高温工艺、CTE失配严重，芯片易开裂焊接粘结法锡铅焊料合金反应背面镀金或镍，焊盘淀积金属层导热好，工艺复杂，焊料易氧化导电胶粘结法环氧树脂（填充银）化学结合芯片不需预处理粘结后固化处理或热压结合热稳定性不好，吸潮形成空洞、开裂玻璃胶粘结法绝缘玻璃胶物理结合上胶加热至玻璃熔融温度成本低、去除有机成分和溶剂需完全感谢聆听！芯片互连及引线键合技术集成电路封装与测试目录/Contents010203芯片互连技术概述芯片互连常见的方法引线键合技术芯片互连技术芯片互连技术概述

芯片互连（连线技术）是指将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接，实现芯片功能的制造技术。芯片互连芯片焊区I/O引线半导体失效约有1/4-1/3是由芯片互连所引起，因此芯片互连对器件可靠性意义重大！！！热固性环氧树脂(EMC)金线(WIRE)

L/F外引脚(OUTERLEAD)L/F内引脚(INNERLEAD)芯片(CHIP)芯片托盘(DIEPAD)IC封装成品构造图芯片互连技术概述芯片互连常见方法引线键合（又称打线键合）技术（WB）载带自动键合技术（TAB）倒装芯片键合技术（FCB）常见方法

这三种连接技术对于不同的封装形式和集成电路芯片集成度的限制各有不同的应用范围。其中，FCB又称为C4—可控塌陷芯片互连技术。打线键合适用引脚数为3-257；载带自动键合的适用引脚数为12-600；倒装芯片键合适用的引脚数为6-16000。可见C4适合于高密度组装。引线键合技术引线键合技术引线键合工程是引线架上的芯片与引线架之间用金线连接的工程。为了使芯片能与外界传送及接收信号，就必须在芯片的接触电极与引线架的引脚之间，一个一个对应地用键合线连接起来，这个过程称为引线键合。也称为打线键合。引线键合是封装工艺最为关键的一部分，它利用高纯度的金线、铜线或铝线把框架引线与芯片电极通过焊接方法连接起来。引线键合示意图156将晶粒上的接点以极细的金线(18~50μm)连接到引线架上的内引脚，从而将集成电路晶粒的电路信号传输到外界。引线键合的目的特点：适用于几乎所有的半导体集成电路元件，操作方便，封装密度高，但引线长，测试性差。热压键合(ThermocompressionBonding,T/CBonding)热超声波键合（ThermosonicBonding,T/SBonding）超声波键合(UltrasonicBonding,U/SBonding)引线键合技术引线芯片布线板布线端子引线键合技术引线键合键合接点形状主要有楔形和球形，键合接点有两个，两键合接点形状可以相同或不同。引线键合技术球形键合楔形键合引线键合工艺参数键合温度WB工艺对温度有较高的控制要求。过高的温度不仅会产生过多的氧化物影响键合质量，并且由于热应力应变的影响，图像监测精度和器件的可靠性也随之下降。在实际工艺中，温控系统都会添加预热区、冷却区，提高控制的稳定性，需要安装传感器监控瞬态温度键合时间通常都在几毫秒，键合点不同，键合时间也不一样；一般来说，键合时间越长，引线球吸收的能量越多，键合点的直径就越大，界面强度增加而颈部强度降低。但是长的时间，会使键合点尺寸过大，超出焊盘边界并且导致空洞生成概率增大超声功率与键合压力超声功率对键合质量和外观影响最大，因为它对键合球的变形起主导作用。过小的功率会导致过窄、未成形的键合或尾丝翘起；过大的功率导致根部断裂、键合塌陷或焊盘破裂。增大超声功率通常需要增大键合力使超声能量通过键合工具更多的传递到键合点处感谢聆听！倒装键合技术集成电路封装与测试目录/Contents0102倒装键合技术概述倒装03倒装键合的工艺流程04倒装键合关键技术05倒装键合的特点

通过芯片上的凸点(铅锡、Au、Ni或者导电聚合物)直接将芯片面朝下用焊料或者导电胶互连到基板(载体/电路板)上的一种工艺技术。一般来说，这类器件具有以下特点：1、基材是硅；2、电气面及焊凸在器件下表面；3、球间距一般为4-14mil、球径为2.5-8mil、外形尺寸为1-27mil；4、组装在基板上后需要做底部填充。倒装键合技术

其实，倒装芯片，之所以被称为“倒装”，是相对于传统的金属线键合连接方式(WireBonding)与植球后的工艺而言的。传统的通过金属线键合与基板连接的芯片电气面朝上(图1)，而倒装芯片的电气面朝下(图2)，相当于将前者翻转过来，故称其为“倒装芯片”。在圆片(Wafer).上芯片植完球后，需要将其翻转，送入贴片机以便于贴装，也由于这一翻转过程而被称为“倒装芯片”。倒装倒装芯片焊接的一般工艺流程为：(1)芯片上凸点制作；(2)拾取芯片；(3)印刷焊膏或导电胶；(4)倒装焊接(贴放芯片)；(5)再流焊或热固化(或紫外固化)；(6)下填充。倒装键合的工艺流程模板印刷回流焊胶固化底部充填灌胶烘烤检测123456倒装键合关键技术芯片上制作凸点

凸点制作工艺很多,如蒸发/溅射法、焊膏印刷一回流法、化镀法、电镀法、钉头法、置球凸点法(SB2-Jet)等。各种凸点制作工艺各有其特点，关键是要保证凸点的一致性。特别是随着芯片引脚数的增多以及对芯片尺寸缩小要求的提高，凸点尺寸及其间距越来越小，制作凸点时又不能损伤脆弱的芯片。现在主流应用的凸点制作方法是印刷/转写—搭载—回流法。该方法是通过网板印刷或针转写的方式把助焊剂涂到芯片表面后，通过搭载头把锡球放置到涂有助焊剂的焊点上，再进入回转炉固化。倒装焊倒装焊技术主要有熔焊、热压焊、超声焊、胶粘连接等。现在应用较多的有热压焊和超声焊。常用方法有：热压FCB法；再流FCB法(C4)；环氧树脂光固化FCB法；各向异性导电胶粘接FCB法。热压焊接工艺要求在把芯片贴放到基板上时，同时加压加热。该方法的优点是工艺简单，工艺温度低，无需使用焊剂，可以实现细间距连接；缺点是热压压力较大，仅适用于刚性基底(如氧化铝或硅)，基板必须保证高的平整度，热压头也要有高的平行度。为避免半导体材料受到不必要的损害，设备施加压力要有精确的梯度控制能力。倒装键合关键技术

与传统的引线键合技术(WireBonding)相比,倒装芯片焊接技术键合焊区的凸点电极不仅仅沿芯片四周边缘分布，而是可以通过再布线实现面阵分布。因而倒装芯片焊接技术具有如下优点:(1)尺寸小、薄，重量更轻;(2)密度更高，使用倒装焊技术能增加单位面积内的I/0数量;(3)性能提高，短的互连减小了电感、电阻以及电容，信号完整性、频率特性更好;(4)散热能力提高，倒装芯片没有塑封体，芯片背面可用散热片等进行有效的冷却，使电路的可靠性得到提高;(5)倒装凸点等制备基本以圆片、芯片为单位，较单根引线为单位的引线键合互连来讲，生产效率高，降低了批量封装的成本。倒装键合的特点(6)借助于凸点与基板焊区直接焊接。这样就省略了互连线，由互连线产生的杂散电容和电感要比WB和TAB小得多，因此适合于高频、高速电路和高密度组装的应用。缺点：(1)需要精选芯片(2)安装互连工艺有难度，芯片朝下，焊点检查困难(3)凸点制作工艺复杂，成本高(4)散热能力有待提高倒装键合的特点感谢聆听！热超声波键合技术集成电路封装与测试目录/Contents01020304热超声波键合概述几种键合技术的对比引线键合的材料引线键合的工具热超声波键合（TSB）热超声波键合是热压键合与超声波键合的混合技术。在工艺过程中，先在金属线末端成球，再使用超声波脉冲进行金属线与金属接垫之间的接合。热压超声波键合工艺包括热压焊与超声焊两种形式的组合。可降低加热温度、提高键合强度、有利于器件可靠性。基理：利用超声机械振动带动丝与衬底上蒸镀的膜进行摩擦，使氧化膜破碎，纯净的金属表面相互接触，接头区的温升以及高频振动，使金属晶格上原子处于受激活状态，发生相互扩散，实现金属键合。工作原理：在超声键合机的基板支持台上引入热压键合法中采用的加热器，进行辅助加热；键合工具采用送丝压头，并进行超声振动；由送丝压头将Au丝的球形端头超声热压键合在基板的布线电极上。热超声波键合（TSB）第一键合点：热超声波键合必须先在金属线末端成球。第二键合点使用超声波脉冲进行金属线与基板金属焊区的键合。此时，键合此过程中接合工具不被加热，仅给接合的基板加热(温度维持在100-150℃)。其目的是抑制键合界面的金属间化合物（类似于化学键，金属原子的价电子形成键）的成长，和降低基板高分子材料因高温产生形变。热超声波键合第一键合点第二键合点177名称过程温度压力强度热压焊在一定温度下，施加一定压力，劈刀带着引线与焊区接触并达到原子间距，从而产生原子间作用力，达到键合的目的。高于200℃0.5~1.5N/点0.05~0.09N超声焊劈刀在超声波的作用下，在振动的同时去除了焊区表面的氧化层，并与焊区达到原子间距，产生原子间作用，从而达到键合的目的。室温小于0.5N/点0.07N热声焊劈刀在加热与超声波的共同作用下，去除焊区表面的氧化层，达到键合的目的。小于200℃0.5N/点0.09~0.1N引线键合技术的对比178理想键合材料的特点a.能与半导体材料形成低电阻欧姆接触b.化学性能稳定，不会形成有害的金属间化合物c.与半导体材料接合力强d.可塑性好，容易实现键合e.弹性小，在键合过程中能保持一定的几何形状引线键合材料179引线键合材料铝线：铝-1%硅合金0.5-1%镁的铝线铝镁硅合金或铝铜合金金线：含5-100ppm铍含30-100ppm铜引线材料：金线、铝线、铜线、银线引线架：铁镍合金、复合金属、铜合金PCB或封装不能加热的情况之下；间距小于60micron.用量超过90%间距大于60micron。不同键合方法采用的键合材料不同：热压键合和金丝球键合主要选用金（Au）丝，超声键合则主要采用铝（Al）丝和Si-Al丝（Al-Mg-Si、Al-Cu等。Al丝：其键合成本和温度较低，通常添加质量分数为1%的Si或1%的Mg以合金强化键合金丝是指纯度约为99.99％，线径为l8～50μm的高纯金合金丝，为了增加机械强度，金丝中往往加入铍(Be)或铜。键合后不需密闭封装。表面清洁度是保证可靠连接和防止劈刀阻塞的重要因素。Au-Al系:是引线键合中最广泛使用的系统。引线键合材料181引线键合的工具多用于超声波键合多用于热压键合焊接工具负责固定引线、传递压力和超声能量、拉弧等。1、劈刀楔形键合所使用的焊接工具叫楔形劈刀,通常是钨碳或是碳钛合金,在劈刀尾部有一个呈一定角度的进丝孔;球键合使用的工具称为毛细管劈刀,它是一种轴形对称的带有垂直方向孔的陶瓷工具。182引线键合的工具2、芯片和引脚架夹具台感谢聆听！超声波键合集成电路封装与测试目录/Contents0102030405超声波键合概述超声波系统超声波键合工艺流程超声波键合的特点超声波键合的注意事项

超声波键合不需要加热(通常是室温),是在施加压力的同时,在被焊件之间产生超声频率的弹性振动,破坏被焊件之间界面上的氧化层,并产生热量,使两固态金属牢固键合。键合原理：对Al丝施加超声波，对材料塑性变形产生的影响，类似于加热。超声波能量被Al中的位错选择性吸收，从而位错在其束缚位置解脱出来，致使Al丝在很低的外力下即可处于塑性变形状态。这种状态下变形的Al丝，可以使基板上蒸镀的Al膜表面上形成的氧化膜破坏，露出清洁的金属表面，便于键合。超声波键合（USB）主要目的：降低键合温度两种类型:恒压和恒流事实表明:恒压发生器性能要优于恒流超声波系统劈刀夹紧金属线来到第一个焊点按下金属线，输入超声波键合点形成楔形接点，提起劈刀劈刀牵引金属线来到第二个焊点按下金属线，输入超声波劈刀切断金属线准备进行下一次键合超声波键合工艺流程优点：键合点尺寸小，回绕高度低，适合于键合点间距小、密度高的芯片连接。缺点：所有的连线必须沿回绕方向排列（这不可能），因此在连线过程中要不断改变芯片与封装基板的位置再进行第2根引线的键合。从而限制了打线速度。超声波键合特点适合细丝、粗丝以及金属扁带；需外部加热，对器件无热影响；可以实现在玻璃、陶瓷上的连接；适用于微小区域的连接。超声波键合注意事项1、超声波键合：在键合过程中，劈刀引导金属丝，并将其压紧在技术键合点上，再由楔形头劈刀输入频率为20~60KHZ，振幅为20~200um的超声波，产生冷焊效应，完成键合；2、每个键合点都是楔形接点；3、连线必须沿着金属线回绕方向排列，不能以第一点为中心改变方向，因此，键合第一个点的时候就要注意劈刀方向需指向第二个焊点；4、常用铝丝焊接。

焊点示意图感谢聆听！载带自动键合技术集成电路封装与测试目录/Contents0102载带自动键合技术概述载带03载带自动键合技术工艺流程04圆片凸点05载带自动键合的关键问题、材料以及技术特点定义：将芯片凸点电极与载带的引线连接，经过切断、冲压等工艺封装而成。是芯片引脚框架的一种互连工艺，首先在高聚物上做好元件引脚的导体图样，然后将晶片按其键合区对应放在上面，然后通过热电极一次将所有的引线进行批量键合。载带自动键合技术TAB键合的晶片，裸芯片放在载带上并和内部导体互连图样即带状载体，是指带状绝缘薄膜上载有由覆铜箔经蚀刻而形成的引线框架，而且芯片也要载于其上。载带一般由聚酰亚胺制作，两边设有与电影胶片规格相统一的送带孔，所以载带的送进、定位均可由流水线自动进行，效率高，适合于批量生产。载带载带载带基本形式载带自动键合技术工艺流程典型TAB制作工艺流程形成凸点的目的：1.为不同的芯片连接工艺提供合适的焊接材料2.提供托脚以防止引线与芯片边缘短路3.焊点起形变缓冲作用。种类：带凸点的载带和带凸点的芯片两种。按形状分为：蘑菇状和柱状凸点。凸点高度：通常20～30微米。成分：Au、Ni、Cu圆片凸点圆片凸点制作内侧引线键合加热键合压头键合凸点芯片送带板芯片载带送片台电子蜡层内侧引线键合操作示意图

内侧引线键合好之后进行塑封包封TAB封胶过程及封胶完成的两种形貌IC聚酰亚胺载带引线切断、冲压成型安装焊盘焊料基板热压键合加热键合压头外侧引线键合外侧引线键合操作感谢聆听！热压键合技术集成电路封装与测试目录/Contents01020304热压键合技术概述热压键合工艺原理热压键合工艺流程热压键合注意事项定义：

热压键合是引线在热压头的压力下,高温加热(>250℃)焊丝发生形变,通过对时间、温度和压力的调控进行的键合方法

利用微电弧使φ25~φ50um的Au丝端头熔化成球状,通过送丝压头将球状端头压焊在裸芯片电极面的引线端子,形成第1键合点。然后送丝压头提升，并向基板位置移动，在基板对应的导体端子上形成第2键合点，完成引线连接过程。热压键合（TCB）热压键合工艺原理

键合所施加的压力使金球发生很大的塑性形变，其表面上的滑移线使洁净面呈阶梯状，并在薄膜上也切除相应的凹凸槽，表面的氧化膜被氧化，洁净面之间相互接触，发生扩散，产生了连接。热压键合工艺流程EFO打火杆在磁嘴前将金属线烧成球Cap下降到芯片的Pad上，加热和力形成第一焊点Cap牵引金线上升Cap运动轨迹形成良好的WireLoopCap下降到基板焊盘上，形成楔形焊接Cap侧向划开金属线，形成鱼尾状接点Cap上提，完成一次动作209

键合机是将多种功能集合于一身的设备，主要功能如下

键合机自动识别功能自动送料功能自动焊接功能自动控温功能（可选项）热压键合工艺流程210

拉力测试毛细管各部位设计结构目的检验第一焊点侧球焊的强度、球颈焊的强度、再结晶强度、相反动作的影响检验第二焊点侧纽带键合的强度、顶部的强度热压键合工艺流程211

键合质量评价方式拉断强度试验金球剥离试验热压键合工艺流程热压键合注意事项1、利用加压加热，使金属丝与焊接区达到原子间的键合度；2、基板和芯片温度能达到150℃；3、这种键合一端是球形，一端是楔形；4、金属线的材料则多为金丝。感谢聆听！芯片成型技术集成电路封装与测试目录/Contents01020304成型技术概述塑料封装金属封装陶瓷封装01成型技术概述成型技术芯片互连完成之后进入封装成型步骤，即将芯片与引线框架包装来。成型技术有金属封装、塑料封装、陶瓷封装等塑料封装用于消费电子，因为其成本低，工艺简单，塑料封装是最为常用的封装方式，它占据90%左右的市场。塑料封装好的芯片02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，一般认为是非气密性封装。塑料封装基本流程技术种类转移成型技术（TransferMolding）喷射成型技术（InjectMolding）预成型技术（Premolding）塑料封装的成型技术其中，最主要的是转移成型技术。转移成型技术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。转移成型工艺流程将已贴装芯片并完成引线键合的框架带置于模具中；将塑封的预成型块在预热炉中加热（预热温度在90-95℃之间）;放入转移成型机的转移罐中；在一定温度和转移成型活塞压力作用下，塑封料被挤压到浇道中，经过浇口注入模腔（整个过程中，模具温度保持在170-175℃）塑封料在模具中固化，经过一段时间的保压，使模块达到一定的硬度，然后用顶杆顶出模块，就完成成型过程转移模塑合模注塑开模转移成型工艺流程转移成型设备转移成型技术设备预加热器压机模具和固化炉在自动化生产设备中，产品的预热、模具的加热和转移成型操作都在同一台设备中完成，并由计算机实施控制。也就是说预热、框架带的放置、模具放置等工序都可以达到完全自动化。

喷射成型技术喷射成型是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出，同时将塑封料树脂由喷枪中心喷出，使其与引发剂和促进剂均匀混合，沉积到模具型腔内，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后成型。预成型技术预成型工艺是将封装材料预先做成封装芯片外形对应的形状，如陶瓷封装，先做好上下陶瓷封盖后，在两封盖间高温下采用硼硅酸玻璃等材料进行密封接合。塑料封装的材料塑料等高分子聚合物是当前使用较多的封装成型材料，塑料材料通常分为热固性聚合物和热塑性聚合物两种。热固性聚合物：第一次加热时可以软化流动，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，若继续加热，聚合物只能变软而不可能熔化、流动。也不溶于溶剂。即不能反复加热使之塑性流动，不可回收利用。热塑性聚合物：聚合物分子间以物理力聚合而成，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成型，并且可反复进行。塑料封装的特性工艺简单，便于大量生产，成本低工作温度较低芯片事先加了保护性钝化膜塑封材料符合封装的要求黏着力好由高纯度材料组成吸水性、透湿率要低热膨胀系数要高，导热率要低成形收缩率和内部应力要小成形、硬化时间要短，脱模性要好流动性及充填好，飞边少塑封优势

塑封材料要求

03金属封装金属封装始于三极管封装，后慢慢地应用于直插式扁平式封装。基本上是金属-玻璃组装工艺。由于该种封装尺寸严格、精度高、金属零件便于大量生产，故其价格低、性能优良、封装工艺容易灵活，被广泛应用于晶体管和混合集成电路如振荡器、放大器、变频器、交直流转换器、滤波器、继电器等等产品上，现在及将来许多微型封装及多芯片模块(MCM)也采用此金属封装。金属封装的种类有光电器件封装包括带光窗型、带透镜型和带光纤型；器件封装包括A型、B型和C型；混合电路封装包括双列直插型和扁平型；特殊器件封装包括矩正型、多层多窗型和无磁材料型。金属封装04陶瓷封装早期的半导体封装多以陶瓷封装为主，伴随着半导体器件的高度集成化和高速化的发展，电子设备的小型化和价格的降低，陶瓷封装部分地被塑料封装代替。但陶瓷封装的许多用途仍具有不可替代的功能，特别是集成电路组件工作频率的提高，信号传送速度的加快和芯片功耗的增加，需要选择低电阻率的布线导体材料，低介电常数，高导电率的绝缘材料等。陶瓷封装的种类有DIP和SIP；对大规模集成电路封装包括PGA、PLCC、QFP和BGA。陶瓷封装感谢聆听去飞边毛刺集成电路封装与测试目录/Contents0102去飞边毛刺去飞边毛刺工艺01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。造成溢料或毛刺的原因很复杂,一般认为与模具设计、注模条件以及塑封料本身有关。◆毛刺的厚度-般要薄于10μm，它给后续工序带来麻烦，甚至会损坏机器。因此，在切筋成型工序之前，要进行去飞边毛刺等溢料。◆随着模具设计的改进，以及严格控制注模条件，毛刺问题越来越小了。在一些比较先进的封装工艺中，已不再进行去飞边毛刺的工艺。产生飞边毛刺的原因02去飞边毛刺工艺240水去飞边毛刺（常用）溶剂去飞边毛刺介质去飞边毛刺(常用)当溢出塑封料发生在引线架堤坝背后时，可用所谓的切除工艺。去飞边毛刺工艺介质去毛刺飞边：研磨料和高压空气一起冲洗模块，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。曾经使用天然的介质，如粉碎的胡桃核和杏仁核，由于它们会在框架表面残留油性物质而被放弃。去飞边毛刺工艺242水去飞边毛刺原理：利用高压的水流来冲击模块将研磨料和高压水流一起使用。效果去飞边毛刺工艺243溶剂飞边毛刺应用场合通常只适用于很薄的毛刺溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)双甲基呋喃(DMF)效果去飞边毛刺工艺感谢聆听上焊锡集成电路封装与测试目录/Contents0102上焊锡上焊锡的工艺01上焊锡硅片减薄芯片互连硅片切割芯片帖装成型技术打码去飞边毛刺上焊锡切筋成型上焊锡芯片封装技术流程焊锡是在焊接线路中连接电子元器件的重要工业原材料，是一种熔点较低的焊料，主要指用锡基合金做的焊料。可分为两种，有铅焊锡和无铅焊锡。有铅焊锡由锡（熔点232度）和铅（熔点327度）组成的合金。其中由锡63%和铅37%组成的焊锡被称为共晶焊锡，这种焊锡的熔点是183度。无铅焊锡为适应欧盟环保要求提出的ROHS标准。焊锡由锡铜合金做成。焊锡锡条锡线上焊锡的目的增加保护性镀层增强引脚抗蚀性增加其可焊性02上焊锡的工艺上焊锡的工艺电镀工艺浸锡工艺电镀电镀就是利用金属和化学的方法，在Leadframe的表面镀上一层镀层，利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。起到防止外界环境的影响（潮热和湿）、金属氧化（如锈蚀）、提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性（硫酸铜等）及增进美观等作用、并且使元器件在PCB板上容易焊接及提高导电性。电镀前与电镀后比对图电镀类型Pb-Free无铅电镀采用的是>99.95%的高纯度的锡(Tin)；为目前普遍采用的技术，符合Rohs的要求。Tin-Lead铅锡合金Tin占85%，Lead占15%，由于不符合Rohs；目前基本被淘汰。电镀退火电镀退火(PostAnnealingBake)目的:让无铅电镀后的产品在高温下烘烤一段时间，目的在于消除电镀层潜在的晶须生长(WhiskerGrowth)的问题;条件:150+/-5C;2Hrs;晶须，又叫Whisker：晶须可能导致产品引脚的短路。产生原因：1、锡与铜之间相互扩散，形成金属互化物，致使锡层内压应力的迅速增长，导致锡原子沿着晶体边界进行扩散，形成晶须；2、电镀后镀层的残余应力，导致晶须的生长。电镀工艺流程

电镀目前都是在流水线式的电镀槽中进行的，首先进行清洗工序，然后在不同浓度的电镀槽中进行电镀，最后冲洗、吹干，放入烘箱中烘干。清洗工序电镀（电镀槽）冲洗吹干0102030405烘干浸锡工艺浸锡定义工艺概述浸锡就是将金属表面沾上一层锡，方便下道工序操作。浸锡的目的方便焊接；防止氧化；把未集中的铜丝全部固定在一起，方便下道工序作业。浸锡的条件1)被浸锡的零件条件为：必须是金属,尤其是铜最好；2)浸锡的材料：无铅锡条；3)浸锡的工具：锡炉；4)锡炉材质：无铅高纯钛。浸锡工艺浸锡首先也是清洗工序，将与处理后的元器件在助焊剂中浸泡，再浸入熔融铅锡合金镀层(Sn/Pb=63/37)。工艺流程为：去飞边、去油、去氧化物、浸助焊剂、热浸锡、清洗、烘干。去飞边、去油、去氧化物浸助焊剂热浸锡清洗烘干工艺对比比较以上两种方法:●浸锡容易引起镀层不均匀，一般由于熔融焊料的表面张力的作用使得浸锡部分中间厚、边缘薄；●电镀的方法会造成所谓的"过骨头"问题，即角周围厚、中间薄,这是因为在电镀的时候容易造成电荷聚集效应，更大的问题是电镀液容易造成离子污染。感谢聆听切筋成型集成电路封装与测试目录/Contents010203切筋成型概述切筋成型的步骤切筋成型的质量要求01切筋成型概述切筋成型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：是指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：则是将引脚弯成一定的形状，以适合装配的需要。切筋成型的目的切筋成型的目的是将这些外引脚压成各种预先设计好的形状，以便于装置在电路板上使用，由于定位及动作的连续性，剪切和成形通常在一部机器上或分成两部机器上连续完成。

成型前

成型后02切筋成型的步骤切筋成型的步骤

成型模具切模成型冲头下压（打弯）管脚成型对于打弯工艺，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）。打弯工艺直线形引脚L形引脚J形引脚269在工艺过程中的不恰当处理由于成型过程中产生的热收缩效应在成型后的降温过程中，一方面由于塑封料在继续固化收缩，另一方面由于塑封料和引线架材料之间的热膨胀系数失配引起的塑封料收缩程度要大于引线架材料的收缩，有可能造成引线架带的翘曲，引起非共面问题。非共面性的原因03切筋成型的质量要求切筋成型的质量要求虽然用户通常都有自己严格的尺寸与外观质量要求，但是封装外形一般都要符合固态技术协会或日本电子机械工业协会的规格标准。重要的参数如下:共面性：共面性是最低落脚平面与最高引脚之间的垂直距离。要求：最大共面公差不超过0.05mm引脚位置主是引脚歪斜问题。引脚歪斜是指成形的引脚相对其理论位置的偏移。测量时以封装的中心线为基准，通常是使用轮廓投射仪或光学引脚扫描系统来测量的。当安装到印制电路板时，它将影响封装的引脚位置。要求：引脚歪斜小于0.038mm，它取决于封装类型。切筋成型的质量要求切筋成型的质量要求引脚歪斜将影响封装的引脚位置，下表是引脚歪斜的类型及造成的原因。引脚歪斜类型原因所有引脚都偏移同一方向引脚引线架的外引脚截面结构不合理引脚成对偏移挡条设计、交替切割引脚发散引脚引线架材料强度、成形方法问题引脚同方向偏移，偏移量渐增成形方法问题引脚偏移无规律各种可能因素结合导致引脚歪斜的其中一个主要因素是挡条整形方法。对于密间距产品，挡条可以用交替的方式整形或者一次整形感谢聆听！回流焊集成电路封装与测试目录/Contents0102回流焊概述回流焊工艺流程03回流焊分类04回流焊工艺特点277焊料:焊锡膏原理预先在电路板的焊盘上涂上适量和适当形式的焊锡膏，再把SMT元器件贴放到相应的位置；焊锡膏具有一定的黏性，使元器件固定；然后让贴装好元器件的电路板进人再流焊设备实施再流焊，通过外部热源加热，使焊料熔化而再次流动浸润，将元器件焊接到印制板上。回流焊原理回流焊278设备再流焊机的结构主体是一个热源受控的隧道式炉膛，沿传送系统的运动方向，设有若干独立控温的温区，通常设定为不同的温度，全热风对流再流焊炉一般采用上、下两层的双加热装置。电路板随传动机构直线匀速进人炉膛，顺序通过各个温区，完成焊点的焊接。回流焊预热区预热/回流区回流区冷却区回流焊设备结构回流焊工艺流程其核心是丝网印刷的准确性。贴片元器件是通过焊膏固定的。回流焊是在回流焊设备中进行的。将贴好元器件的电路板进入再流焊设备，传送系统带动电路板通过设备里各个设定的温度区域，焊膏经过了干燥、预热、熔化、冷却，将元器件焊接到电路板上。丝网印刷焊膏贴片回流焊010203280

当PCB进入升温区（干燥区）时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离；回流焊工艺流程281PCB进入保温区时，使PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB突然