半导体封装基础知识

半导体封装基础知识汇报人：文小库2024-12-21目录半导体封装概述晶圆划片与晶片贴装金属导线连接与导电性树脂应用塑料外壳封装保护及后续操作成品测试、检验与包装入库半导体封装行业发展趋势与挑战01半导体封装概述定义半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。目的保护芯片免受物理损坏、提供电气连接、散热、提高可靠性及方便使用。定义与目的早期封装采用金属封装，如TO封装，主要用于分立器件和中小规模集成电路。中期封装出现了塑料封装，如DIP、SOP等，具有成本低、体积小、易于大批量生产等优点。现代封装以BGA、CSP等为代表，实现了高引脚数、小封装尺寸、高集成度等目标，封装密度不断提高。封装技术发展历程CSP封装芯片尺寸封装，具有封装尺寸小、与PCB板接触面积小、电气性能优良等特点，是实现芯片小型化、高密度封装的重要方向。DIP封装双列直插式封装，具有引脚数多、便于测试、操作方便等特点，但封装密度较低。SOP封装小外形封装，具有体积小、重量轻、便于表面贴装等特点，但引脚数较少。BGA封装球栅阵列封装，具有引脚数多、封装尺寸小、电气性能优良等特点，广泛应用于大规模集成电路封装。常见封装类型及特点02晶圆划片与晶片贴装采用机械或激光方式将晶圆切割成独立的晶片（Die）。晶圆划片原理保证切割精度和效率，避免晶片损伤，切割前需进行晶圆清洗和定位。划片操作要点切割后需对晶片进行尺寸、表面质量等方面的检查，确保切割质量。切割质量检查晶圆划片工艺原理及操作要点010203晶片贴装方法与技巧贴装方法采用胶水将晶片粘贴在基板（引线框架）的小岛上，胶水需具有良好的粘接性和导热性。贴装技巧贴装质量检查控制胶水用量，避免胶水溢出污染晶片或影响导热效果；贴装时需确保晶片与基板紧密贴合，无气泡或空隙。贴装后需对晶片进行定位精度、粘贴强度等方面的检查，确保晶片牢固、位置准确。贴装质量对后续工艺的影响贴装质量的好坏将直接影响后续引线键合、塑封等工艺的质量和可靠性，进而影响最终产品的性能。贴装质量评估指标包括贴装精度、粘贴强度、气泡数量等。质量检查方法采用显微镜、X射线等检测手段对贴装质量进行检查，确保贴装质量符合工艺要求。贴装质量检查与评估03金属导线连接与导电性树脂应用焊接连接利用熔融的金属将导线焊接在一起，形成永久性的电气连接。具有连接强度高、接触电阻低、导电性能好等优点。绕接连接将导线缠绕在连接点上，再用螺钉等工具紧固。这种方法适用于连接较细的导线，但连接点的电阻较大，容易出现接触不良的情况。压接连接通过机械压力将导线压接在一起，实现电气连接。这种方法无需焊接，操作简便，但对材料的导电率和机械强度要求较高。导线夹连接技术导线夹连接技术是一种用于导线连接的技术，钩型导电夹直接插入被连接母排，其弹簧片起压紧作用，另一导体从侧上部插入，并用顶部的螺钉紧固，完成装配工作。金属导线连接技术介绍导电性树脂可以作为填充材料，填充在半导体芯片与封装基板之间，起到电气连接和绝缘的作用。导电性树脂可以作为粘接剂，将半导体芯片粘贴在封装基板上，同时实现电气连接。导电性树脂可以作为涂层材料，涂覆在半导体芯片表面，防止外界环境对芯片的影响，同时实现电气连接。导电性树脂还可以作为封装材料，将整个半导体封装起来，保护芯片免受机械损伤和外界环境的影响。导电性树脂在封装中的应用填充材料粘接剂涂层材料封装材料材料因素连接质量受导电材料、绝缘材料、填充材料等多种材料的影响，材料的导电性能、热膨胀系数、粘附力等都会直接影响连接质量。连接质量影响因素分析01工艺因素连接过程中的温度、压力、时间等工艺参数对连接质量有重要影响，不合理的工艺参数会导致连接点出现虚焊、压接不紧等问题。02设计因素连接点的设计、导线截面积、连接形式等都会影响连接质量，设计不合理会导致电流分布不均、应力集中等问题。03环境因素温度、湿度、腐蚀等环境因素也会对连接质量产生影响，长期处于恶劣环境下会导致连接点失效。0404塑料外壳封装保护及后续操作材料选择通常选用环氧树脂模塑料（EMC）或聚酰亚胺（PI）等材料，这些材料具有良好的绝缘性、耐高温性和耐化学腐蚀性能。性能要求塑料外壳应具备良好的密封性能，防止外部湿气、灰尘等侵入；同时还应具备一定的抗冲击强度和硬度，以保护内部芯片。塑料外壳材料选择与性能要求包括晶片粘贴、引线键合等工序，确保芯片与基板之间的连接牢固可靠。塑封前准备将塑料外壳加热软化，然后通过模具压制成型，将芯片包裹在内部，形成保护层。塑封过程包括去除多余塑料、平整表面等工序，以确保封装质量。塑封后处理封装保护工艺流程详解010203后续操作包括哪些环节固化将封装好的芯片在高温下进行固化处理，以增强塑料外壳的硬度和耐温性。切割根据需要，将封装好的芯片切割成独立的单元。测试进行电学性能和可靠性测试，以确保产品质量。打包将测试合格的芯片进行包装，以便于运输和存储。05成品测试、检验与包装入库采用自动化测试设备，对封装后的芯片进行功能、性能、可靠性等方面的测试。测试方法根据产品或客户要求，制定测试规范，确定测试条件和测试方法，包括测试温度、测试电压、测试频率等。测试标准成品测试方法及标准检验项目外观检查、电性能测试、环境适应性测试等。指标设置根据产品或客户要求，制定具体的检验指标和合格标准，如外观缺陷数量、电性能参数范围、可靠性测试时间等。检验项目与指标设置包装入库要求及注意事项入库注意事项对包装好的产品进行标识，包括产品名称、型号、数量、生产日期等信息；存放时要按照规定的温度和湿度条件进行储存，避免受潮、受热、受挤压等影响。包装要求采用符合标准的包装材料和包装方式，确保产品在运输和储存过程中不受损坏。06半导体封装行业发展趋势与挑战竞争格局激烈全球半导体封装市场由少数几家大型企业主导，但中小企业在特定领域仍有较大发展空间。全球半导体封装市场快速增长受益于电子产品的普及和智能化趋势，全球半导体封装市场呈现出快速增长的态势。封装技术不断创新随着半导体工艺技术的不断进步，封装技术也在不断创新，如三维封装、系统级封装等。当前市场现状及竞争格局分析技术创新使得封装密度不断提高，满足了电子产品小型化、轻量化的需求；同时，性能也得到了显著提升。提高封装密度和性能技术创新带来的生产工艺优化和效率提升，有助于降低封装成本，提高市场竞争力。降低成本技术创新不断涌现，为半导体封装行业带来了新的发展机遇和动力。推动行业发展技术创新对行业发展的影响市场竞争加剧随着市场的不断扩大和技术的不断传播，封装市场竞争将越来越激烈。应对策略加强技术研发，提高自主创新能力；优化生产流程