集成电路封装技术（第二版）课件 项目6 粘接工艺

2025集成电路封装技术1IntegratedCircuitPackagingTechnology芯片装片1芯片粘接2芯片粘接流程芯片粘接(DieBonding或DieMount)也称为装片，是将集成电路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。如图所示，已切割下来的芯片要贴装到引脚架的中间焊盘上。划片后的晶圆引线框架局部芯片什么叫装片?框架银浆芯片将芯片装到框架上(用银浆粘接)引脚装片作用：使芯片和封装体之间产生牢靠的物理性连接在芯片或封装体之间产生传导性或绝缘性的连接提供热量的传导及对内部应力的缓冲吸收物理连接电气连接导热2025/10/285芯片环氧树脂引线框架简介组成：芯片焊盘和引脚两部分。引线框架有三个主要作用：

1.为芯片提供机械支撑，在灌封以及后续使用中都依赖框架的支撑

2.提供电气连接，沟通芯片和外部电路。所有信号，电源都通过管脚传输

3.提供散热通路，管脚相对塑封有更低的热阻，是主要的散热渠道。材料：主要是铜合金物料装片方式注意！芯片座尺寸芯片（晶粒）大小匹配芯片座过大芯片座过小引线跨度太大芯片超出芯片座共晶粘贴法（金-硅合金）导电胶粘贴法（环氧树脂粘接）焊接粘贴法（铅-锡合金）玻璃胶粘贴法陶瓷封装与金属封装

塑料封装芯片粘接主要的四种贴装方式：导电胶粘贴环氧树脂设备：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。装片机上芯区收料区上料区显示区点浆区机台装片方式装片工艺流程介绍来料整理装料设置参数粘接收料银浆固化质量检查所有工作完成后应及时打扫卫生，收拾物料，保持设备清洁，并与下一道工序的操作员进行产品交接工作。粘接过程进料：引线框架被送至轨道上，钩针运输点银浆：银浆分配器在引线架的指定位置点好银浆取芯：吸嘴（抓片头）将合格芯片从蓝膜上吸取上芯：装到引线架的指定位置，银浆固化，实现固定下料：完成粘接，放入收料盒32芯片环氧树脂引线框架点胶取放芯片固化图示怎么装

331.点胶怎么做

点胶使用前回温，搅拌怎么装

342.取放芯片怎么做

装片机捡拾芯片过程工作原理：吸嘴芯片顶针蓝膜抓片头校正台圆片簿膜怎么装

353.固化怎么做

固化175℃

1个小时（N2）怎么装

364.装片做得怎么样，有问题怎么处理

脱金层装片后芯片背金层脱落装片不牢,或无牢度怎么装

37芯片背金成份或背金厚度原因导致装片熔化不良装片牢度不够装片不牢或金层熔化不良4.装片做得怎么样，有问题怎么处理

怎么装

完成图:装片方式虚拟仿真实训平台谢谢观看20252025集成电路封装技术22IntegratedCircuitPackagingTechnology芯片粘接1芯片粘接工序的操作2故障排除芯片手动烧结工艺流程..\文本\手动烧结工艺流程.docx芯片自动粘接工艺流程来料整理装料设置参数粘接收料银浆固化质量检查芯片自动粘接工艺流程谢谢观看20252025集成电路封装技术28IntegratedCircuitPackagingTechnology芯片粘接1装片方式2芯片粘接工序失效分析装片的要求:要求芯片和框架基岛（Bed)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可能有的高温，保证器件在各种条件下使用有良好的可靠性。热膨胀系数(CTE)热膨胀系数(CTE):因温度变化而引起物料尺寸上的变化量,常用单位为ppm/°C共晶粘贴法（金-硅合金）导电胶粘贴法（环氧树脂粘接）焊接粘贴法（铅-锡合金）玻璃胶粘贴法陶瓷封装与金属封装

塑料封装芯片粘接主要的四种贴装方式：导电胶粘贴环氧树脂共晶装片:共晶黏结法利用金-硅合金，363℃时产生的共晶反应特性进行IC芯片的黏结固着。什么是共晶:共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段。其熔化温度称共晶温度。共晶是在低于任一种组成物金属熔点的温度下所有成分的融合。在大多数例子中，共晶合金中组成物金属的熔点与它在纯金属状态下的熔点相差100℃。关于润湿:润湿不良的接合将导致空洞(Voids)的产生而使接合强度与热传导性降低，同时也会造成应力分布不均匀而导致IC芯片破裂损坏实际的共晶方式:将背金好的IC芯片置于已镀有金膜的基板芯片座上，再加热至约425℃藉金-金之交互扩散作用而形成接合，共晶黏结通常在热氮气或者是热氮氢气保护的环境中进行以防止硅之高温氧化，基板与芯片在反应前亦须施予一交互磨擦(Scrubbing)的动作以除去硅氧化表层，增加反应液面的润湿性。树脂组成:它采用环氧，聚亚胺，酚醛，聚胺树脂及硅树脂作为粘接剂，加入银粉作为导电用，再加入氧化铝粉填充料，导热就好。树脂粘接法:由于高分子材料与铜引脚框架材料的的热膨胀系数相近，高分子胶黏结法因此成为塑料构装常用的芯片黏结法，其亦利用戳印、网印或点胶等方法将环氧树酯(Epoxy)或聚亚酰胺等高分子胶涂布于引脚架的芯片承载座上，置妥IC芯片后再加热使完成黏接。高分子胶中亦可填入银等金属以提高其热传导性玻璃胶粘结法:玻璃胶黏结法为仅适用于陶瓷构装之低成本芯片黏结技术，其系以戳印(Stamping)、网印(ScreenPrinting)、或点胶(SyringeDispensing)的方法将填有银的玻璃胶涂于基板的芯片座上，置于IC芯片后再加热除去胶中的有机成分，并使玻璃熔融接合。玻璃胶黏结法可以得到无孔洞、热稳定性优良、低残余应力与低湿气含量的接合，但在黏结热处理过程中，冷却温度须谨慎控制以防结合破裂；胶中的有机成分亦须完全除去，否则将有害构装的结构稳定与可靠度。焊料粘结法:焊料黏结法为另一种利用合金反应进行芯片黏结的方法，能形成热传导性优良的黏结为其主要的优点。焊料黏结法也必须在热氮气遮护的环境中进行以防止焊锡氧化及孔洞的形成，常见的焊料有金-硅、金-锡、金-锗等硬质合金与铅-锡、铅-银-铟等软质合金，使用硬质焊料可以获得良好抗疲劳(Fatigue)与抗潜变(Creep)特性的黏结，但它有因热膨胀系数差异引致的应力破坏问题；使用软质焊料可以改善此一缺点，但使用前须在IC芯片背面先镀上多层金属薄膜以促进焊料的润湿。三种比较:1、共晶的工艺导热电性能好，但在焊接中易产生热应力，受芯片背面金属结构限制，一般只用于小芯片装片。2、导电胶工艺通用性强，大小芯片装片均适用，但热电性能比共晶差。3、铅锡银工艺导热电性能介于共晶、导电胶之间，装片后铅锡银的厚度有一定控制范围。铅锡银厚度高于上限，易造成散热慢，热阻偏高；铅锡不能太少，铅锡银厚度低于下限，易引起抗疲劳性能差，接触不良，甚至造成芯片破裂。点胶头点胶头：根据芯片大小和引线框架上的芯片焊盘的大小选择点胶头点胶头：根据芯片大小和引线框架上的芯片焊盘的大小选择更换点胶头更换不在同范围内大小的芯片更换银浆类型装片机停机超过4小时（设备型号和企业的不同，会有所不同）点胶头损坏点胶头堵塞CTE不匹配导致的应力焊料（胶层）界面失效因焊料（胶层）界面的分离而引起的失效焊料（胶层）本体失效因焊料（胶层）本体的断裂而引起的失效通常被认为是较好的失效模式焊料（胶层）界面/焊料（胶层）本体失效两种失效模式的混合型失效模式分类:焊料或粘胶Die基材未失效

焊料（胶层）界面分离焊料（胶层）界面失效模式(在粘合材料和基材的界面上)焊料（胶层）本体断裂焊料（胶层）本体失效模式(粘合材料本体断裂)实例:失效模式100%粘合剂与芯片界面分离芯片上无胶100%粘合剂与基材界面分离基材上无胶100%胶层本体断裂胶在两种粘合体上实例:失效模式裂纹:由于芯片材质或装片吸片压力或装片压力不当失效模式缺角:失效模式擦伤:芯片表面由于装片过程吸嘴嵌入杂质,导致芯片表面压伤或芯片在生产运输过程中与外界硬物擦伤.开路或短路失效模式空洞:銀胶气孔面积不得超過晶粒