集成電路制造工藝

--芯片組裝工藝流程單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室第八章組裝工藝芯片組裝工藝流程引線鍵合技術(shù)芯片封裝技術(shù)本章要點(diǎn)第八章組裝工藝芯片組裝工藝流程引線鍵合技術(shù)芯片封裝技術(shù)本章要點(diǎn)§8.1芯片組裝工藝流程組裝又稱后道工序，是指將中測(cè)后的合格芯片從圓片上裝配到管座上并進(jìn)而封裝成為實(shí)用性的單個(gè)元器件或集成電路。一.組裝工藝的目的二.組裝工藝的作用1.保護(hù)作用給芯片提供一個(gè)堅(jiān)硬的外殼，提高器件或電路的機(jī)械強(qiáng)度2.電氣傳導(dǎo)給器件或電路提供適當(dāng)?shù)墓苣_，使內(nèi)部電學(xué)功能轉(zhuǎn)移到管腳上3.隔絕作用隔絕芯片與外界的接觸，使它工作時(shí)不受或少受外界的影響4.提供散熱封裝可以給芯片提供一定的散熱裝置，防止芯片過(guò)熱5.電磁屏蔽金屬封裝的器件或電路可以起到電磁屏蔽的作用減薄與劃片貼片鍵合封裝去飛邊電鍍切筋成型打印、成測(cè)包裝出貨三.組裝工藝的流程四.減薄減薄的目的：在前道工序中，為減少硅片的碎裂和防止硅片翹曲，硅片不能太薄，但硅片厚了會(huì)帶來(lái)如下的問(wèn)題：硅片太厚不容易劃片硅片太厚不容散熱硅片太厚，體電阻增加，器件的飽和壓降會(huì)增大所以在做封裝前要對(duì)硅片進(jìn)行減薄四.劃片與裂片劃片的目的：將具有數(shù)百個(gè)集成電路的管芯的圓片分割成許多單獨(dú)的管芯以便裝片。劃片的方法：

金剛刀劃片激光劃片金剛砂輪劃片

五.貼片（裝片）貼片的目的：將鏡檢好的芯片放在基板（或引線框架）上的指定位置，并且粘結(jié)固定到基板（或引線框架）貼片的要求導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能好機(jī)械強(qiáng)度高，可靠性好化學(xué)穩(wěn)定性好裝配定位準(zhǔn)確貼片的方法：貼片方式粘結(jié)方式技術(shù)要點(diǎn)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)共晶粘貼法金屬共晶化合物：擴(kuò)散預(yù)型片和芯片背面鍍膜高溫工藝、CTE失配嚴(yán)重，芯片易開裂焊接粘結(jié)法錫鉛焊料，合金反應(yīng)背面鍍金或鎳，焊盤淀積金屬層導(dǎo)熱好，工藝復(fù)雜，焊料易氧化導(dǎo)電膠粘結(jié)法環(huán)氧樹脂（填充銀），化學(xué)結(jié)合芯片不需預(yù)處理，粘結(jié)后固化處理，或熱壓結(jié)合熱穩(wěn)定性不好，吸潮形成空洞、開裂共晶粘貼法共晶粘貼法是利用金-硅合金，先將硅片置于已鍍金膜的陶瓷基板芯片底座上，再加熱到約425℃，借助金-硅共晶反應(yīng)，液面的移動(dòng)使硅逐漸擴(kuò)散至金中形成緊密接合，從而完成芯片粘貼焊接粘貼法焊接粘貼在芯片背面淀積一定厚度的金或鎳，用鉛-錫合金制作的焊料將芯片很好的焊接在焊盤上。焊接條件：熱氮?dú)饣蚰芊乐寡趸臍夥?，防止焊料的氧化和孔洞的形成。工藝特點(diǎn)：焊接粘貼法熱傳導(dǎo)性好導(dǎo)電膠粘貼（環(huán)氧樹脂黏貼）

常用環(huán)氧、聚酰亞胺、酚醛以及有機(jī)樹脂作粘貼劑。加金、銀粉—導(dǎo)電膠；加氧化鋁—絕緣膠。導(dǎo)電膠粘貼法操作簡(jiǎn)便，是塑料封裝常用的芯片粘貼法，但缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性不好。它容易在高溫時(shí)發(fā)生劣化及引發(fā)粘貼劑中有機(jī)物氣體泄漏，使產(chǎn)品可靠性降低，因此不適用于高可靠度的封裝。應(yīng)用：環(huán)氧樹脂粘貼牢固，有良好的傳熱和散熱功能，廣泛用于IC芯片的粘貼，尤其是MOS電路。裝片與粘貼的質(zhì)量控制常見的有以下質(zhì)量問(wèn)題：1.

芯片位置異常a.芯片傾斜b.芯片平移c.芯片旋轉(zhuǎn)d.未和銀膏對(duì)齊2.虛焊工藝規(guī)范選擇不當(dāng)清潔度差+-5°以下為合格品）+-0.35mm以下為合格者+-0.35mm以下為合格者+-5°以下為合格品六.鍵合鍵合的定義

將芯片焊區(qū)與電子封裝外殼的I/O引線或基板上的金屬布線焊區(qū)連接，實(shí)現(xiàn)芯片與封裝結(jié)構(gòu)的電路連接。打線鍵合技術(shù)（WBwirebonding)倒裝芯片鍵合（FCBflipchipbonding)載帶自動(dòng)鍵合技術(shù)（TAB)鍵合的方式七.封裝封裝的定義在一定的溫度、壓力、時(shí)間條件下，在特定的封裝模具中（根據(jù)封裝外形所設(shè)計(jì)），用熔化的環(huán)氧塑封樹脂把經(jīng)過(guò)貼裝、互連的芯片與引線框封裝成為具有一定外形特征產(chǎn)品的過(guò)程。金屬封裝塑料封裝陶瓷封裝封裝的方式金屬封裝堅(jiān)固耐用，熱阻小有良好的散熱性能，有電磁屏蔽作用，但是缺點(diǎn)是成本高，重量重，體積大塑料封裝重量輕，體積小，有利于微型化，節(jié)省大量的金屬和合金，成本降低，適合于自動(dòng)化生產(chǎn)，但機(jī)械性能差，導(dǎo)熱能力弱，對(duì)電磁不能屏蔽，一般適用于民品。八.去飛邊毛刺毛刺飛邊是指封裝過(guò)程中，塑封料樹脂溢出、貼帶毛邊、引線毛刺等飛邊毛刺現(xiàn)象。介質(zhì)去毛刺飛邊：通過(guò)研磨料和高壓空氣一起沖洗模塊，研磨料在去除毛刺的同時(shí)，可將引腳表面擦毛，有助于后續(xù)上錫操作。溶劑去飛邊毛刺和水去飛邊毛刺：利用高壓液體流沖擊模塊，利用溶劑的溶解性去除毛刺飛邊，常用于很薄毛刺的去除。九.電鍍采用電鍍的方式在引腳上進(jìn)行鍍上一層保護(hù)性薄膜（焊錫），以增加引腳抗蝕性和可焊性。電鍍之前要先將引腳清洗，然后將芯片引腳放入電鍍槽進(jìn)行電鍍（焊錫），最后進(jìn)行烘干即可。上焊錫方法除了電鍍工藝外，還可以采用浸錫工藝。浸錫工藝流程為：去飛邊、去油和氧化物、浸助焊劑、加熱浸錫、清洗、烘干十.切筋成型切筋工藝，是指切除框架外引腳之間的堤壩（dambar）及在框架帶上連在一起的地方；打彎工藝則是將引腳彎成一定的形狀，以適合裝配的需要。十一