【正文】 和燒結(jié)（聚合）的方法，而薄膜是通過真空蒸發(fā)、濺散、氣相化學(xué)淀積、電鍍等方法而形成。 厚膜與薄膜的概念 相對(duì)于三維塊體材料，從一般意義上講，所謂膜，由于其厚度尺寸小，可以看著是物質(zhì)的二維形態(tài)。此時(shí)完成了再流焊。貼片元器件是通過焊膏固定的。缺點(diǎn)是字跡較淡。粗糙的表面油墨的粘附性好。油墨是高分子化合物，是基于環(huán)氧或酚醛的聚合物，需要進(jìn)行熱固化，或使用紫外光固化。先切筋，然后完成上焊錫，再進(jìn)行成型工序，其好處是可以減少?zèng)]有上焊錫的截面面積，如切口部分的面積。電鍍液還會(huì)造成離子污染。 上焊錫 封裝后要對(duì)框架外引線進(jìn)行上焊錫處理，目的是在框架引腳上做保護(hù)層和增加其可焊性。在去飛邊毛刺過程中，介質(zhì)會(huì)將框架引腳的表面輕微擦磨，這將有助于焊料和金屬框架的粘連。 第二章 封裝工藝流程 成型技術(shù) 轉(zhuǎn)移成型設(shè)備 在自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備中，產(chǎn)品的預(yù)熱、模具的加熱和轉(zhuǎn)移成型操作都在同一臺(tái)設(shè)備中完成，并由計(jì)算機(jī)實(shí)施控制。若繼續(xù)加熱，則聚合物只能變軟而不可能熔化、流動(dòng)。這種成型技術(shù)有 金屬封裝 、 塑料封裝 、陶瓷封裝 等，但從成本的角度和其它方面綜合考慮，塑料封裝是最為常用的封裝方式，它占據(jù) 90%左右的市場(chǎng)。一個(gè) ， 10分鐘可完全充滿縫隙，用料大約 。 ⑨在高溫高濕環(huán)境條件下，填料的絕緣電阻要高，即要求雜質(zhì)離子（ Cl、 Na＋ 、 K＋等）數(shù)量要低。 ④要達(dá)到耐熱循環(huán)沖擊的可靠性，填料應(yīng)有高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。 第二章 封裝工藝流程 倒裝焊芯片下填充環(huán)氧樹脂填料要求 應(yīng)小于倒裝焊芯片與基板間的間隙，以達(dá)到芯片下各處完全填充覆蓋。例如小于 50μm 凸點(diǎn)尺寸或節(jié)距，這樣使用 ACA常規(guī)倒裝焊方法，將使橫向短路的可能性隨之增加。 UV的光強(qiáng)可在 1500mW/cm2以上，光強(qiáng)越強(qiáng)，固化時(shí)間越短。 第二章 封裝工藝流程 各向異性導(dǎo)電膠 在大量的液晶顯示器 (LCD)與 IC芯片連接的應(yīng)用中，典型的是使用 各向異性導(dǎo)電膠薄膜 （ ACAF）將 TAB的外引線焊接（ OLB）到玻璃顯示板的焊區(qū)上，但最小外引腳焊接（ OLB outer lead bonding）的節(jié)距為 70μ m。 3）倒裝焊時(shí) PbSn焊料熔化再流時(shí)較高的表面張力會(huì)產(chǎn)生“自對(duì)準(zhǔn)效果，這就使 C4芯片倒裝焊時(shí)對(duì)準(zhǔn)精度要求大為寬松。 第二章 封裝工藝流程 再流 FCB法 這種焊接方法專對(duì)各類 PbSn焊料凸點(diǎn)進(jìn)行再流焊接，俗稱再流焊接法。 將欲 FCB的基板放置在承片臺(tái)上，用檢拾焊頭檢拾帶有凸點(diǎn)的芯片，面朝下對(duì)著基板，一路光學(xué)攝像頭對(duì)著凸點(diǎn)芯片面，一路光學(xué)攝像頭對(duì)著基板上的焊區(qū)，分別進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)對(duì)位，并顯示在屏上。 （ 1） FCB互連基板的金屬焊區(qū)制作 要使 FCB芯片與各類基板互連達(dá)到一定的可靠性要求，關(guān)鍵是安裝互連 FCB芯片的基板頂層金屬焊區(qū)要與芯片凸點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，與凸點(diǎn)金屬具有良好的壓焊或焊料浸潤(rùn)特性。加工過程少，工藝簡(jiǎn)單易行，適合大批量制作各種類型的凸點(diǎn)。 缺點(diǎn) : 是形成的凸點(diǎn)大且低。在多層化金屬上可用多種方法形成不同尺寸和高度要求的凸點(diǎn)金屬，其分類可按凸點(diǎn)材料分類，也可按凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分類。 倒裝焊的典型例子是 IBM公司的 C4(ControlledCollapse Chip Connection，可控塌陷芯片連接 )技術(shù)。 對(duì)于微電子封裝的引線框架或在生產(chǎn)線上連接安裝載帶芯片的電子產(chǎn)品，可使用外引線壓焊機(jī)將卷繞的載帶芯片連接進(jìn)行外引線焊接，焊接時(shí)要及時(shí)應(yīng)用切斷裝置，將每個(gè)焊點(diǎn)外沿處將引線和聚酰亞胺（ PI）支撐框架以外的部分切斷并焊接。 封膠的材料 一般為環(huán)氧樹脂 (Epoxy)和硅橡膠 (Silicone)。 焊接工藝條件： 焊接溫度 T=450500℃ ；焊接壓力 P=50g；焊接時(shí)間 t=。 第二章 封裝工藝流程 載帶自動(dòng)鍵合技術(shù) 內(nèi)引線焊接 第二章 封裝工藝流程 TAB內(nèi)引線焊接技術(shù),焊接程序 對(duì)位 給做成電路的晶圓片上的芯片進(jìn)行測(cè)試，給壞芯片打上標(biāo)記 —用劃片機(jī)劃片 —將劃過片的大圓片（晶圓片的背面有粘著層，經(jīng)劃片后仍呈大圓片狀）放置在焊接機(jī)的承片臺(tái)上 —按設(shè)計(jì)程序?qū)⑿阅芎玫?IC芯片置于載帶引線圖形下面，使載帶引線圖形對(duì)芯片凸點(diǎn)進(jìn)行精確對(duì)位。當(dāng)芯片凸點(diǎn)是 Au、 Au/Ni、 Cu/Au，而載帶Cu箔引線也是鍍這類凸點(diǎn)金屬時(shí)，使用熱壓焊；而載帶 Cu箔引線鍍層為 Pb/Sn時(shí)，或者芯片凸點(diǎn)具有 Pb/Sn，而載帶Cu箔引線是上述硬金屬時(shí)就要用熱壓再流焊。然后將銅帶與 Kapton帶進(jìn)行疊合處理，使銅帶壓合在齒孔機(jī)的 Kapton。將聚酰亞胺進(jìn)行光刻，然后窗口和齒孔用 KOH或 NaOH腐蝕出來，再用FeCl3銅標(biāo)腐蝕液將銅帶上所需圖形腐蝕出來。單層結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是全部引線與金屬支撐架相連接，妨礙了帶上器件的測(cè)試檢驗(yàn)和通電老化。方法是將光刻膠涂在銅帶的兩側(cè)。在引腳前端有凸點(diǎn)的載帶由專門的制造商提供，這樣就避免了在芯片焊區(qū)制作凸點(diǎn)的麻煩，降低了生產(chǎn)成本。因此改進(jìn)凸塊制作技術(shù)成為一項(xiàng)研究的熱門課題。擴(kuò)散阻擋層的作用是阻止芯片上的鋁與凸塊材料之間的擴(kuò)散反應(yīng)而形成金屬間化合物。 直狀凸點(diǎn)制作是使用厚膜抗腐蝕劑做掩膜，掩膜的厚度與要求的凸點(diǎn)高度一致，所以始終電流密度均勻，凸點(diǎn)的平面是平整的。 凸塊式芯片 TAB，先將金屬凸塊長(zhǎng)成于 IC芯片的鋁鍵合點(diǎn)上，再與載帶的內(nèi)引腳鍵合。 例如，聚酰亞胺（ PI）、聚乙烯對(duì)本二甲酸脂（ PET）和苯并環(huán)丁烯（ BCB） TAB金屬材料： 要求導(dǎo)電性能好，強(qiáng)度高，延展性、表面平滑性良好，與各種基帶粘貼牢固，不易剝離，易于用光刻法制作出精細(xì)復(fù)雜的圖形，易電鍍 Au、 Ni、 Pb/Sn焊接材料，例如， Al、 Cu。 （ 4）在芯片最終封裝前可進(jìn)行預(yù)測(cè)試和通電老化。 第二章 封裝工藝流程 TAB技術(shù)較之常用的引線工藝的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）對(duì)高速電路來說，常規(guī)的引線使用圓形導(dǎo)線，而且引線較長(zhǎng)，往往引線中高頻電流的趨膚效應(yīng)使電感增加，造成信號(hào)傳遞延遲和畸變，這是十分不利的。這些都在載帶上完成。再利用熱壓模將導(dǎo)線排精確鍵合到芯片上。 在其特定的位置上開出一個(gè)窗口。 金線 純金線的純度一般用 4個(gè) 9。 第二章 封裝工藝流程 打線鍵合的線材與可靠度 （ 1）合金線材 鋁合金線 因純鋁線材太軟很少使用。 （ 3）熱超聲波鍵合 熱超聲波鍵合 是熱壓鍵合與超聲波鍵合的混合技術(shù)。 由于熱壓焊是在高溫下進(jìn)行的，通常使用的金屬線為金線（抗氧化性強(qiáng)）。 打線鍵合技術(shù)介紹 （ 2）熱壓鍵合 第二章 封裝工藝流程 先將金屬線穿過毛細(xì)管狀的鍵合工具（稱 為瓷嘴或焊針），該工具是由碳化鎢或氧化鋁等耐高溫材料制成；然后再電子點(diǎn)火或氫焰將金屬線燒斷并利用熔融金屬的表面張力作用使線的末端灼燒成球（直徑約為金屬線直徑的 23倍），鍵合工具再將金屬球壓至已經(jīng)預(yù)熱到 150250℃ 的第一金屬焊墊上進(jìn)行球形鍵合?？梢?C4適合于高密度組裝。在降溫時(shí)要控制降溫速度，否則會(huì)造成應(yīng)力破壞，影響可靠度。不過起粘接作用的是低溫玻璃粉。 固體薄膜： 將其切割成合適的大小放置于芯片與基座之間，然后再進(jìn)行熱壓接合。在倒裝芯片封裝中應(yīng)用較多。銀粉起導(dǎo)電作用，而環(huán)氧樹脂起粘接作用。 軟質(zhì)焊料： 鉛 錫、鉛 銀 銦。在所考察的截面某一點(diǎn)單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力（ Stress）。 優(yōu)點(diǎn)： 塑變應(yīng)力值高（ “內(nèi)應(yīng)力 ”指組成單一構(gòu)造的不同材質(zhì)之間，因材質(zhì)差異而導(dǎo)致變形方式的不同，繼而產(chǎn)生的各種應(yīng)力。 一般工藝方法 將芯片背面淀積一定厚度的 Au或 Ni，同時(shí)在焊盤上淀積AuPdAg和 Cu的金屬層。 第二章 封裝工藝流程 預(yù)型片法 ，此方法適用于較大面積的芯片粘貼。 芯片貼裝 芯片貼裝，也稱芯片粘貼，是將芯片固定于封裝基板或引腳架芯片的承載座上的工藝過程。 先劃片后減薄和減薄劃片兩種方法 第二章 封裝工藝流程 DBG(dicing before grinding) 在背面磨削之前，將硅片的正面切割出一定深度的切口，然后再進(jìn)行磨削。切割分部分劃片（不劃到底，留有殘留厚度）和完全分割劃片。這樣就對(duì)芯片的切分帶來困難。成型工序是在凈化環(huán)境中進(jìn)行的，由于轉(zhuǎn)移成型操作中機(jī)械水壓機(jī)和預(yù)成型品中的粉塵達(dá)到 1000級(jí)以上（空氣中 粉塵達(dá) 1000個(gè) /m3以上）。許多工廠將生產(chǎn)好的芯片送到幾千公里以外的地方去做封裝。 芯片封裝和芯片制造不在同一工廠完成 它們可能在同一工廠不同的生產(chǎn)區(qū)、或不同的地區(qū)，甚至在不同的國(guó)家。 第二章 封裝工藝流程 封裝工藝流程概況 流程一般可以分成兩個(gè)部分：在用塑料封裝之前的工序稱為 前段工序 ，在成型之后的操作稱為 后段工序 。 第二章 封裝工藝流程 硅片減薄 硅片切割 芯片貼裝 芯片互連 去飛邊毛刺 切筋成形 上焊錫 打碼 成型技術(shù) 芯片切割 、為什么要減薄 半導(dǎo)體集成電路用硅片 4吋厚度為 520μm ， 6吋厚度為670μm ?，F(xiàn)在劃片機(jī)都是自動(dòng)的，機(jī)器上配備激光或金鋼石的劃片刀具。這樣會(huì)嚴(yán)重影響芯片的碎裂強(qiáng)度。 這兩種方法都很好地避免了或減少了減薄引起的硅片翹曲以及劃片引起的邊緣損害，大大增強(qiáng)了芯片的抗碎能力。 一般工藝方法 陶瓷基板芯片座上鍍金膜 將芯片放置在芯片座上 熱氮?dú)夥罩校ǚ姥趸┘訜岵⑹拐迟N表面產(chǎn)生摩擦（去除粘貼表面氧化層） 約 425℃ 時(shí)出現(xiàn)金 硅反應(yīng)液面，液面移動(dòng)時(shí)，硅逐漸擴(kuò)散至金中而形成緊密結(jié)合。優(yōu)點(diǎn)是熱傳導(dǎo)性好。 第二章 封裝工藝流程 合金焊料 硬質(zhì)焊料 軟質(zhì)焊料 硬質(zhì)焊料： 金 硅、金 錫、金 鍺。物體由于外因而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。 缺點(diǎn)： 因材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)不同而引發(fā)應(yīng)力破壞。 導(dǎo)電膠粘貼法 導(dǎo)電膠是銀粉與高分子聚合物（環(huán)氧樹脂）的混合物。 （ 3）各向異性導(dǎo)電聚合物，電流只能在一個(gè)方向流動(dòng)。 導(dǎo)電膠貼裝工藝 第二章 封裝工藝流程 膏狀導(dǎo)電膠： 用針筒或注射器將粘貼劑涂布到芯片焊盤上（不能太靠近芯片表面，否則會(huì)引起銀遷移現(xiàn)象），然后用自動(dòng)拾片機(jī)（機(jī)械手）將芯片精確地放置到焊盤的粘貼劑上，在一定溫度下固化處理（ 150℃ 1小時(shí)或 186℃ 半小時(shí)）。 玻璃膠粘貼法 與導(dǎo)電膠類似，玻璃膠也屬于厚膜導(dǎo)體材料（后面我們將介紹）。由于完成粘貼的溫度要比導(dǎo)電膠高得多，所以它只適用于陶瓷封裝中。 打線鍵合 適用引腳數(shù)為 3257；載帶自動(dòng)鍵合的適用引腳數(shù)為 12600；倒裝芯片鍵合適用的引腳數(shù)為616000。從而限制了打線速度。 由于鍵合工具頂端是圓錐形的，所以得到的焊點(diǎn)通常為新月狀 。原因是鋁線不易在線的末端灼燒成球。其目的是抑制鍵合界面的金屬間化合物（類似于化學(xué)鍵，金屬原子的價(jià)電子形成鍵）的成長(zhǎng)，和降低基板高分子材料因高溫產(chǎn)生形變。其優(yōu)點(diǎn)是抗疲勞性優(yōu)良，生成金屬間化合物的影響小。 第二章 封裝工藝流程 （ 2）影響打線鍵合可靠度因素 第二章 封裝工藝流程 封膠和粘貼材料 與線材的反應(yīng) 金屬間化合物的形成 可靠度常用拉力試驗(yàn) 和鍵合點(diǎn)的剪切試驗(yàn) 測(cè)試檢查 可靠度因素 載帶自動(dòng)鍵合技術(shù) 第二章 封裝工藝流程 載帶自動(dòng)健合技術(shù)是在類似于 135膠片的柔性載帶粘結(jié)金屬薄片，（像電影膠片一樣卷在一帶卷上，載帶寬度 870mm。 當(dāng)載帶卷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，載帶依靠齒孔往前運(yùn)動(dòng)，使帶上的窗口精確對(duì)準(zhǔn)帶下的芯片。 TAB技術(shù)中內(nèi)引線鍵合后還要作后道工序，包括電學(xué)測(cè)試、通電老化，外引線鍵合、切下，最后進(jìn)行封裝工藝（。為降低引線成本的需要， TAB技術(shù)越來越受到人們的青睞，促使許多半導(dǎo)體廠家積極開發(fā)研究。 （ 3） TAB技術(shù)中使用銅線而不使用鋁線，從而改善器件的熱耗散性能。 第二章 封裝工藝流程 載帶自動(dòng)鍵合技術(shù) TAB技術(shù)的關(guān)鍵材料 基帶材料： 要求耐高溫，與金屬箔粘貼性好，熱匹配