【正文】 低熔點粘片法可以人工來完成或使用能完成這四步操作的自動化設備。正是在這一步當在加熱的條件下形成了金 硅合金膜。第二步把芯片安放在粘片區(qū)。 低熔點粘片法需要四步。當加熱時，這兩層膜連同芯片底部的一層硅膜形成了一層薄的合金膜。芯片底部的粘片區(qū)域被沉積上或被鍍上一層金。金會被鍍到粘片區(qū)，然后在加熱的條件下與芯片底部的硅形成合金。當兩種材料混在一起 時，它們會在 380186。C，而硅是 1415186。對于粘片工藝，這兩種材料分別是金和硅 。 （ 1） 低熔點粘片技術 粘片技術有兩種最主要的：低熔點融合法和銀漿粘貼法。此外，粘片劑的選用標準應為不含污染物和在余下的流水作業(yè)的加熱環(huán)節(jié)中不會釋放氣體。此結合不應松動或在余下的流水作業(yè)中變壞或 在最終的電子產品使用中失效。 4． 粘片 粘片有幾個目的：在芯片與封裝體之間產生很牢固的物理性連接，在芯片與封裝體之間產生傳導性或絕緣性的連接，作為一個介質把芯片上產生的熱傳導到封裝體上。這項檢查可以用顯微鏡人工檢查或用光學成像系統(tǒng)來自動檢查。我們最關心的是芯片棱角的質量，不應有任何崩角和裂紋。 在自動模式中，存有好品芯片（從晶圓電測來）位置數(shù)據(jù)的磁盤或磁帶被上載到機器后，真空吸筆會自動地揀出好品芯片并將其置入用在下一工序 中分區(qū)的托盤里。對于貼在塑料膜上進入工作臺的晶片，首先將其放在一個框架上，此框架將塑料膜伸展開。 2． 取放芯片 劃片后，分離的芯片被傳送到一個工作臺來挑選出好品（非墨點芯片）。在芯片被分離后，還會繼續(xù)貼在塑料膜上，這樣會對下一步提取芯片的工藝有所幫助。第二種劃片的方法是用鋸片將晶片完全鋸開成單個的芯片。對于薄的晶片，鋸片降低到晶片的表面劃出一條深入三分之一晶片厚度的淺槽。鋸片機由下列部分組成：可旋轉的晶片載臺，自動或手動的劃痕定位影像系統(tǒng)和一個鑲入鉆石的圓形鋸片。 (2)鋸片法 。此處的分裂是沿著晶片的晶體結構進行的，所以會在芯片上產生一個直角的邊緣。晶片通過加壓的圓柱滾軸后芯片得以分離。此方法要求晶片在精密工作臺上精確地定位，然后用尖端鑲有鉆石的劃片器從劃線的中心劃過。 (1)劃片法。 1. 劃片 芯片的封 裝工藝始于將晶片分離成單個的芯片。對應用于低熔點封裝技術 的晶片在封裝時，其背部需要這層鍍金層。芯片的變形會在粘片工序時產生問題。必須控制在打磨╱拋光工藝中產生的應力以防止晶片或芯片在應力下的彎曲變形。這種保護可以通過在晶片正面涂一層較厚的光刻膠來實現(xiàn)。由于晶片要被壓緊到打磨機表面或是拋光平面上，晶片的正面一定要被保護起來，然后晶片一旦被打磨薄就會易碎。 晶片打磨是個令人頭疼的工序。 此處仍使用在晶片廠打磨晶片時 用的打磨工藝（機械打磨和化學機械拋光）。晶片被打磨到 到 微米厚。這些電子 接合點可以通過晶片打磨來去除。另一個需要晶片磨薄的場合是電特性的要求。增厚的芯片同時需要更深一些的粘片凹腔，使得封裝更為昂貴。增厚的晶片在劃片工序需要更昂貴的完全劃開的方法。即晶片打 磨和背部鍍金，這兩步不是必須的，視晶片的厚度和特殊的電路設計而定。 封裝工藝 封裝前晶片的準備 當晶片廠最后一道鈍化膜及合金工序完成后，電路部分就算完成了。稱此封裝方式的一個更好的術語是 “ 弱密封性 ” 。 （ 2） 非密封型封裝體足以滿足大多數(shù)消費型電子產品如計算機和娛樂系統(tǒng)的要求。密封型封裝 體芯片用于非常嚴酷的外界環(huán)境中，例如火箭和太空衛(wèi)星中。封裝的完整性分為兩大類：密封型與非密封型 。這部分提供保護及散熱的功能。 3． 芯片╱封裝體的連接 :芯片與封裝體的電性連接是由壓焊線、壓焊球或其它芯片上的連接體完成 4． 封裝 ::粘片區(qū)、壓焊線、內部及外部引腳組成了封裝體的電子部分。 外部引腳系統(tǒng)使用兩種不同的合金，鐵 鎳合金和銅合金。側銅焊封裝形式例外。這部分引腳系統(tǒng)稱為外部引腳 。內部引腳通常是引腳系統(tǒng)中最窄的部分。 2． 內部和外部的引腳 :金屬引腳系統(tǒng)的芯片從內部的粘片區(qū)凹腔至外部的印制電路板或電子產品的是連續(xù)的。這個粘片區(qū)域可 以實現(xiàn)芯片的底部與余下的引腳系統(tǒng)之間的電性連接。 常 用的封裝件 封裝體的四種功能通過使用一系列的封裝設計得以實現(xiàn)。 9． 最終測試 為確保質量，會對每一個芯片封裝體進行一系列的最終測試，包括電性測試及環(huán)境適應的可靠性測試。在接近封裝工序的結尾，這些帶有外部引腳的封裝體還要通過一道切筋 成型工序將引腳與引腳之間的連筋切除。驗收的內容有芯片在封裝引腳架上的位置擺放是否準確，金線連接點的位置是否準確，有無污染物，芯片粘貼的質量好壞以及金線連接點的質量好壞。其它的打線方式還有在芯片的打線點上安裝半球型的金屬突起物或者用 TAB 封裝技術。 5． 粘片 各個芯片用銀漿粘貼材料或金 硅低熔點鍍金層形式粘貼在封裝體的芯片安裝區(qū)域。 3． 取片和承載 良品芯片在揀選機上被認出后，就從劃碎的晶片中被挑出來放于承載托盤中。對于要求在最低溫度下可熔化的金 硅共體封裝中的芯片其底部要求鍍一層金。各種不同工序的具體描述及其所適用于的工藝將在本節(jié) 的余下部分闡述。在具體的工藝流程中，某道工序不一定被執(zhí)行，取決于特定的芯片及封裝的要求。每一道主要的工序僅需要通過一次。在 封裝工序中也有一些基本的操作 。減少靜電的其它方法還有在氮氣和空氣混合氣的氣槍上以及從 HEPA 濾芯中流出的空氣的通道上安裝電離器。對生產軍用件的封裝廠來說，所提供的防靜電方案將是能否得到定單的必要條件之一。金屬氧化物型半導體（ MOS）柵電路結構尤其易受靜 電放電的損害。靜電累積可以積累起高達數(shù)萬伏的電壓。這同時也是封裝區(qū)域所關心的一個話題。 在封裝區(qū)域內來自于外界環(huán)境的最致命的危害是靜電。實際上，許多公司都意識到了如果污染物控制的方案不得要領，其產品注定要失敗的。雖然 封裝區(qū)域對潔凈度水平的要求遠不如晶片生產區(qū)域來得高 ，保持一定的潔凈度仍是非常重要的 。 LQFP(low profile quad flat package)薄型 QFP HSOP 帶散熱器的 SOP CSP (Chip Scale Package)芯片縮放式封裝 芯片面積與封裝面積之比 超過 1：。 其它同 PLCC。該封裝成本最低，主要用于民品。 COB(Chip On Board) 板上芯片封裝 裸芯片貼裝技術之一 ， 俗稱 “ 軟封裝 ” 。 引腳中心距 ，引腳數(shù) 18156。 J 形引腳不易變形，但焊接后的外觀檢查較為困難。 PLCC(Plastic leaded Chip Carrier) 塑料 有 引線芯片載體 引腳從封裝的四個側面引出，呈 J 字形 。 PQFP（ Plastic Quad Flat Package） 塑料方型扁平式 封裝 芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)?；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式，其引腳數(shù)一般在 100 個以上 。 引腳 有 J 形和 L 形兩種形式， 中心距 一般分 和 兩種， 引腳數(shù)832。引腳中心距通常為 ，引腳數(shù)從 64 到 447 左右。插拔 操作更方便，可靠性高 ， 可適應更高的頻率 。 電熱性能 好， 信號傳輸延遲小，可靠性高。 BGA(Ball Grid Array Package)球柵陣列封裝 表面貼裝型封裝之一 ， 其底面 按 陣 列方式制作出球形凸點用以代替引腳。適合在 PCB 板上 插 孔焊接，操作方便。散熱性能好，多用于大功率器件。散熱好，價格高，屏蔽性能良好，主要用于高檔產品。 金屬圓形 封裝 TO99 最初的 芯片封裝形式。 5 常見 集成電路 （ IC）芯片的封裝圖及引腳識別 集成電路 （ IC）芯片的封裝圖如表 51 所示 表 51 常見 集成電路 （ IC）芯片的封裝圖 SOP(Small OutLine Package) 雙列 表面安裝 式 封裝 SIP(Single Inline Package)單列直插式封裝 引腳中心距通常為 ，引腳數(shù) 2 23，多數(shù)為定制產品。如果考慮采用散熱片幫助散熱，則應考慮散熱片的重量、高度以及如何固定在印制電路板上使散熱最為有效等問題。外界環(huán)境會有明顯的差別。 6． 散熱性能和條件 在了解封裝供應商給出的熱阻值后，應計算出芯片可能達到的最高溫度，計算時應先確定最壞的外界環(huán)境溫度。當然表面安裝式會節(jié)約印刷電路板的面積，但在技術上也帶來了一些新的問題，引腳的平面一致性不夠時會使有的引腳不同時接觸到焊接表面因而造成虛焊等問題。因為只有在特殊需要及厚度空間受到限制時才選擇較薄的封裝形式，因為這會帶來成本的提高。因此， 集成電路設計者應畫出封裝的外形尺寸圖作為提供給用戶的完整性能手冊的一部分。 3． 引腳節(jié)距的尺寸 除了管腳數(shù)、腔體尺寸外還要選擇引腳節(jié)距的尺寸。這種限制包括長度和寬度兩個方面。 2． 腔體的尺寸 一定要有足夠的腔體大小保證裸芯片能夠安裝進去。 在選擇封裝時所需考慮的問題是 : 1． 管腳數(shù) 括輸入 /輸入端，控制端、電源端、地線端等的總數(shù)）。但對于ASIC 來說，封裝形式得到選擇是 ASIC 設計中的一個重要組成部分，而且應該在集成電路早期的指標性能設計階段就加以考慮。 塑料封裝：塑料的可塑性強，成本低廉，工藝簡單，適合大批量生產。 陶瓷封裝：陶瓷材料的電氣性能優(yōu)良，適用于高密度封裝。 按芯片的封裝材料分類 按芯片的封裝材料分有金屬封裝、陶瓷封裝、金屬 陶瓷封裝、塑料封裝。在形成布線的絕緣帶上搭載裸芯片，并與布線相連接的封裝。一種超小型表面貼裝型封裝，其引腳也是球形端子，節(jié)距為 、 等。焊球的節(jié)距通常為 、 、 ，與 PGA 相比，不會出現(xiàn)針腳變形問題。 BGA：球柵陣列封裝。 SOJ：小外形 J 引腳封裝。一種塑料封裝的 LCC。用于高速、高頻集成電路封裝。 LCCC：無引線陶瓷封裝載體。實裝占有面積很小。 SVP：表面安裝型垂直封裝。 QFP：四方扁 平封裝。 MSP：微方型封裝。表面貼裝型封裝的一種，引腳端子從封裝的兩個側面引出，字母 L 狀。用于高速的且大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。封裝底面垂直陣列布置引腳插腳，如同針柵。除了 芯片的寬度是 DIP 的 1/2 以外，其它特征與 DIP 相同。該類型的引腳在芯片兩側排列，引腳節(jié)距為 mm，芯片集成度高于 DIP。該類型的引腳也在芯片單側排列，只是引腳比 SIP 粗短些，節(jié)距等特征也與 DIP 基本相同。該類型的引腳在芯片單側排列，引腳節(jié)距等特征與 DIP 基本相同。顧名思義，該類型的引腳在芯片兩側排列，是插入式封裝中最常見的一種，引腳節(jié)距為 mm，電氣性能優(yōu)良，又有利于散熱，可制成大功率器件。 按芯片的外型、結構分類 按芯片的外型、結構分大致有： DIP、 SIP、 ZIP、 SDIP、 SKDIP、 PGA、 SOP、 MSP、 QFP、SVP、 LCCC、 PLCC、 SOJ、 BGA、 CSP、 TCP 等，其中前 6 種屬引腳插入型，隨后的 9 種為 表面貼裝型，最后一種是 TAB 型。從材料上看，基板有有機和無機之分，從結構上看，基板有 單層的、雙層的、多層的和復合的。 另外，裸芯片在裝載時，它們的電氣連接方式亦有所不同，有的采用有引線鍵合方式，有的則采用無引線鍵合方式 按芯片的基板類型分類 基板的作用是搭載和固定裸芯片，同時兼有絕緣、導熱、隔離及保護作用。前三類屬一級封裝的范疇，涉及裸芯片及其電極和引線的封裝或封接，筆者只 作簡單闡述，后二類屬二級封裝的范疇，對 PCB 設計大有用處，筆者將作詳細分析。 4 集成電路的封裝 形式 近年來集成電路的封裝工程發(fā)展極為迅速，封裝的種類繁多，結構多樣，發(fā)展變化大，需要對其進行分類研究。全引腳封裝為整個引腳厚度可 從器件的四邊察望到。 QFN 的主要特色有： ?表面貼裝封裝