集成电路封装技术

第二章 封装工艺流程

2.1.1 为什么要学习封装工艺流程 熟悉封装工艺流程是认识封装技术的前提，是进 行封装设计 、 制造和优化的基础 。 芯片封装和芯片制造不在同一工厂完成 它们可能在同一工厂不同的生产区 、 或不同的地区，甚至 在不同的国家 。 许多工厂将生产好的芯片送到几千公里以外 的地方去做封装 。 芯片一般在做成集成电路的硅片上进行测 试 。 在测试中，先将有缺陷的芯片打上记号〔打一个黑色墨 点〕，然后在自动拾片机上分辨出合格的芯片 。

第二章 封装工艺流程

2.1.2 封装工艺流程概况

流程一般可以分成两个局部：在用塑料封装之前的工序 称为 前段工序 ，在成型之后的操作称为 后段工序 。 成型工 序是在净化环境中进行的，由于转移成型操作中机械水压 机和预成型品中的粉尘到达1000级以上〔空气中0.3μm粉 尘达1000个/m³ 以上〕。

现在大局部使用的封装材料都是高分子聚合物，即所谓 的 塑料封装 。 上图所示的塑料成型技术有许多种，包括转 移成型技术 、 喷射成型技术 、 预成型技术，其中转移成型 技术使用最为普遍 。

第二章 封装工艺流程 2.2 芯片切割

2.2.1 、 为什么要减薄

半导体集成电路用硅片4吋厚度为520μm，6吋厚度为 670μm 。 这样就对芯片的切分带来困难 。 因此电路层制作 完成后，需要对硅片反面进行减薄，使其到达所需要的厚 度，然后再进行划片加工，形成一个个减薄的裸芯片 。

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2.2.2 减薄工艺 硅片反面减技术主要有： 磨削 、 研磨 、 化学抛光 干式抛光 、 电化学腐蚀 、 湿法腐蚀 等离子增强化学腐蚀 、 常压等离子腐蚀等 减薄厚硅片粘在一个带有金属环或塑料框架的薄膜 〔常称为蓝膜〕上，送到划片机进行划片。现在划片机都 是自动的，机器上配备激光或金钢石的划片刀具。切割分 局部划片〔不划到底，留有残留厚度〕和完全分割划片。 对于局部划片，用顶针顶力使芯片完全别离。划片时，边 缘或多或少会存在微裂纹和凹槽这取决于刀具的刃度。这 样会严重影响芯片的碎裂强度。

第二章 封装工艺流程

2.2.2 减薄工艺 先划片后减薄和减薄划片两种方法

DBG(dicing before grinding) 在背面磨削之前，将硅片 的正面切割出一定深度的切口，然后再进行磨削。

DBT(dicing by thinning) 在减薄之前先用机械的或化学 的方法切割出一定深度的切口，然后用磨削方法减薄到一 定厚度后，采用常压等离子腐蚀技术去除掉剩余加工 量。。

这两种方法都很好地防止了或减少了减薄引起 的硅片翘曲以及划片引起的边缘损害，大大增强了 芯片的抗碎能力。

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2.3 芯片贴装 芯片贴装，也称芯片粘贴，是将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 。

贴装方式

• 共晶粘贴法
• 焊接粘贴法

• 导电胶粘贴法
• 玻璃胶粘贴法

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2.3.1共晶粘贴法

共晶反响

指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定 成分的固相反响 。 例如，含碳量为2.11%-6.69%的铁碳合 金，在1148摄氏度的恆温下发生共晶反响，产物是奥氏体 〔固态〕和渗碳体〔固态〕的机械混合物，称为“莱氏体 〞。

一般工艺方法

陶瓷基板芯片座上镀金膜-将芯片放置在芯片座上-热氮气 氛中〔防氧化〕加热并使粘贴外表产生摩擦〔去除粘贴外表氧 化层〕-约425 ℃ 时出现金-硅反响液面，液面移动时，硅逐渐 扩散至金中而形成紧密结合 。

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2.3.1共晶粘贴法

预型片法 ，此方法适用于较大面积的芯片粘贴 。 优点是可 以降低芯片粘贴时孔隙平整度不佳而造成的粘贴不完全的 影响 。

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2.3.2 焊接粘贴法

焊接粘贴法是利用合金反响进行芯片粘贴的方法 。 优点是 热传导性好 。 一般工艺方法

将芯片反面淀积一定厚度的Au或Ni，同时在焊盘上淀积AuPd-Ag和Cu的金属层 。 然后利用合金焊料将芯片焊接在焊盘 上 。 焊接工艺应在热氮气或能防止氧化的气氛中进行 。

硬质焊料 合金焊料 软质焊料