根据材料性能，膜材料分四类 根据材料性能，膜材料分四类：
1.导体膜：主要用于形成电路图形，为电阻电容， 半导体元件和半导体芯片等部件提供电极电学连接 2.电阻膜：形成电路中的电阻， 电阻率：100-2000µΩ.cm 方块阻值：10-1000Ω/□ 3.介质膜：形成电容膜和实现绝缘和表面钝化 4.功能膜：特殊功能膜
打线键合技术
超声波键合： － 振幅20－ 超声波键合：20－60kHz,振幅 －200µm超声波 振幅 超声波
铝线和金线是常见材料 优点：温度低，键合尺寸小， 优点：温度低，键合尺寸小，适合键合点间 距小，密度高的芯片连接 距小， 缺点： 缺点：必须沿金属线回绕方向排列
热压键合：预热300－ 度 电子点火， 热压键合：预热 －400度，电子点火，
去飞边毛刺
塑料封装中，塑料树脂溢出、贴带毛边，引 线毛刺等统称为飞边毛刺 毛刺的厚度薄于10µm,对后面工序有影响
去飞边毛刺的工艺：介质去飞边毛刺
溶剂去飞边毛刺 水去飞边毛刺
上锡焊
该工序是在框架外引脚上做保护性镀层，以 加可焊性
方法：电镀
浸锡 电镀：清洗-电镀槽电镀-冲洗-吹干-烘干 浸锡：清洗-浸助焊剂-热浸焊-清洗-烘干
丝网印刷 基板清洗 丝网印刷：丝网孔板制备 干燥 烧成
刮板
浆料
玻璃胶贴装法：玻璃胶是低成本芯片粘贴材料 玻璃胶贴装法：
冷却降温注意速度 优点：无空隙，热稳定好， 优点：无空隙，热稳定好，低结合应力 缺点： 缺点：胶中有机成分和溶剂要去除 多用于陶瓷封装， 多用于陶瓷封装，玻璃胶在特殊处理的铜合金 引脚架上才能键合
芯片互连
芯片互连：将芯片焊区与电子封装外壳的 芯片互连：将芯片焊区与电子封装外壳的I/O 引线或基板上的金属布线区相连 常见的方法：打线键合WB(Wire Bonding) 常见的方法：打线键合 载带自动键合TAB(Tape Automated Bonding) 载带自动键合 倒装芯片键合FCB(Flip Chip Bonding) C4 倒装芯片键合 WB:4<n<257 n为I/O数 TAB:10<n<600 FCB:5<n<16000
载带自动键合关键材料
基带材料 TAB金属材料 金属材料 芯片突点金属材料
载带自动键合关键技术
载带制作技术： 载带制作技术： 芯片突点制作技术 载带引线和芯片突点内引线焊接 外引线焊接技术
载带制作技术
载带分三类： 载带分三类：
Cu箔单层带 箔单层带 Cu---PI(巨酰亚胺 双层带 巨酰亚胺)双层带 巨酰亚胺 Cu---粘贴剂－－ 三层 粘贴剂－－ 粘贴剂－－PI三层 带
打码
打码：在封装模块的顶面印上标识，如制造 打码 商信息，国家，器件代码等 打码方法：油墨印码 激光印码 打码方法
元器件装配
方式：波峰焊 方式 回流焊 波峰焊适合：插孔式封装PTH 波峰焊适合 回流焊适合：表面贴装式，混合型元器件装配 回流焊适合
第三章 膜材料与工艺
厚膜材料：几微米至几百微米的膜 薄膜材料：几微米以下的膜 厚膜工艺和薄膜工艺 微系统封装和集成电路中应用越来越多 作用:电气连接 元件搭配 特殊功能 表面改性
环氧树脂 作用：耐机械震动和冲击 作用 减少芯片和基板热膨胀实配 使应力再分配 填充方法：芯片基板加热70－75度 填充方法 注射 可靠性提高5－10倍
成型技术
将芯片与引线框架“包装”起来 金属封装 塑料封装 陶瓷封装 以塑料封装的转移成型技术为例 后固化：提高塑料聚合度必须的 后固化 条件：170-175℃，2-4h 条件
集成电路芯片封装工艺流程
芯片封装技术工艺流程
硅片切割 硅片减薄
芯片贴 装
焊 打码
去飞边毛刺
芯片切割
为何减薄？ 为何减薄？ 尺寸变大 变厚 切割划片困难 以TSOP为例：总厚900µm 有效厚300µ m 为例：总厚 有效厚 为例 背面减薄技术： 背面减薄技术： 研磨，化学机械抛光CMP，干式抛光， 研磨，化学机械抛光 ，干式抛光， 电化学腐蚀(Electrochemical Etching) 电化学腐蚀 湿法腐蚀， 湿法腐蚀，等离子腐蚀 有损坏，工艺改进： 有损坏，工艺改进：DBG(Dicing Before Grinding)先划片后减薄 DBT(Dincing By Thinning)减薄划片 优点：避免硅片翘曲， 优点：避免硅片翘曲，划片引起的边缘损害
缺点：电镀：周围厚，中间薄
浸锡：中间厚，周围薄
焊锡成分：一般63Sn/37Pb，低共熔合金 焊锡成分 熔点：183-184℃ 85Sn/15Pb 90Sn/10Pb 95Sn/5Pb 减少铅的用量 镀钯工艺：富镍阻挡层粘性好，再镀钯 镀钯工艺
切筋成型
切筋：指切除框架外引脚之间以及框架带上 切筋 连在一起的地方 成型：将引脚弯成一定的形状，以适合装配 成型 引脚非共面性：工艺过程 引脚非共面性 热收缩应力
金线多用， 金线多用，铝线不易成球
热超声波键合：基板维持100－ 度 热超声波键合：基板维持 －150度，结合工具不加热
优点；抑制接触处金属化合物反应，变形 优点；抑制接触处金属化合物反应，
热压键合
热超声波键合
载带自动键合TAB(Tape Automated Bonding)
1968年由美国通用电气公司研究 年由美国通用电气公司研究 定义：芯片焊区与电子封装外壳的I/O或基板上的金 定义：芯片焊区与电子封装外壳的 或基板上的金 属布线区用具有引线图形的金属箔丝连接
气相淀积为主
厚膜材料和工艺
厚膜材料是有机介质掺入微细金属粉，玻璃 粉或陶瓷粉末的混合物，通过丝网印制工 ，印刷到绝缘基板上
厚膜导体材料： 非半导体元器件之间的电气连接，往往 采用厚膜导体材料 浆料形式：电导率：Ag>Cu >Au 厚膜电阻材料： 厚膜介质材料：
厚膜工艺
1.按导体，绝缘体和介质材料选好材料制成 粉料主剂 2.加入玻璃粘结剂，金属氧化物等混合成厚 浆料 3.按电路图形涂于基板上，进行导体，电阻 和介电体制成膜 4.烧制成引线端子，布线，电感，电阻，电 容，绝缘层和保护膜等
芯片贴装
共晶贴装法： 共晶， 共晶贴装法：金69%-硅31%共晶，363度反应 硅 共晶 度反应
多用于陶瓷封装， 多用于陶瓷封装，在氮气中进行 预型片：1/3芯片面积 预型片： 芯片面积 缺点：高温， 缺点：高温，芯片框架热碰撞系数失配
焊接贴装法：芯片-金 焊盘淀积Au-Pd-Ag,焊料 焊料Pb-Sn 焊接贴装法：芯片 金，焊盘淀积 焊料
优点：热传导性好， 优点：热传导性好，适合高功率器件封装 焊料：硬质焊料：金硅， 焊料：硬质焊料：金硅，金锡 软质焊料： 软质焊料：铅锡 共同点： 共同点：都是利用合金反应
导电胶贴装法:导电胶含银的高分子聚合物， 导电胶贴装法 导电胶含银的高分子聚合物，有良好的
导热导电性能的环氧树脂， 导热导电性能的环氧树脂， 75％－ ％银，目的是散热 ％－80％ ％－ 多用于塑料封装工艺 固化： 小时； 固化：150度，1小时；186度，半小时 度 小时 度
凸点芯片制作工艺： 凸点芯片制作工艺：蒸发溅射凸点 电镀突点 置球及模板印刷制作 突点芯片倒装焊： 突点芯片倒装焊 基板材料： 基板材料：Si，陶瓷，PCB 基板金属焊制造：蒸发－光刻－电镀 基板金属焊制造 工艺：热压焊FCB 工艺 再流焊FCB 环氧树脂光固化 各项异性导电胶
倒装焊接后芯片下面的填充：
薄膜材料和工艺
薄膜材料
导体薄膜材料：Au薄膜 Al薄膜
电阻薄膜材料
金属类 合金类 陶瓷类 金属类：Ta W Cr 合金类：Ta-Cu,Pd-Ag
介质薄膜材料：
Si3N4 研发高介电常数薄膜：Ta2O5
电容器薄膜：SiO2
SrTiO3
薄膜制备方法 气相淀积：物理气相淀积 化学气相淀积 液相淀积：电镀，阳极氧化，丝网印刷 物理气相淀积： 蒸发 溅射 离子镀
芯片突点制作技术
突块式载带， 突块式载带，突块式芯片 突点形状： 突点形状：蘑菇状突点 直状突点
载带引线和芯片突点内引线焊接 载带引线和芯片外引线焊接技术
倒装芯片键合技术
缺点： 缺点：不能直观检查，突点制作复杂，材料 间的匹配性 优点： 优点：安装和互连同时，省时快，适合大批 生产，小电阻，电容，适合高功率器件 突点芯片焊区： 突点芯片焊区：Al,粘附层，扩散阻挡层，金属 突块