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封装技术微电子的链接原理和


一般封装工艺框图
来料 检查
清洗
贴膜
磨片
卸膜
贴片
后烘
塑封
键合 检查
键合
装片
划片
电镀
打标
切筋 打弯
切筋 检验
包装
品质 检验
产品出贷
具体封装工艺流程如下:
来料检查 lncoming lnspection
用高倍显微镜检查具有图 形矩阵的硅片/芯片在制 造和搬运过程中产生的缺 陷。
贴膜 Tape Attaching
1.2 微电子技术相关知识 1.2.1 微电子技术促进封装的发展 1.2.2 微电子技术的专业用语 1.2.3 集成电路芯片设计目的 1.2.4 集成电路的分类 1.2.5 芯片制造的主要工艺 1.2.6 半导体集成电路的特点
1.3 电子封装技术的级别 1.3.1 零级封装技术(芯片互连级) 1.3.2 一级封装技术 1.3.3 二级封装技术 1.3.4 三级封装技术
1.1.3 封装工艺
封装的步骤主要有贴膜、贴片、划片、键合等。
一、封装前晶片的准备
(1)晶片打磨
(2)背部镀金
二、划片
划片有两种方法:钻石划片分离和锯片分离
(1)钻石划片法:钻石划法是第一代划片技术。 此方法要求晶片在精密工作台上精确地定位,然后用尖 端镶有钻石的划片器从划线的中心划过。划片器在晶片 表面划出了一条浅痕。晶片通过加压的圆柱滚轴后芯片 得以分离。当滚轴滚过晶片表面时,晶片沿着划痕线分 离开。当晶片超过一定厚度时,划片法的可靠性就会降 低。
微电子封装的技术要求
1、电源分配:微电子封装首先要通过电源,使芯 片与电路能流通电流。还有不同部件所需的电源也不 同,因此,将不同部件的电源分配恰当,以减少电源 的不必要损耗,这一点尤为重要。
2、信号分配:为使电信号延迟尽可能减小,在布 线时应尽可能使信号线与芯片的互连路径及通过封装 的I/O引出的路径达到最短。对于高频信号,还应考虑 信号的串扰,以进行合理的信号分配布线和接地线分 配。
第一章:绪论 第二章:微电子封装的分类 第三章:微连接原理 第四章:微连接技术 第五章:插装元器件与表面安装元器件的封装技术 第六章:BGA和CSP封装技术 第七章:多芯片组件(MCM) 第八章: 未来封装技术展望
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1.1 概述 1.1.1 微电子封装的定义 1.1.2 电子封装的作用和重要性 1.1.3 封装工艺
(2) 锯片法:厚晶片的出现使得锯片法的发展成 为划片工艺的首选方法。此工艺使用了两种技术, 并且每种技术开始都用钻石锯片从芯片划线上经过。 对于薄的晶片,锯片降低到晶片的表面划出一条深 入1/3晶片厚度的浅槽。芯片分离的方法仍沿用划片 法中所述的圆柱滚轴加压法。第二种划片的方法是 用锯片将晶片完全锯开成单个芯片。
当前中国计算机、数字电视、手机、数码相 机等产品需求的集成电路芯片数量非常巨大,信 产部软件与集成电路促进中心发布的《2004年度 中国集成电路企业发展状况及IP现状调研报告》 中指出,中国具有的巨大集成电路市场空间吸引 着国外大量的一流公司来华投资,因此,几乎所 有的核心技术都掌握在外国公司手里。中国集成 电路设计企业总数有460多家,依然缺乏核心的竞 争力及市场手段。
磨片之前,在硅片表面上贴一层保 护膜以防止在磨片过程中硅片表面 电路受损,在划片之前,会去除此 保护膜。
磨片 Backgrinding
对硅片背面进行减薄, 使其变得更轻更薄,以 满足封装工艺要求。
贴片 Wafer Mounting
在将硅片切割成单个芯片之前,使用保 护膜和金属框架将其固定。
1.4 国内外微电子封装技术发展现状
1.1 概述
1.1.1 微电子封装的定义
微电子封装的定义:所谓封装是指安装半导体集成 电路芯片用的外壳。它不仅起着安放、固定、密封、保 护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部 与外部电路的桥梁。(科学的定义)
“封装”这个词用于电子工程的历史并不很久。在 真空电子管时代,将电子管等器件安装在管座上构成电 路设备一般称为“组装或装配”。当时还没有“封装” 这一概念。
5、环境保护:半导体器件和电路的许多参数, 以及器件的稳定性、可靠性都直接与半导体表面的状 态密切相关。半导体器件和电路制造过程中的许多工 艺措施也是针对半导体表面问题的。半导体芯片制造 出来后,在没有将其封装之前,始终都处于周围环境 的威胁之中。在使用中,有的环境条件极为恶劣,必 须将芯片严加密封和包封。所以,微电子封装对芯片 的环境保护作用显得尤为重要。
1.1.2 电子封装的作用和重要性
一般来说,电子封装对半导体集成电路和器件有四 个功能。即:(1)为半导体芯片提供机械支撑和环境保护; (2)接通半导体芯片的电流通路;(3)提供信号的输入和输 出通路:(4)提供热通路,散逸半导体芯片产生的热。可 以说,电子封装直接影响着集成电路和器件的电、热、光 和机械性能,还影响其可靠性和成本。同时,电子封装对 系统的小型化常起着关键作用。因此,集成电路和器件要 求电子封装具有优良的电性能、热性能、机械性能和光学 性能。同时必须具有高的可靠性和低的成本。可以说,无 论在军用电子元器件中,或是民用消费类电路中,电子封 装具有举足轻重的地位。电子封装不仅影响着信息产业及 国民经济的发展,乃至影响着每个家庭的现代化。电子封 装的作用和地位如此重要。要使信息产业发展,必须重视 电子封装技术的重要性。
3、机械支撑:微电子封装为芯片和其他部件提供 牢固可靠的机械支撑,并能适应各种工作环境和条件 的变化。
4、散热通道:各种微电子封装都要考虑器件、 部件长期工作时如何将聚集的热量散出的问题。不同 的封装结构和材料具有不同的散热效果,对于功耗大 的微电子器件封装,还要考虑附加的散热方式,以保 证系统在使用温度要求的范围内能正常工作。
狭义的封装技术可定义为:利用膜技术及微 细连接技术,将半导体元器件及其他构成要素, 在框架或基板上布置、固定及连接,引出接线 端子,并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成 整体立体结构的工艺技术。(最基本的)
广义的电子封装是指将半导体和电子元器件 所具有的电子的、物理的功能,转变为能适用 于设备或系统的形式,并使之为人类社会服务 的科学与技术。(功能性的)
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