集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)

1、企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí) 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)教材 20000726 IC-V.1.5 P.00企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí) 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)第一章 集成電路的概述第一節(jié) 序言第二節(jié) 集成電路的產(chǎn)生第三節(jié) 集成電路的定義第四節(jié) 集成電路的前道和后道的定義第五節(jié) 集成電路的分類(lèi)第二章 集成電路的構(gòu)成第一節(jié) 集成電路的主要構(gòu)成第二節(jié) 各組成部分的作用第三章 集成電路的封裝類(lèi)型第一節(jié) 國(guó)外集成電路的封裝類(lèi)型第二節(jié) 國(guó)內(nèi)集成電路的命名第三節(jié) 本公司內(nèi)部的集成電路的封裝類(lèi)型第四節(jié) 集成電路未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)第四章 集成電路的一腳(INDEX)識(shí)別第一節(jié) 集成電路的一腳構(gòu)成第二節(jié) 集成電路

2、的一腳識(shí)別第五章 集成電路封裝的主要材料第一節(jié) 集成電路的主要原材料第二節(jié) 各原材料的組成、保管、主要參數(shù)第六章 集成電路封裝工藝流程第一節(jié) 集成電路封裝的主要工藝流程第二節(jié) 集成電路封裝的詳細(xì)工藝流程第三節(jié) 封裝中工藝流程的變化第七章 集成電路封裝設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)第一節(jié) 封裝設(shè)備的通用結(jié)構(gòu)第二節(jié) 設(shè)備各部分的作用第三節(jié) 各工序各部分的結(jié)構(gòu)不同第四節(jié) 設(shè)備操作面板上常用英文和日文單詞注釋第八章 集成電路封裝設(shè)備的主要控制原理第一節(jié) PLC的概念第二節(jié) PLC的控制原理第三節(jié) 設(shè)備的控制原理 20000726 IC-V.1.5 P.01企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)第九章 集成電路封裝中的常用

3、單位換算第一節(jié) 長(zhǎng)度單位換算表第二節(jié) 質(zhì)量單位換算表第三節(jié) 體積和容積單位換算表第四節(jié) 力單位換算表第五節(jié) 力矩和轉(zhuǎn)矩單位換算表第六節(jié) 壓力和應(yīng)力單位換算表第七節(jié) 密度單位換算表第一節(jié) 序 言 從本世紀(jì)50年代末開(kāi)始,經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的無(wú)線(xiàn)電電子技術(shù)正醞釀著一場(chǎng)新的革命.這場(chǎng)革命掀起的緣由是微電子學(xué)和微電子技術(shù)的興起.而這場(chǎng)革命的旋渦中心則是集成電路和以其為基礎(chǔ)的微型電子計(jì)算機(jī).集成電路的問(wèn)世,開(kāi)辟了電子技術(shù)發(fā)展的新天地,而其后大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),則迎來(lái)了世界新技術(shù)革命的曙光.由于集成電路的興起和發(fā)展,創(chuàng)造了在一塊小指甲般大小的硅片 上集中數(shù)千萬(wàn)個(gè)晶體管的奇跡;使過(guò)去占住整幢大樓的

4、復(fù)雜電子設(shè)備縮小到能放入人們的口袋,從而為人類(lèi)社會(huì)邁向電子化,自動(dòng)化,智能化和信息化奠定了最重要的物質(zhì)基礎(chǔ).無(wú)怪乎有人將集成電路和微電子技術(shù)的興起看成是跟火和蒸汽機(jī)的發(fā)明具有同等重要意義的大事.1 集成電路的產(chǎn)生 20000726 IC-V.1.5 P.02企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)5.集成電路的分類(lèi): TTL集成電路;（定義） 集成運(yùn)算放大器; COMS集成電路; 接口集成電路; ECL集成電路; 集成穩(wěn)壓器與非線(xiàn)性模擬集成電路; 微型計(jì)算機(jī)集成電路; HTL集成電路.2.集成電路的構(gòu)成: WIRE (金絲) CHIP (芯片) PACKAGE(塑封體) LEAD FRAME (引線(xiàn)

5、框架) Ag (銀漿) PAD (中島)一. 集成電路的封裝類(lèi)型1. 國(guó)外集成電路封裝類(lèi)型的命名及分類(lèi):SIP- (SINGLE IN LINE PACKAGE) ZIP- (ZIG-ZAG IN-LINE PACKAGE) DIP- (DUAL IN-LINE PACKAGE) SHDIP- (SHRINK DUAL IN-LINE PACKAGE) WDIP- (WINDOW TYPE DUAL IN-LINE PACKAGE) PGA- (PIN GRID ALLEY PACKAGE) SVP- (SURFACE VERTICAL PACKAGE) SOP- (SMALL OUTLINE

6、 L-LEADED PACGAGE) TSOP1- (THIN SMALL OUTLINE L-LEADED PACKAGE) 20000726 IC-V.1.5 P.03企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí) LSSOP- (LOW PROFILE SHRINK SMALL OUTLINE PACKAGE) TSSOP- (THIN PROFILE SHRINK SMALL OUTLINE PACKAGE) UTSOP- (ULTRA THIN SMALL OUTLINE L-LEADED PACKAGE) QFP- (QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE) LQFP- (LOW

7、 PROFILE QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE) TQFP -(THIN QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE) UTQFP- (ULTRA THIN QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE) HQFP- (QFP WITH HEAT SINK) TPQFP- (TEST PAD QUAD FLAT L-LEADED PACKAGE) SON- (SMALL OUTLINE NON-LEADED PACKAGE) QFN- (QUAD FLAT NON-LEADED PACKAGE) SOJ -(SMALL OUTLINE J-LEADED

8、 PACKAGE) QFJ -(QUAD FLAT J-LEADED PACKAGE) BGA- (BALL GRID ARRAY) SPGA -(SHRINK PIN GRID ALLEY PACKAGE) LGA -(LEAD GRID ALLEY PACKAGE) DTP- (DUAL TAPE CARRIER PACKAGE) QTP- (QUAD TAPE CARRIER PACKAGE) SIMM -(SINGLE INLINE MEMORY MODULE) DIMM- (DUAL INLINE MEMORY MODULE) SOCKET TYPE2. 國(guó)內(nèi)集成電路的名稱(chēng)和代號(hào):玻

9、璃陶瓷扁平封裝 - W 陶瓷扁平封裝 - F陶瓷四面引線(xiàn)扁平封裝 - Q 塑料扁平封裝 - B塑料雙列彎引線(xiàn)封裝 - O 塑料四面引線(xiàn)扁平封裝 - N陶瓷熔封扁平封裝 - H 陶瓷雙列封裝 - D 塑料雙列封裝 - P 塑料單列封裝 - S陶瓷熔封雙列封裝 -J 金屬圓形封裝 -T金屬菱形封裝 -K 陶瓷無(wú)引線(xiàn)片式載體封裝- C塑料片式載體封裝-E 陶瓷針柵陣列封裝- G3. 國(guó)內(nèi)外封裝名稱(chēng)對(duì)照:SIP-SINGLE IN LINE PACKAGE-單列封裝SIPT-SINGLE IN LINE PACKAGE WITH TAB-帶散熱片的單列封裝DIP-DUAL IN LINE PACKAG

10、E-雙列封裝DIPT-DUAL IN LINE PACKAGE WITH TAB-帶散熱片的雙列封裝SDIP-SHRINK DUAL IN LINE PACKAGE-縱向收縮型雙列封裝 20000726 IC-V.1.5 P.04企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)SWDIP-SKINNY DIP OR SHRINK WIDTH DUAL IN LINE PACKAGE -橫向收縮型雙列封裝QIP-QUAD IN LINE PACKAGE-四列封裝ZIP-ZIGZAG IN LINE PACKAGE-引線(xiàn)交叉排列封裝CERDIP-CERAMIC DUAL IIN LINE PACKAGE-陶瓷熔

11、封雙列式封裝CDIP-CERAMIC DUAL IN LINE PACKAGE(SIDE BRAZED) -陶瓷雙列式封裝(通常指?jìng)?cè)面釬焊的)PGA-PIN GRID ARRAY-針柵陣列封裝SOP-SMALL OUT LINE PACKAGE -微型封裝(兩面出腿)SOJ-SMALL OUTLINE PACKAGE WITH J LEAD-J形引線(xiàn)微型封裝QFP-QUAD FLAT PACKGE-四面引線(xiàn)扁平封裝PLCC-PLASTIC LEADED CHIP CARRIER-塑封有引線(xiàn)的片式封裝CLCC/LCC-CERAMIC LEADLESS CHIP CAEEIER-陶瓷片式載體TSO

12、P-THIN SMALL OUTLINE PACKAGE-薄的微型封裝(兩面出腿)4. 本公司內(nèi)現(xiàn)有的封裝類(lèi)型: SIP、SIPT DIP、DIPT、SDIP、SKDIP 企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí) SOP、SOL、SOJ QFP 5. 本公司內(nèi)現(xiàn)有的封裝品種:SIP8、SIP9、SIPT10DIP8、DIP14、DIP16、DIP18、DIP20、DIP24、DIP28、DIPT14、SDIP42、SDIP52、SDIP64、 SKDIP22、SKDIP24SOP8、SOP14、SOP16、SOP20、SOP24、SOP28、SOL8SOJ26QFP48、QFP64、QFP80、QF

13、P100二. 集成電路的一腳(INDEX)識(shí)別 印記正對(duì)人的位置,產(chǎn)品最左下角的起腳為一腳,然后按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),以次列數(shù). 三. 集成電路封裝的主要材料1. 引線(xiàn)框架: LEAD FRAME(IC的載體,連接芯片和PCB板)(框架的一腳標(biāo)記與芯片的一腳在裝片時(shí),要保持一致)2. 銀漿Ag: 用以粘接芯片和L/F的PAD.3. 金絲: 用以連接芯片和L/F.4. 樹(shù)脂(塑封料): 用以包封以鍵合好的半成品,以達(dá)到保護(hù)芯片的目的.5. 油墨: 用以標(biāo)識(shí)集成電路.四. 集成電路封裝工藝流程1. 主要工藝流程:(磨片)-劃片-裝片-鍵合-塑封-去飛邊-電鍍-打印-切筋打彎-外觀-(測(cè)試)-包裝2.

14、工藝流程的細(xì)化:貼片-磨片-貼片-劃片-超聲清洗-UV照射-崩片-裝片-銀漿固化-鍵合-塑封前烘-塑封-后固化-切筋-去飛邊-電鍍-打印-油墨固化-成形-外觀-測(cè)試-包裝 七.設(shè)備的結(jié)構(gòu)和控制原理1. 磨片(減薄):在使用大直徑的硅片制造集成電路芯片時(shí),由于其厚度較大,不能滿(mǎn)足劃片,裝片和 鍵合的工藝要求,因此需要對(duì)圓片的背面進(jìn)行處理和減薄,除去其背面的氧化層,才能保 證在裝片和鍵合時(shí)有良好的浸潤(rùn)性,并改善裝片后芯片與中島之間的歐姆接觸,減小串聯(lián) 附加電阻和提高散熱性能. 20000726 IC-V.1.5 P.06企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)1.) 研磨法:是利用大量硬度較大,顆粒較細(xì)

15、并具有復(fù)雜棱角的磨料,在外力的推動(dòng)下對(duì)被加工表面進(jìn)行磨削作用的一種機(jī)械加工方法.研磨料:可采用天然或人造金剛砂,如-AL2O3; -SiC磨料與水的比例為: 1:52.) 磨削法:是將機(jī)械平面磨削方法應(yīng)用到半導(dǎo)體器件的加工中.磨削圓片時(shí),砂輪和轉(zhuǎn)盤(pán)各 自以相反方向旋轉(zhuǎn),借助于它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將圓片磨削減薄.(例:MPS2R300減薄機(jī)) 結(jié)構(gòu):由磨頭,轉(zhuǎn)盤(pán)(吸盤(pán)),磨頭垂直和水平進(jìn)給機(jī)構(gòu)和冷卻裝置等部分組成. 2. 劃片:把已制有電路圖形的集成電路圓片切割分離成具有單個(gè)圖形(單元功能)的芯片,常用的方 法有金剛刀劃片,砂輪劃片和激光劃片等幾種.而我們通常使用的是砂輪劃片. 砂輪劃片機(jī)的砂輪轉(zhuǎn)速為

16、30000r/min左右,切割速度通常在50-150mm/min之間.圓片的固 定方法是采用真空吸盤(pán),并且工作臺(tái)面是氣墊式的,因此可以保證切割深度完全一致.同時(shí) 利用監(jiān)視圖象或顯微鏡來(lái)進(jìn)行定位. 全自動(dòng)劃片機(jī)工藝步驟包括:圓片上料,對(duì)準(zhǔn),劃片,清洗,烘干,進(jìn)圓片盒等工步. 劃片的切割方法:通常我們采用的是切割留深法. 劃片的切割方式:A模式(用于非FJ產(chǎn)品) C模式(用于富士通產(chǎn)品)3. 裝片:是把集成電路芯片粘接到引線(xiàn)框架中島上的指定位置,為絲狀引線(xiàn)的連接提供條件的工藝, 稱(chēng)之為裝片. 3.1 裝片的方法有:導(dǎo)電膠粘接法,銀漿,低溫玻璃燒結(jié)法和低熔點(diǎn)合金的共晶熔接法等. 3.2 導(dǎo)電膠粘接法

17、由于具有工藝簡(jiǎn)單.成本低,易采用自動(dòng)化專(zhuān)用設(shè)備,同時(shí)在膠粘劑中增加一 定比例的金屬粉粒,以改善膠粘劑的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能,有利于改善芯片的散熱條件,因此目 前廣為應(yīng)用的就是導(dǎo)電膠粘接法.3.3 導(dǎo)電膠:是利用高分子有機(jī)化合物所制成的膠粘劑,是以環(huán)氧樹(shù)脂為主體并加有銀粉或鋁粉等金屬粉粒,再配置少量的固化劑和溶劑而成,其具體要求是:粘接牢固,固化時(shí)間短,在經(jīng)受一定的溫度后仍能保持其固化狀態(tài)不變,并在固化期間不產(chǎn)生過(guò)多的揮發(fā)氣體而污染芯片和具有較高的導(dǎo)電散熱能力.3.4 裝片機(jī):由承片臺(tái),真空吸嘴,芯片傳送機(jī)構(gòu),加熱系統(tǒng),工件傳送機(jī)構(gòu)幾個(gè)主要部分組成. 承片臺(tái):主要作用是將已經(jīng)分離的但仍與塑料薄膜保持粘

18、貼的芯片,連同貼片環(huán)進(jìn)入承片臺(tái) 后,可由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)承片臺(tái),作X和Y方向的移動(dòng),并通過(guò)圖形識(shí)別裝置,挑選出合格與 合格芯片.對(duì)缺角,破裂和注有不合格標(biāo)志的芯片,將有反饋信號(hào)加至步進(jìn)電機(jī),使承片臺(tái)迅 速移動(dòng),不將其剔除不用;而對(duì)合格芯片,則也有反饋信號(hào)輸至步進(jìn)電機(jī),使承片臺(tái)移動(dòng),將 其送入到規(guī)定的位置上.真空吸嘴:作用是將到達(dá)規(guī)定位置的芯片,為了保護(hù)芯片不受損傷,采用真空吸力鍵芯片吸起,并送到引線(xiàn)框架的中島上進(jìn)行裝片.真空吸嘴分為:平面吸嘴,斜面吸嘴和角錐吸嘴等.根據(jù)材料的不同可分為:金屬吸嘴和海綿吸嘴等. 20000726 IC-V.1.5 P.07企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)芯片的傳送

19、機(jī)構(gòu):通常采用懸臂式結(jié)構(gòu).主要作用是將由真空吸嘴吸取的芯片直接送到規(guī)定位置去進(jìn)行裝片,也可經(jīng)過(guò)中途修正臺(tái)修正位置后再送到規(guī)定位置上.加熱系統(tǒng):由內(nèi)熱式電阻加熱,體積小但功率可達(dá)150-200W,并附有調(diào)溫裝置和預(yù)熱設(shè)備,但僅限于共晶焊接裝片使用.工件傳送機(jī)構(gòu):對(duì)于塑料封裝引線(xiàn)框架,可根據(jù)引線(xiàn)的尺寸來(lái)調(diào)整其軌道的寬度,并由步進(jìn)電機(jī)按規(guī)定程序使之準(zhǔn)確就位.4. 鍵合:將芯片的電極用金絲與引線(xiàn)框架的內(nèi)引線(xiàn)連接起來(lái),這一工藝過(guò)程稱(chēng)之為鍵合. 4.1集成電路的芯片與封裝外殼的連接方式可分為:有引線(xiàn)鍵合結(jié)構(gòu)和無(wú)引線(xiàn)鍵合結(jié)構(gòu)兩大類(lèi) 有引線(xiàn)鍵合結(jié)構(gòu)就是通常所說(shuō)的絲焊法,即用金絲或鋁絲實(shí)行金-金鍵合,金-鋁鍵合

20、或鋁- 鋁鍵合.由于都是在一定壓力下進(jìn)行的焊接,故又稱(chēng)為壓焊. 4.2目前塑料封裝的集成電路通常使用有引線(xiàn)鍵合的金絲焊接. 金絲焊接又分為:熱壓楔焊,熱壓球焊,超聲熱壓焊,超聲焊. 4.3熱壓焊鍵合:就是在加熱和加壓的同時(shí),對(duì)其芯片金屬化層的壓點(diǎn)(一般是鋁層)以及外殼 或引線(xiàn)框架的外引線(xiàn)引出端頭,用金屬絲引線(xiàn)(一般是金絲)通過(guò)焊接連接起來(lái).由于金屬絲 和芯片上的鋁層同時(shí)受熱受壓,其接觸面產(chǎn)生了塑性變形,并破壞了界面的氧化膜,使兩者 接觸面幾乎接近原子引力的范圍;又因?yàn)榻鸾z和焊接層(鋁層,鍍金層或鍍銀層)表面存在的 不平整現(xiàn)象,加壓后其高低不平處相互填充而產(chǎn)生彈性嵌合作用,使兩者緊密結(jié)合在一起,

21、 從而達(dá)到鍵合的目的. 鍵合時(shí),外殼或引線(xiàn)框架應(yīng)預(yù)先加熱到310-350°,金絲通過(guò)陶瓷,碳化鎢或碳化鈦硬質(zhì) 合金所做成的劈刀,并加熱至200°左右.當(dāng)金絲由劈刀毛細(xì)孔中伸出時(shí),利用氫氣或電 火花在其端頭進(jìn)行加熱,使其熔化成球狀,并立即通過(guò)50-160g的壓力壓焊在芯片金屬化層 的壓點(diǎn)上.外焊點(diǎn)則仍采用楔形焊,即金絲與外殼或引線(xiàn)框架的外引線(xiàn)引出端頭實(shí)行金-金 的熱壓焊接. 4.4超聲焊鍵合:是利用超聲波的能量將金屬絲(通常是用鋁絲)在不加熱的情況下,實(shí)行內(nèi)外 焊點(diǎn)的鍵合.其工作原理是由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的幾十千周的(通常為50-60kHz)超聲波振 蕩電能,通過(guò)磁致伸縮換能器

22、,在超聲頻磁場(chǎng)感應(yīng)下迅速伸縮而產(chǎn)生彈性振動(dòng),再經(jīng)變幅桿 傳給劈刀,并同時(shí)在劈刀上施加一定的壓力.劈刀就在這兩種力的作用下,帶動(dòng)金屬絲在芯 片金屬層的壓點(diǎn)和外殼或引線(xiàn)框架的外引出端頭的表面迅速摩擦振動(dòng).這樣不僅破壞了兩 者焊接界面的氧化膜,同時(shí)也使兩者產(chǎn)生塑性變形,使兩種純凈的金屬面緊密接觸,形成牢 固的鍵合.超聲焊接的內(nèi)外焊點(diǎn)都是成楔形的,不需要對(duì)芯片和外殼加熱,壓點(diǎn)是實(shí)行鋁-鋁 鍵合. 鍵合狀態(tài)主要由以下三個(gè)工藝參數(shù)所決定的:功率,時(shí)間,壓力. 4.5超聲熱壓焊鍵合:在熱壓焊的基礎(chǔ)上再加增加超聲的能量所實(shí)現(xiàn)的鍵合,稱(chēng)之為超聲熱壓 焊,也叫超聲熱壓球焊.即金絲球焊.目前我們使用的就是超聲熱壓焊

23、鍵合. 20000726 IC-V.1.5 P.08企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí) 超聲熱壓焊同時(shí)具有熱壓和超聲壓焊兩者的優(yōu)點(diǎn),可以降低熱壓焊的溫度(從單純的熱壓焊 溫度-300°以上下降至200-260°),使一些耐溫不高的外殼貨基片也能應(yīng)用金絲作 互連.對(duì)于引線(xiàn)框架較厚的和帶有散熱片的塑料封裝集成電路,因?yàn)樗鼈兊纳岷?溫度梯 度大,也可采用超聲熱壓焊. 超聲熱壓焊機(jī)分為:手動(dòng)式,半自動(dòng)式,全自動(dòng)式. 操作步驟:(1)位置復(fù)原:確定芯片一金屬化層壓點(diǎn)為第一個(gè)焊接點(diǎn),并調(diào)整其位置,使之置 于對(duì)位光點(diǎn)之下; 11/15 (2)按下開(kāi)動(dòng)鈕:劈刀降落并進(jìn)行第一點(diǎn)的焊接.當(dāng)金

24、球與芯片壓點(diǎn)接觸時(shí),劈刀 端頭的內(nèi)凹面在熱能的作用下將金球壓成釘頭狀的焊點(diǎn),此時(shí)超聲波發(fā)生器 同步啟動(dòng),并產(chǎn)生超聲能量,以加速焊接的進(jìn)行; (3)劈刀自動(dòng)提升到一定高度,絲夾張開(kāi),使金絲自動(dòng)送出; (4)把引線(xiàn)框架外引線(xiàn)一相應(yīng)的引出端頭作為第二焊點(diǎn),并調(diào)整其位置,使之置于 對(duì)位光點(diǎn)之下,按下開(kāi)動(dòng)鈕,劈刀降落,以第二點(diǎn)的焊接,并用劈刀端頭的外側(cè) 把金絲壓成楔形的焊點(diǎn),此時(shí)超聲波發(fā)生器同步啟動(dòng),并產(chǎn)生超聲能量,以加速 焊接的進(jìn)行; (5)劈刀自動(dòng)升起時(shí)絲夾夾緊金絲,把金絲從楔形焊點(diǎn)的端頭拉斷,成為一個(gè)無(wú)絲 尾的焊點(diǎn); (6)劈刀自動(dòng)停在復(fù)原位置上,絲夾仍然夾緊金絲,電子燒球器產(chǎn)生高壓電火花,把 金

25、絲端部燒成金球; (7)絲夾松開(kāi),靠金絲的張力把金球升起到劈刀端部,準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)程序的循環(huán). 全自動(dòng)式金絲球焊機(jī):當(dāng)對(duì)其第一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行光點(diǎn)對(duì)位或采用自教程序進(jìn)行焊接后,則所 有的動(dòng)作程序全部存儲(chǔ)在微處理機(jī)中,通過(guò)自動(dòng)傳輸機(jī)構(gòu),對(duì)以后的同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)作業(yè) 作業(yè)人員只需用料盒將已經(jīng)裝片的引線(xiàn)框架放到送料臺(tái)上,并取走已焊接好的產(chǎn)品.如果個(gè) 別芯片裝片位置不當(dāng)或有其他差錯(cuò)時(shí),則設(shè)備上圖形識(shí)別裝置將會(huì)自動(dòng)報(bào)警停機(jī),以待作業(yè) 人員處理.同時(shí),當(dāng)金絲使用完畢后,設(shè)備也會(huì)自動(dòng)給出信號(hào),告訴作業(yè)人員添加金絲. 圖形識(shí)別裝置的作用:就是對(duì)芯片的焊接位置進(jìn)行尋找和檢測(cè),其工作原理是采用相關(guān)法 技術(shù),即用工業(yè)視頻

26、攝像機(jī)攝取芯片表面的圖形,并將攝取圖象轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)碼,然后和 預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制數(shù)碼圖象進(jìn)行比較.當(dāng)發(fā)現(xiàn)差異時(shí),可由步進(jìn)電機(jī)按給定信號(hào)驅(qū)動(dòng) 工作臺(tái),作X和Y方向的移動(dòng),直至對(duì)位準(zhǔn)確為止.校準(zhǔn)范圍一般在X=±0.2mm,Y=±0.2mm =±5°. 4.6球焊劈刀:適用于金絲球焊鍵合,都是空心管狀軸對(duì)稱(chēng)型,其端頭的錐角有 30°,20°, 15°,10°等. 劈刀常用材料有:陶瓷,碳化鎢和碳化鈦等.由于陶瓷能耐王水(3HCL+HNO3)的腐蝕,當(dāng)金絲 阻塞劈刀通孔而不能取出時(shí),可用王水浸泡而將殘存的金絲溶解出來(lái)

27、,因此陶瓷劈刀應(yīng)用較 多. 20000726 IC-V.1.5 P.09企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí) 4.7金絲要求: (1)絲材的表面應(yīng)光滑,清潔,不應(yīng)有任何有機(jī)物如油脂,指印等的污染; (2)不應(yīng)有大于直徑四分之一的影響絲材橫截面的缺凹,劃傷,裂痕,凸塊和附著物 (3)絲材應(yīng)卷繞在特定的繞線(xiàn)軸上,不應(yīng)有小于30°的死彎和小于0.76mm直徑 的結(jié)存在,且卷繞緊密整齊,不能雜亂松動(dòng); (4)任意長(zhǎng)的絲材卷繞在繞線(xiàn)軸上時(shí),只能單層上繞式密繞,且每軸只繞一根,并在 首尾注有標(biāo)記; (5)每軸絲材都應(yīng)有嚴(yán)格的包裝,以防止受損或污染,并應(yīng)有規(guī)定的標(biāo)志. (6)金絲純度要求在99.99

28、%以上,經(jīng)制成細(xì)絲后還需進(jìn)行退火處理,以保證其拉力 強(qiáng)度和延伸率都能符合鍵合工藝要求. 金絲成分表:成分AuAgCaCuFeMg其他元素雜質(zhì)總含量含量(%)>=99.99<0.005<0.001<0.001<0.0005<0.001<0.001<0.01 金絲的選用:應(yīng)根據(jù)集成電路的工作電流來(lái)加以選擇.一般金絲的熔斷電流與金絲的直徑 成線(xiàn)性關(guān)系.5. 塑封:即塑料封裝,是一種非氣密性封裝.它是將鍵合后的半成品用塑料封裝起來(lái),以達(dá)到保護(hù)作 用以適應(yīng)一定的環(huán)境.5.1 塑料封裝從50年代開(kāi)始,70年代推廣,到今天九十年代已廣為使用.之所以塑料封裝能發(fā)

29、展到目前的水平,因其存在諸多的優(yōu)點(diǎn):(1) 塑料封裝在集成電路的組裝過(guò)程中一次加工完畢,不同與其他形式的氣密性封裝,需要事先作成封裝外殼,大大簡(jiǎn)化了工藝流程;(2) 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便.一次成型幾百只,節(jié)省時(shí)間,提高工效,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,便于大批量生產(chǎn);(3) 成本低.所用材料少,除了在初建初期需要對(duì)設(shè)備和模具投資外,以后的維護(hù)費(fèi)用很低,是氣密性封裝的1/3-1/5;(4) 重量輕,抗沖擊,振動(dòng)和加速運(yùn)動(dòng)等機(jī)械性能都比較優(yōu)越;(5) 環(huán)氧和硅酮樹(shù)脂的抗輻射性能好;(6) 絕緣性能好,寄生參數(shù)小;(7) 抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng);(8) 塑料封裝中鈾,釷的含量少,適于VLSI存儲(chǔ)器的封裝.缺點(diǎn):(1) 抗潮性

30、能差;(2) 熱性能差;(3) 抗鹽霧腐蝕性能差;(4) 電屏蔽性能差;(5) 易老化. 20000726 IC-V.1.5 P.10企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)5.2 塑封樹(shù)脂:是一種熱固性塑料,以高分子化合物合成的樹(shù)脂為基體,加入固化劑,反應(yīng)促進(jìn)劑(催化 劑),填充劑,阻燃劑,脫模劑和著色劑等組成. 常用樹(shù)脂有:環(huán)氧樹(shù)脂,硅酮樹(shù)脂等.目前我們使用的是環(huán)氧樹(shù)脂. 樹(shù)脂發(fā)展趨勢(shì):高純度,低應(yīng)力,低射線(xiàn)等. 樹(shù)脂的保管: 5°以下.5.3 塑料封裝的成型方法有滴涂敷法,填充法,澆鑄法和遞模成型法.目前我們使用的是遞模成型法. 遞模成型法:是將塑料包封機(jī)上油缸壓力,通過(guò)注塑頭,傳遞

31、到被預(yù)熱的塑料上,使塑料經(jīng)澆道,澆 口緩慢擠入型腔,并充滿(mǎn)整個(gè)型體,把芯片包封起來(lái),該成型法稱(chēng)之為遞模成型法.也就是通常稱(chēng)的 塑封.5.4 塑封的工藝條件:(1) 塑封模的溫度: 175±5°(2) 合模壓力: 根據(jù)塑封模的大小,重量,型腔數(shù),以下框架材料,成品外形尺寸和注塑壓力等條件選定的.(3) 注塑壓力:也稱(chēng)為遞模壓力和傳遞壓力,其作用是傳遞塑料,使塑料能充滿(mǎn)型腔.一般30-100Kg/cm2.(4) 預(yù)熱溫度:塑料(塑封料)的預(yù)熱溫度取決于塑料的凝膠時(shí)間和流動(dòng)性,一般為80-100°.(5) 合模時(shí)間:取決于塑料的粘度,凝膠時(shí)間和塑封模溫度.一般范圍為:1

32、.5-3min.(6) 注塑速度:主要取決于塑料的粘度,流動(dòng)性和凝膠化時(shí)間,也取決于塑料預(yù)熱溫度和以下鍵合質(zhì)量.一般為16-30s.(7) 料餅尺寸和重量:其直徑要比塑封模的加料腔直徑小1-3mm,餅料的重量取決于塑封模的大小,型腔形狀和數(shù)量,料道形狀等,一般料餅重量應(yīng)按照塑封模型腔體積,料道體積的總和,再加上主澆道上約3-5mm厚的余料體積,根據(jù)塑料的比重計(jì)算而得.(8) 引線(xiàn)框架預(yù)熱溫度:預(yù)熱的目的是減小由于引線(xiàn)框架于塑封模的線(xiàn)膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生機(jī)械誤差,以保證其定位精度.預(yù)熱溫度取決于引線(xiàn)框架的材料,一般為80-120°.5.5 高頻預(yù)熱爐的工作原理:它的工作原理是將料餅放在

33、兩個(gè)滾子電極中間,當(dāng)蓋上機(jī)器的蓋板后, 兩個(gè)滾子向同一方向旋轉(zhuǎn),料餅也隨之向反方向轉(zhuǎn)動(dòng).通過(guò)高頻電源的接通,料餅在上部平板電極和兩個(gè)滾子電極中間,由于模塑料是極性分子材料,在高頻電場(chǎng)作用下產(chǎn)生電偶式極化,其反復(fù)極過(guò)程中所發(fā)生的熱量使料餅整個(gè)受熱,達(dá)到預(yù)熱的目的.5.6 引線(xiàn)框架預(yù)熱器 引線(xiàn)框架預(yù)熱器是按照不同品種的引線(xiàn)框架尺寸和結(jié)構(gòu)來(lái)制造的,上部是加熱基板,下部為溫控系統(tǒng).引線(xiàn)框架裝在其鋁合金加熱架上加熱,預(yù)熱后,則連同加熱架一起送封模中進(jìn)行注塑,因此加熱架的尺寸和結(jié)構(gòu)還必需與包封模的尺寸匹配.并同時(shí)選購(gòu). 20000726 IC-V.1.5 P.11企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)5.7

34、塑料包封機(jī) 塑料包封機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)塑封機(jī).是塑料封裝的主要設(shè)備.分臺(tái)式和立柱式兩 類(lèi),其中又分為雙柱式和四柱式兩種,我們公司上前采用的是立柱四柱式.工作部分采用液壓傳動(dòng).加熱升溫則采用自動(dòng)控制,比較先進(jìn)的已采取計(jì)算機(jī)控制.四柱式塑封機(jī)的工作臺(tái)上下移動(dòng),是以四根圓形導(dǎo)柱為導(dǎo)向,因擊精度高,上下移動(dòng)平穩(wěn),同時(shí)采用四面敞開(kāi)式結(jié)構(gòu),便于安裝其他輔助工具.是八十年代的新產(chǎn)品,該機(jī)設(shè)有自動(dòng)控制系統(tǒng)和控溫機(jī)構(gòu),下工作臺(tái)內(nèi)有空氣浮力裝置,使搬動(dòng)和調(diào)整模具方便,適合多型腔模 具使用,生產(chǎn)效率很高.塑封機(jī)的上下工作臺(tái)公別設(shè)有數(shù)個(gè)加熱器的供電系統(tǒng)和溫度傳感器,以控制上下工作臺(tái)上的模具型腔溫度,使模具和各部位的溫度都保持在正

35、負(fù)2攝氏度的精度. 5.8 塑料封裝工作程序:放入引線(xiàn)框架待包封,合模加壓并放入樹(shù)脂,注塑頭下降注入樹(shù)脂并保持壓力,啟模時(shí)工作臺(tái)下降同時(shí)注塑頭回升至頂點(diǎn).6. 去飛邊:由于經(jīng)過(guò)了前面幾個(gè)工序使得引線(xiàn)框架的外表面出現(xiàn)氧化層,特別在塑封時(shí)成型工藝上和塑封模存在的缺陷,引起引線(xiàn)框架的表面產(chǎn)生飛邊(即溢料或塑料毛刺).造成電鍍時(shí)無(wú)法鍍上錫,因此在集成電路的封裝工藝中設(shè)有去飛邊工序.它是利用直徑70-170um的粒子和水,壓縮空氣混合在一起通過(guò)噴槍噴在產(chǎn)品的表面,以達(dá)到去除飛邊的目的.7. 電鍍:為了產(chǎn)品能順利地焊接到線(xiàn)路板上,對(duì)產(chǎn)品的表面必須鍍上一層保護(hù)層.電鍍利用電化學(xué)的原理將錫離子電離出來(lái),讓其吸

36、附到引線(xiàn)框架的表面,以達(dá)到對(duì)產(chǎn)品表面保護(hù)的作用.錫鉛比為9:18. 打印:為了用戶(hù)能區(qū)分產(chǎn)品的型號(hào),生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)日期,批號(hào)等.作為集成電路的生產(chǎn)廠家應(yīng)在產(chǎn)品的表面打上識(shí)別標(biāo)志.這種使用油墨或激光,印章和相應(yīng)機(jī)械在產(chǎn)品表面打上印記的工序,我們稱(chēng)之為打印.8.1 打印分為:油墨打印和激光打印(指本公司內(nèi))8.2 有些油墨必須在5攝氏度以下保存.8.3 激光打印時(shí)必須戴上防護(hù)眼鏡.9. 切筋打彎:經(jīng)過(guò)以上各工序加工后的集成電路,還要對(duì)其上面的引線(xiàn)框架作進(jìn)一步的加工和成形,以便將引線(xiàn)整理成運(yùn)動(dòng)的形狀,并將其多余的橫筋或連條除去,才能使各根引線(xiàn)互不連接,然后進(jìn)行測(cè)試工作.9.1 工作原理: 利用相應(yīng)的

37、模具和沖床對(duì)產(chǎn)品上不需要的部分切除,并成形為滿(mǎn)足客戶(hù)要求的產(chǎn) 品.9.2 切筋系統(tǒng)的組成:上料部,送料部,切筋成形部,卸料部等組成.9.3 切筋成形部的工步組成:沖塑,切筋,分離,成形. 10. 外觀檢查:根據(jù)外觀檢查判定基準(zhǔn)對(duì)組裝后的產(chǎn)品進(jìn)行外觀檢驗(yàn)的工序.目的是確保生產(chǎn)出的產(chǎn)品滿(mǎn)足客戶(hù)的要求.促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高. 20000726 IC-V.1.5 P.12企業(yè)培訓(xùn)教材 集成電路封裝基礎(chǔ)知識(shí)11. 測(cè)試:為了了解集成電路的質(zhì)量,應(yīng)按照編制項(xiàng)目的順序進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試,以評(píng)價(jià)其設(shè)計(jì)和制造工藝的優(yōu)劣,并作進(jìn)一步的分析,提高產(chǎn)品質(zhì)量.11.1測(cè)試包括:數(shù)字電路的測(cè)試和模擬電路的測(cè)試.11.2數(shù)字電路的測(cè)試通常包括:直流參數(shù)測(cè)試,交流參數(shù)測(cè)試和邏輯功能測(cè)試.11.3模擬電路的測(cè)試通常包括:靜態(tài)參數(shù)測(cè)試和動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試.11.4測(cè)試機(jī)的基本結(jié)構(gòu):小型計(jì)算機(jī),輸入/輸出設(shè)備,主存儲(chǔ)器,模擬子系統(tǒng),定時(shí)子系統(tǒng),功能數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器及序列處理器,存儲(chǔ)器測(cè)試圖案發(fā)生器,電路引出端控制邏輯,功能測(cè)試流水線(xiàn),機(jī)械手等部分組成.12.包裝:將組裝或