封裝介紹課件

塑料封裝IC的封裝形式按封裝材料劃分為：塑料封裝金屬封裝陶瓷封裝一、塑料封裝介紹二、塑料封裝基本流程一、塑料封裝介紹塑料封裝是指對半導(dǎo)體器件或電路芯片采用樹脂等材料進(jìn)行包裝的一類封裝塑料封裝，一般認(rèn)為是非氣密性封裝。塑料封裝又分為上百種類型。塑料封裝用于消費(fèi)電子，因?yàn)槠涑杀镜?，工藝簡單，可靠性高而占有絕大部分的市場份額；塑料(高分子材料)封裝與陶瓷封裝相比具有：優(yōu)點(diǎn)：成本低、薄型化、工藝較為簡單、適合自動(dòng)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)：散熱性、耐熱性、密封性、可靠度遜于陶瓷封裝。二、塑料封裝基本流程一般所說塑料封裝，如無特別說明，都是指轉(zhuǎn)移成型封裝。芯片封裝在IC晶圓完成之后，主要工藝為：硅片減薄硅片切割芯片貼裝引線鍵合轉(zhuǎn)移成型去飛邊毛刺引腳上焊錫切筋打彎打碼測試1/10、硅片減薄硅片減薄是在專門的設(shè)備上，從晶圓背面進(jìn)行研磨，將硅片減薄到適合封裝的程度。由于晶圓的尺寸越來越大（從4英寸、5英寸、6英寸，發(fā)展到8英寸、甚至12英寸），為了增加晶圓的機(jī)械強(qiáng)度，防止晶圓在加工過程中發(fā)生變形、開裂，晶圓的厚度也一直在增加。隨著系統(tǒng)朝輕薄短小的方向發(fā)展，芯片封裝后模塊的厚度變得越來越薄，因此，在封裝之前，一定要將晶圓的厚度減薄到可以接受的程度，以滿足芯片裝配的要求。在硅片減薄的工序中，受力的均勻性將是關(guān)鍵，否則，晶圓很容易變形、開裂。如6英寸晶圓，厚度是675微米左右，減薄后一般為150微米。1/10、硅片減薄貼膜切膜減薄測厚揭膜將晶圓進(jìn)行背面研磨，來減薄晶圓達(dá)到封裝需要的厚度（8mils~10mils）；磨片時(shí)，需要在正面貼膠帶保護(hù)電路區(qū)域同時(shí)研磨背面。2/10、硅片切割將晶圓粘貼在藍(lán)膜上，使得即使被切割開后，不會(huì)散落；通過切刀將整片晶元切割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的芯片；清洗主要清洗切割時(shí)候產(chǎn)生的各種粉塵。晶圓安裝晶圓切割清洗硅片切割機(jī)2/10、硅片切割3/10、芯片貼裝芯片貼裝又稱芯片粘貼，是將IC芯片固定于封裝基板或引腳架承載座上的工藝過程。芯片應(yīng)貼裝到引腳架的中間焊盤上，焊盤尺寸要與芯片大小相匹配。芯片貼裝方式主要有四種：共晶粘貼法、焊接粘貼法、導(dǎo)電膠粘貼法和玻璃膠粘貼法。3/10、芯片貼裝粘結(jié)方式技術(shù)要點(diǎn)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)共晶粘貼法金屬共晶化合物：擴(kuò)散預(yù)型片和芯片背面鍍膜高溫工藝、CTE失配嚴(yán)重，芯片易開裂焊接粘結(jié)法錫鉛焊料合金反應(yīng)背面鍍金或鎳，焊盤淀積金屬層導(dǎo)熱好，工藝復(fù)雜，焊料易氧化導(dǎo)電膠粘結(jié)法環(huán)氧樹脂（填充銀）化學(xué)結(jié)合芯片不需預(yù)處理粘結(jié)后固化處理或熱壓結(jié)合熱穩(wěn)定性不好，吸潮形成空洞、開裂玻璃膠粘結(jié)法絕緣玻璃膠物理結(jié)合上膠加熱至玻璃熔融溫度成本低、去除有機(jī)成分和溶劑需完全實(shí)例：共晶芯片粘貼法4/10、引線鍵合引線鍵合是將芯片電極面朝上粘貼在封裝基座或基板上后，用金絲、鋁絲或銅絲將芯片電極與引線框架或布線板電路上對應(yīng)的電極鍵合連接的工藝技術(shù)。根據(jù)鍵合工藝分為：超聲鍵合、熱壓鍵合和熱超聲鍵合；4/10、引線鍵合——超聲鍵合目前，通過鋁絲進(jìn)行引線鍵合大多采用超聲鍵合法。超聲鍵合采用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的能量，通過磁致伸縮換能器，在超高磁場感應(yīng)下，迅速伸縮而產(chǎn)生彈性振動(dòng)，經(jīng)過變幅桿傳給劈刀，使劈刀相應(yīng)振動(dòng)。同時(shí)在劈刀上施加一定的壓力。于是，劈刀就在這兩種力的共同作用下使鋁絲和焊區(qū)兩個(gè)純凈的金屬面緊密接觸，達(dá)到原子間的“鍵合”，從而形成牢固的焊接。超聲鍵合使金屬絲與鋁電極在常溫下直接鍵合。由于鍵合工具頭呈楔形，故而又稱楔壓焊。4/10、引線鍵合——超聲鍵合3.定位（第2次鍵合）1.定位（第一次鍵合）超聲壓頭Al絲基板電極芯片電極2.鍵合加壓超聲波振動(dòng)4.鍵合－切斷拉引4/10、超聲鍵合實(shí)物圖4/10、引線鍵合——熱壓鍵合熱壓鍵合是通過加熱和加壓力，是焊區(qū)金屬發(fā)生塑性形變，同時(shí)破壞金屬焊區(qū)界面上的氧化層，使壓焊的金屬絲與焊區(qū)金屬接觸面的原子達(dá)到原子引力的范圍，進(jìn)面通過原子吸引力，達(dá)到“鍵合”的目的.此外，金屬界面不平整，通過加熱加壓可使兩金屬相互鑲嵌.但這種焊接使金屬形變過大而受損，影響焊接鍵合質(zhì)量，限制了熱壓焊的使用。壓頭下降，焊球被鎖定在端部中央壓頭上升壓頭高速運(yùn)動(dòng)到第二鍵合點(diǎn)，形成弧形在壓力、溫度的作用下形成連接14324/10、引線鍵合——熱壓鍵合第一鍵合點(diǎn)的形狀4/10、引線鍵合——熱壓鍵合在壓力、溫度作用下形成第二點(diǎn)連接壓頭上升至一定位置，送出尾絲引燃電弧，形成焊球進(jìn)入下一鍵合循環(huán)夾住引線，拉斷尾絲56784/10、引線鍵合——熱壓鍵合第二鍵合點(diǎn)4/10、引線鍵合——熱壓鍵合契形焊點(diǎn)絲球焊點(diǎn)形狀球形焊點(diǎn)4/10、引線鍵合——熱壓鍵合4/10、引線鍵合——熱超聲鍵合熱超聲鍵合也叫做金絲球焊。熱超聲鍵合和熱壓鍵合的原理基本相同，區(qū)別在于：熱壓鍵合采用加熱加壓；熱超聲鍵合采用加熱加壓加超聲。4/10、引線鍵合——熱超聲鍵合5/10、轉(zhuǎn)移成型熱固性塑料轉(zhuǎn)移成型工藝是將“熱流道注塑”和“壓力成型”組合工藝。傳統(tǒng)熱流道注塑成型中，熔體腔室中保持一定的溫度，在外加壓力作用下塑封料進(jìn)入芯片模具型腔內(nèi)，獲得一定形狀的芯片外形。熱固性聚合物：低溫時(shí)聚合物是塑性或流動(dòng)的，當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，聚合物分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成剛性固體，并不能反復(fù)加熱使之塑性流動(dòng)，不可回收利用。5/10、轉(zhuǎn)移成型過程1、芯片及完成互連的框架置于模具中；2、將塑封料預(yù)加熱后放入轉(zhuǎn)移成型機(jī)轉(zhuǎn)移罐中；3、在一定溫度和轉(zhuǎn)移成型活塞壓力作用下，塑封料注射進(jìn)入澆道，通過澆口進(jìn)入模具型腔；4、塑封料在模具內(nèi)降溫固化，保壓后頂出模具進(jìn)一步固化。6/10、去飛邊毛刺毛刺飛邊是指封裝過程中塑封料樹脂溢出、貼帶毛邊、引線毛刺等飛邊毛刺現(xiàn)象。隨著成型模具設(shè)計(jì)和技術(shù)的改進(jìn)，毛刺和飛邊現(xiàn)象越來越少。封裝成型過程中，塑封料可能從模具合縫處滲出來，流到外面的引線框架上，毛刺不去除會(huì)影響后續(xù)工藝。6/10、去飛邊毛刺毛刺飛邊去除工藝：介質(zhì)去毛刺飛邊：

研磨料和高壓空氣一起沖洗模塊，研磨料在去除毛刺的同時(shí)，可將引腳表面擦毛，有助于后續(xù)上錫操作。溶劑去飛邊毛刺和水去飛邊毛刺：

利用高壓液體流沖擊模塊，利用溶劑的溶解性去除毛刺飛邊，常用于很薄毛刺的去除。7/10、引腳上焊錫上焊錫目的：增加保護(hù)性鍍層，以增加引腳抗蝕性，并增加其可焊性。上焊錫方法：電鍍或浸錫工藝電鍍工藝:引腳清洗→電鍍槽電鍍→烘干浸錫工藝:去飛邊→去油和氧化物→浸助焊劑→加熱浸錫→清洗、烘干8/10、切筋打彎

切筋成型其實(shí)是兩道工序：切筋和打彎，通常同時(shí)完成。

切筋工藝：切除框架外引腳之間的堤壩（dambar）及在框架帶上連在一起的地方；

打彎工藝：將引腳彎成一定的形狀，以適合裝配的需要。8/10、切筋打彎——打彎工藝

對于打彎工藝，最主要的問題是引腳變形。對于PTH裝配，由于引腳數(shù)較少且較粗，基本沒有問題。對SMT裝配來講，尤其是高引腳數(shù)目框架和微細(xì)間距框架器件，一個(gè)突出的問題是引腳的非共面性（leadnonCoplanarity）。

造成非共面性原因：(1)工藝過程處理不恰當(dāng)(2)成型后降溫過程引起的框架翹曲

9/10、打碼

打碼是在封裝模塊頂部印上去不掉的、字跡清楚的字母和標(biāo)識(shí)，包括制造商信息、國家、器件代碼等，主要是為了便于識(shí)別和可跟蹤。打碼方法有多種，其中最常用的是印碼（P