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封装工艺流程介绍(一)

[发布日期:2020-05-28 14:40:04] 点击:


 

  封装工艺流程

  2.1.1为什么要学习封装工流程

  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- -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。

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部分: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达到1000级以上(空气中0.3um粉尘达1000个/m3以上)。

  现在大部分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。

  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时厚度为520um , 6时厚度为670μm。这样就对芯片的切分带来困难。因此电路层制作完成后,需要对硅片背面进行减薄,使其达到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。

  2.2.2减薄工,艺

  硅片背面减技术主要有: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。切割分部分划片(不划到底,留有残留厚度)和完全分割划片。对于部分划片,用顶针顶力使芯片完全分离。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。

  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避免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。

  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

  2.3.1共晶粘贴法

  共晶反应指在一定的温度下,一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相反应。例如,含碳量为2.11%-6.69%的铁碳合金,在1148摄氏度的恒温下发生共晶反应,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)加热并使粘贴表面产生摩擦(去除粘贴表面氧化层) -约425°C时出现金硅反应液面,液面移动时,硅逐渐扩散至金中而形成紧密结合。

  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。

  2.3.2焊接粘贴法

  焊接粘贴法是利用合金反应进行芯片粘贴的方法。优点是热传导性好。工艺方法将芯片背面淀积一-定厚度的Au或Ni ,同时在焊盘上淀积Au-Pd-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术能防止氧化的气氛中进行。

  2.3.3导电胶粘贴法

  导电胶是银粉与高分子聚合物(环氧树脂)的混合物。银粉起导电作用,而环氧树脂起粘接作用。


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