《IC封裝製程》PPT課件

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1、第二章IC封裝製程IC封裝IC封裝乃是將IC前段製程加工完成後所提供之晶圓做切割分離成一顆顆晶粒，並外接信號線以傳遞電路訊號，及做IC封膠來保護(hù)IC元件。IC封裝製程IC封裝製程主要包括晶圓切割；晶片黏結(jié)；連線技術(shù)；封膠；剪切成型；印字；檢測；IC塑膠封裝的流程晶圓切割在晶圓背面貼上膠帶(BlueTape)晶圓黏片(WaferMount)晶圓切割機(jī)Close-upofanoperatingsaw,withcoolingwatersprayingatthetopoftherotatingbladeandthewafer.Photocourte

2、syofDisco.Portionofadicedwafer,stillonthedicingtape.Thedarkcrossisthetapebelowthewafer,visiblethroughthesawnstreets.晶圓切割晶圓黏結(jié)將IC晶片固定於封裝基板或?qū)Ь€架中晶片座(diepaddle)上並利用環(huán)氧樹脂(銀膠)將之黏結(jié)的製程步驟導(dǎo)線架(leadframe)晶片黏結(jié)製程黏結(jié)法黏結(jié)法金-矽共晶黏結(jié)法：陶瓷封裝(主要)玻璃膠黏結(jié)法高分子膠黏結(jié)法：塑膠封裝焊接黏結(jié)法金-矽共晶黏結(jié)法利用金-矽合金在3wt％，363℃時產(chǎn)生的共晶

3、(Eutectic)反應(yīng)特性進(jìn)行。處理方法：IC晶片置於已鍍有金膜的基板晶片座上，加熱至約425℃，藉金-矽的交互擴(kuò)散而完成接合。環(huán)境：熱氮氣環(huán)境防矽高溫氧化－金-矽共晶黏結(jié)法反應(yīng)前前處理：基板/晶片交互磨擦除氧化表層、增加反應(yīng)液面濕潤性潤濕不良接合之結(jié)果:導(dǎo)致孔洞的產(chǎn)生而使接合強(qiáng)度與熱導(dǎo)性降低造成應(yīng)力分佈不均金-矽共晶黏結(jié)法預(yù)型片彌補基板孔洞平整度不佳時所造成接合不完全的缺點厚度約25mm，其面積約為晶片的三分之一材質(zhì)為金2-wt%係合金薄片植於基板之晶片座上；不能使用過量，否則易造成材料溢流而造成封裝的可靠度降低玻璃膠黏結(jié)法方法以戳印(

4、Stamping)、網(wǎng)印(ScreenPrinting)或點膠(SyringeTransfer)的方法將含有銀的玻璃膠塗於基板的晶片座上，置妥IC晶片後再加熱除去膠中有機(jī)成份並使玻璃熔融接合優(yōu)點無孔洞優(yōu)良的熱穩(wěn)定性低殘餘應(yīng)力與低溼度含量的結(jié)合玻璃膠黏結(jié)法注意：膠中有機(jī)物必須完全除去，以免影響穩(wěn)定性及可靠度；冷卻需防接合破裂高分子黏結(jié)法常用於塑膠封裝－高分子材料與銅引腳的熱膨脹係數(shù)相近圖膠方式與玻璃膠黏結(jié)法方式類似所用之塗膠為環(huán)氧樹酯或聚亞醯胺優(yōu)點低成本且能配合自動化生產(chǎn)製程缺點－熱穩(wěn)定性較差，易導(dǎo)致有機(jī)成份洩漏而影響封裝的可靠度焊接黏結(jié)法利

5、用合金反應(yīng)進(jìn)行晶片黏結(jié)優(yōu)點：能形成熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的黏結(jié)熱氮氣環(huán)境：防止銲錫氧化及孔洞的形成硬質(zhì)焊料：金-矽、金-錫、金-鍺優(yōu)點：可以獲得良好抗疲勞與抗?jié)撟內(nèi)秉c：一產(chǎn)生熱膨脹係數(shù)差異引起的應(yīng)力破壞軟質(zhì)焊料：鉛–錫、鉛–銀–銦可改善硬焊的缺點聯(lián)線技術(shù)目的:IC晶片必須與封裝基板或?qū)Ь€架聯(lián)結(jié)，以達(dá)到電子訊號傳遞的功能聯(lián)線技術(shù)打線接合(WireBonding)卷帶自動接合(TapeAutomatedbonding)覆晶接合(FlipChip)Wire-bonding(www.inex.org.uk)WireBondingWIREBONDINGONIC

6、CHIP(www.ust.hk)打線接合(WireBonding)適用於低密度聯(lián)線(300個I/O點以下)受末端成球大小、接合工具形狀、接墊之幾何排列與封裝基板結(jié)構(gòu)淨(jìng)空之影響超音波接合(UltrasonicBonding)熱壓接合(ThermocompressionBonding)熱超音波接合(ThermosonicBonding)打線接合為周列式接合(PeripheralArray)超音波接合(UltrasonicBonding，U/S)利用音波弱化(AcousticWeakening)之效應(yīng)促進(jìn)接合介面動態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶而接合。超音波接合

7、係以接合楔頭(Wedge)引導(dǎo)金屬線使其加壓於接墊上，再輸入頻率20至60kHz，振幅20至200mm的超音波，藉音波震動與加壓產(chǎn)生冷焊效應(yīng)而完成接合。楔形接點超音波接合優(yōu)點?接合溫度低、接點尺寸較小且迴繞輪廓較低。適用於接墊間距小的電路聯(lián)線。缺點?導(dǎo)線迴繞的方向必須平行於兩接點連線的方向。超音波接合最常用的導(dǎo)線材料：鋁鋁－1％矽合金；鋁－0.5-1％鎂合金超音波接合過程超音波接合楔形接點熱壓接合(ThermocompressionBonding,T/C)壓縮的目的:增加接合面積、減低界面粗造度對接合品質(zhì)的影響採接合工具與基板接墊同時加溫的

8、方式：接合工具：300~400℃基板接墊：150~250℃最常用的導(dǎo)線材料：金（抗氧化性佳）、鋁毛細(xì)管：高溫耐火材料氧化鋁(Alumina,Al2O3)、碳化鎢熱壓接合過程金屬線