集成电路封装技术(课题8)课件.ppt

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1、目录一、IC封装的作用和类型二、IC封装的基本工艺三、几种新颖封装BGA、CSP、WLP四、封装的选择和设计五、微电子封装缩略词1二、集成电路（IC）封装的作用和类型1．IC封装的定义：封装工艺IC的封装是微电子器件的两个基本组成部分之一：芯片（管芯）+封装（外壳）微电子器件chip(die)packagepackagingdevice封装给管芯（芯片）和印制电路板（PWB）之间提供电互连、机械支撑、机械和环境保护及导热通道。23.封装的基本功能：电互连和线间电隔离①信号分配：②电源分配：③热耗散：使结温处于控制范围之内④防护：对器件的芯片和互连进行机械、电磁、化学等方

2、面的防护34.IC封装的主要类型：①IC的封装按照器件使用时的组装方式可分为：通孔插装式PTH（Pinthroughhole）表面安装式SMT（Sufacemounttechnology）目前表面安装式封装已占IC封装总量的80%以上。4（6~7）%②按主要使用材料来分，有裸芯片金属封装陶瓷封装1~2%塑料封装>92%5③按引线形状无引线：焊点、焊盘有引线：TH直插外壳芯片6L型（翼型）J型焊球焊柱扁平I形（柱形）SMT7图3一级封装的类型8④目前世界上产量较多的几类封装SOP55～57%PDIP14%QFP(PLCC)12%BGA4～5%9封装密度正愈来愈高封装密度

3、的提高体现在下列三方面：硅片的封装效率=硅芯片面积/封装所占印制板面积=Sd/Sp不断提高；封装的高度不断降低；引线节距不断缩小引线布置从封装的两侧发展到封装的四周，到封装的底面。这样使单位封装体积的硅密度和引线密度都大大提高。10图6单芯片封装向多芯片封装的演变11图7引线节距的发展趋势12图8封装厚度比较13除非裸芯片，很难使封装体厚度tp小于0.5mm。tp=上包封体（高于引线拱高）+芯片厚度（0.2~0.3mm）+下包封体（包括芯片焊盘+芯片粘接层厚度）包封体：防潮、防尘、防辐射等环境保护，机械保护14封装效率　　　封装效率　　　　　封装效率　　　　　　封装效率

4、=2-7%(1970-)=10-30%(1980-)=20-80%(1990-)=50-90%(1993-)图9封装效率的改进15晶体管封装外形也可用于IC封装：SOT23-6L,SOT23-8L。最小的8引线封装US8，内装3个缓冲反相器。其大小为宽×长×高2.0×3.1×1.0mm，相当于一粒大米！16四、集成电路的基本组（封）装工艺不同的封装使用的封装工艺是不同的：金属封装陶瓷封装塑料封装：引线框架式封装PCB基板PBGA：WB（引线键合）FC（倒装芯片）载带：TAB（载带自动焊）圆片级封装WLPDIP、SOP、QFP、PLCC等主要都是塑料封装。171.模塑封装

5、的优缺点目前IC产品中模塑封装约占95%，因为它有许多优点。优点：①材料品种少：引线框架+模塑料等成本低廉，②加工简便：一次模塑成型只气密封装的③生产效率高，适合于自动化大生产：1/3~1/5一次注模成型即可封几百个、上千个④重量轻、体积小，有利于小型化和SMT18⑤抗辐射性能好，本身放射性少：适合于于封VLSI存储器⑥塑料壳体抗化学腐蚀能力强，绝缘性能好。缺点：①热性能差：导热差，热失配大；②气密性差：抗潮湿、抗盐雾性能差；可靠性稍差③电磁屏蔽性能差；④易自然老化。经过模塑料及工艺的改进，塑封电路的可靠性已可达到部分军品的要求。19）2．模塑封装的主要工艺流程划片、清

6、洗芯片检验粘片粘片固化金丝键合模塑硅圆片在干燥盒存放引线框架粘接剂金丝包封模优选传递压力高频预热模塑料(低氯化物)20后模塑固化镀锡测试分类QC批验收打印85℃/85%RHTHB监控不用HCI100%非卤素溶剂16h，175℃去塑料飞边切筋、打弯图10塑料封装工艺框图21主要材料：　　　　　主要设备：芯片　　　　　　　　减薄机划片机、粘片机、压焊机引线框架条　　　　　注塑机（油压机、高频预热机）金丝　　　　　　　　电镀线（外引线镀Sn）包封模　　　　　　　切筋、打弯、成形机芯片粘接剂　　　　　打印、包装设备22管芯键合、粘片（DB）（1）金基或锡基焊料烧接（2）金硅、银

7、硅直接共晶粘接（400～410℃）（3）掺银或不掺银有机粘接剂（4）掺银玻璃浆料23引线键合（WB）93%以上是用Au丝球形－楔形键合金丝键合（球焊－楔焊）过程示意图焊点形状：芯片上采用“球焊”底座引线上采用“楔形焊”Au-Al间接触面↑、可靠性↑焊接温度↓引线方向向上24（a）球焊25（b）楔形焊图11金丝球焊和楔形焊引线键合过程示意图26五、几类新颖封装（BGA、CSP、WLP）1．BGA焊球陈列封装定义BGA：BallGridArray的缩写符号，焊球阵列一种IC的封装，其外引线为焊球或焊凸点，它们成阵列分布于封装的底平面上（见图1