《集成电路封装与测试技术》第1章 概述.pptVIP

集成电路封装与测试技术 共48学时 概述 微电子制造工程概述 芯片制造与封装工艺流程 [1] 前道工序 该过程包括： (1) 将粗糙的硅矿石转变成高纯度的单晶硅。 (2) 在wafer 上制造各种IC 元件。 (3) 测试wafer 上的IC 芯片。 [2] 后道工序 该过程包括： (1) 对wafer 划片（进行切割） (2) 对IC 芯片进行封装和测试 前道生产流程：（1）单晶制备 1 硅棒的拉伸 将多晶硅熔解在石英炉中，然后依靠 一根石英棒慢慢的拉出纯净的单晶硅棒。 2 切割单晶硅棒 用金刚石刀把单晶硅棒切成一定的厚度 形成WAFER。 前道生产流程：（2）WAFER制造 3 抛光WAFER WAFER 的表面被抛光成镜面。 4 氧化WAFER 表面 WAFER 放在900 度——1100 度的氧化 炉中，并通入纯净的氧气，在WAFER 表面 形成氧化硅。 前道生产流程：（3）芯片制造 5 覆上光刻胶 通过旋转离心力，均匀地在WAFER 表面覆上一层光刻胶。 6 在WAFER 表面形成图案 通过光学掩模板和曝光技术在 WAFER 表面形成图案。 前道生产流程：（4）芯片制造 7 蚀刻 使用蚀刻来移除相应的氧化层。 8 氧化、扩散、CVD 和注入离子 对WAFER 注入离子（磷、硼），然 后进行高温扩散，形成各种集成器件。 9 磨平（CMP） 将WAFER 表面磨平。 前道生产流程：（5）测试 10 形成电极 把铝注入WAFER 表面的相应位置， 形成电极。 11WAFER 测试 对WAFER 进行测 试，把不合格的芯片 标记出来。 后道生产流程：（6）芯片切割 12 切割WAFER 把芯片从WAFER 上切割下来。 后道生产流程：（7）芯片的粘贴 13 固定芯片 把芯片安置在特定的FRAME 上 后道生产流程：（8）芯片互连 14 连接管脚 用25 微米的纯金线将芯片和FRAME 上的引脚连接起来。 后道生产流程：（9）切筋打码成型 16 修正和定型（分离和铸型） 把芯片和FRAME 导线分离，使芯 片外部的导线形成一定的形状。 后道生产流程：（10）老化测试 17 老化（温度电压）测试 在提高环境温度和芯片工作电压的情 况下模拟芯片的老化过程，以去除发 生早期故障的产品 后道生产流程：（11）电性能测试 18 成品检测及可靠性测试 进行电气特性检测以去除不合格的芯片 成品检测： 电气特性检测及外观检查 可靠性检测： 实际工作环境中的测试、长期工作的寿 命测试 后道生产流程：（12）打码 19 标记 在芯片上用激光打上产品名。 课程主要内容 一、封装概述 二、封装的工艺流程（重点） 三、塑料封装 四、气密性封装 五、封装可靠性工程 六、新型封装技术 电子封装的作用 电子封装的四个功能： ? 为IC芯片提供机械支撑和环境保护(circuit support and protection)； ? 接通半导体芯片的电流通路(power distribution)； ? 提供信号的输入和输出通路 (signal distribution)； ? 提供热通路，散逸半导体芯片产生的热(heat dissipation) 。 电子封装直接影响着: ? 电子产品的电、热、光和机械性能 ? 电子产品的可靠性和成本 ? 电子产品与系统的小型化。 电子封装的层次 封装与组装可分为： 零级封装（晶片级的连接） 一级封装（单晶片或多个晶片组件或元件） 二级封装（印制电路板级的封装） 三级封装（整机的组装） 零级和一级封装称为电子封装（技术） 把二级和三级封装称为电子组装（技术） 电子封装层次 电子封装分类 按封装中芯片数量： 1) 单芯片封装 2) 多芯片封装,如MCM 按材料分类： 1) 陶瓷封装——高可靠性 2) 塑料封装——低成本(与陶瓷封装相比），更通用 电子封装分类 按组装方法： 1) 通孔组装技术THP 2) 表面组装技术SMT 3) 特殊的组装技术 电子组装 通孔组装技术 电子组装 表面贴装技术、表面组装技术 典型封装器件 见新教材！ 封装技术的历史 1947年世界发明第一只半导体晶体管，同时也就开始了电子封装的历史。 ? 1958年发明第一块集成电路，它推动了多引线外壳的发展，工艺仍以金属-玻璃封接工艺为主。 ? 60年代发明了DIP外壳，即双列直插引线外壳。在70年代成为系列主导产品。 80年代，表面安装技术 封装技术的历史 90年代，集成电路发展到超大规模阶段，要求电子封装的管脚数越来越多，管脚节距越来越小，从而电子封装从四边引线型（如QFP等）向平面阵列型（PGA）发展。 90年代初发明了球栅阵列封装（BGA）．目前正处于爆炸发展阶段。是电子封装领域的又一场革命。 目