微电子概论--封装与测试.ppt

第五章集成电路的封装与测试硅片的测试和挑选做好的硅片经过测试，（测试的方式，上节课已经讲过），将不合格的芯片打上墨点，做好记号，后面划片的时候可以直接进行挑选！背面减薄划片目的把经过前部工序加工的圆片，用划片机切割成单个芯片，然后用分片机把这些芯片分离开，经镜检后转入芯片装架工序。方法背面贴膜——切割——裂片——分片——镜检分类装架/贴片目的也称为装片与烧结，将芯片粘贴固定在金属基座或引线框架上。要求1）导热和导电性能好；2）装配定位准确，能满足自动键合的需要3）芯片和管壳底座连接的机械强度高，可靠性高，能承受键合和封装时的高温和机械震动方法1）环树脂粘贴常用环氧、聚酰亚胺、酚醛以及有机树脂作粘贴剂。加金、银粉—导电胶；加氧化铝—绝缘胶。应用：环氧树脂粘贴牢固，有良好的传热和散热功能，广泛用于IC芯片的粘贴，尤其是MOS电路。合金烧结一般分离的二极管、晶体管等要以衬底作为一个引出电极，这就要求芯片和金属基座之间形成一层低电阻的导通焊接层；在粘贴之前，要做一次背面欧姆接触的金属化处理。通常采用背面蒸金和化学镀镍的方法。烧结方法1）银浆烧结应用：小功率晶体管或者结深较浅的超高频或者微波小功率晶体管2）金锑合金应用：大功率晶体管，管芯与管座形成低阻欧姆接触，具有良好的导热性。烧结温度要高于金硅熔点377°C，3）铅锡合金应用：大功率晶体管，常用氢气连续烧结或抽真空烧结。其他烧结方法共晶焊接法电子束焊接法激光焊接法引线键合目的用金属导线将芯片表面的铝压焊点和底座或引线框架上的电极进行连接。常用的键合引线1）金丝：化学性能稳定，延展性强，抗拉强度高，可塑性好，容易加工成细丝。但与铝键合产生“紫斑”，一般采用“金-金结合”2）铝（硅）丝：成本低，与铝压点键合兼容性好；机械强度不如金丝。3）铜丝：电阻率低，抗电迁移，硬度高，可塑性不好，易氧化。键合方法热压键合加热+加压方法：楔焊、针焊、球焊简单，成本低；但需要对硅片加（330~350℃），键合强度不高超声波键合机械振动摩擦＋压力无需对衬底加热；键合牢固；可调节超声波的频率和压力来适用不同粗细、材质的引线。TAB与FCBTAB，（TapeAutomationBonding）载带自动焊，也称为带式自动键合，是一种将IC安装和互连到柔性金属化聚合物载带上的IC组装技术。载带内引线键合到IC上，外引线键合到常规封装或印刷线路板PWB上，整个过程均自动完成。FCB，（FlipChipBonding）倒装芯片键合是将芯片有源区面对基板进行键合。FCB的基本点是在芯片和基板上分别制备焊盘，然后面对面键合。键合材料可以是金属引线或TAB，也可以是合金焊料或有机导电聚合物制成的凸焊点。它可以利用芯片上所有面积来获得I/O端，硅片利用效率得到极大提高。封装目的1）器件的保护，保证其能正常工作；2）物理支撑，便于与其他的电路进行更高级的装配；3）影响器件的某些功能：频率、功率等。封装的材料1）金属封装散热性能好，抗机械损伤强，电磁屏蔽效果好，但成本高，笨重。分立器件；微波器件；小规模集成电路。2）塑料封装质量轻，成本低；适于模铸，可塑性强，自动化机械化水平高。目前集成电路最普遍的封装材料3）陶瓷封装优点：耐高温，致密好，密封性好，电气性能好，适合高密度型封装应用：大功率器件；高性能、高密度的集成电路。4）玻璃封装小功率锗二极管大多采用玻璃封装，现在少用。但是可以与塑料封装一起结合，既可以实现封装的高温定型、可靠性，又可降低成本。封装的形式和类型集成电路封装的发展进程结构方面是TO→DIP→LCC→QFP→BGA→CSP；材料方面是金属、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料；引脚形状是长引线直插→短引线或无引线贴装→球状凸点；装配方式是通孔插装→表面贴装（SMT）→直接安装DIP在70年代流行的是双列直插封装，DIP（DualIn－linePackage）是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片。绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。是Intel8位和16位处理芯片采用的封装方式，缓存芯片、BIOS芯片和早期的内存芯片也使用这种封装形式。它的