集成电路芯片封装技术.doc

集成电路芯片封装技术（书）
第1章
1、封装定义：（狭义）利用膜技术及细微加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘帖固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺
（广义）将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个系统综合性能的工程
2、集成电路的工艺流程：芯片设计（上）芯片制造（中）封装测试（占50%）（下）（填空）
3、芯片封装实现的功能：传递电能传递电路信号提供散热途径结构保护与支持
4、封装工程的技术层次（论述题）：P4图
晶圆Wafer->第零层次Die/Chip->第一层次Module->第二层次Card
->第三层次Board->第四层次Gate

第一层次该层次又称芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定、电路连线与封装保护的工艺，使之成为易于取放输送，并可与下一层组装进行链接的模块
第二层次将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电路卡的工艺
第三层次将数个第二层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板上使之成为一个部件或子系统的工艺
第四层次将数个子系统组装成为一个完整电子产品的工艺过程
5、封装的分类与特点：
按照封装中组合集成电路芯片的数目——单芯片封装（SCP）多芯片封装（MCP）
按照密封材料——高分子材料封装陶瓷材料封装
按照器件与电路板互连方式——引脚插入型（PTH）表面贴装型（SMT）
6、DCA（名词解释）：芯片直接粘贴，即舍弃有引脚架的第一层次封装，直接将IC芯片粘贴到基板上再进行电路互连
7、TSV硅通孔互连封装
HIC混合集成电路封装
DIP双列直插式引线封装
SMT表面贴装技术
LCCC无引线陶瓷芯片载体
PLCC塑料短引线芯片载体
QFP四边扁平引线封装
PQFP塑料四边扁平引线封装
BGA球珊阵列封装
CSP芯片尺寸封装
MCM多芯片组件
8、摩尔定律（填空）：每3年提高一个技术代，即特征尺寸每3年缩小1/3，集成度每2年增加1倍。单位面积内晶体管集成度（单位面积上晶体管的数目）越高特征尺寸越小
第2章
1、前段（塑料封装）中段（成型）后端（选择）
净化级别：前段高，芯片制造阶段高，净化级别数字小。
2、芯片贴装（填空）
●硅片的厚度一般为600um，上面电路有效层厚度一般300um，这样芯片厚度至少900um。
●为便于划片和减少体硅电阻，并有利于散热和适合封装外形外形逐渐薄型化的需要的需要，必须将圆片背面研磨到相应厚度，厚度一般为200um-350um,特殊薄型封装在150um-180um。
●在研磨wafer背面时需保护Wafer正面避免产品功能失效，因此必须贴具有保护功能角色的蓝带（英文：BlueTape）。
●划片的前置作业为芯片粘贴(WaferMount)，将晶圆背面贴在蓝带上，并置于不锈钢制之框架内，并避免芯片和胶带间有气泡产生；之后再将其送到晶圆切割机进行切割，对准芯片正面的切割槽（英文：scribeline）进行切割，切割后的晶粒仍会排列粘贴于引线框架上，框架的支撑可避免胶带产生皱折而导致晶粒相互碰撞。
已切割下来的芯片要贴装到引脚架的中间焊盘上，焊盘的尺寸要与芯片大小相匹配。若焊盘尺寸太大，则会导致引线跨度太大，在转移成型过程中会由于流动产生的应力而造成引线弯曲及芯片位移等现象
3、贴装方式：共晶粘贴法、焊接粘贴法、玻璃胶粘贴发（适合陶瓷封装）、导电胶粘贴法
4、导电胶：一般固化温度：150°C。
固化时间：1h固化前：“导电胶”不导电。固化后：溶剂挥发，银粉相互接触形成导电链。
5、共晶粘贴：
利用金-硅合金，363℃时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。一般的工艺方法是将硅芯片置于已镀金膜的陶瓷基板芯片座上，再加热至约425℃，借助金-硅共晶反应液面的移动使硅逐渐扩散至金中而形成的紧密接合。在共晶粘贴之前，封装基板与芯片通常有交互摩擦的动作用以除去芯片背面的硅氧化层，使共晶溶液获得最佳润湿。
焊接粘贴技术与共晶粘贴技术，都是利用合金反应形成贴装。焊接粘贴使用的材料区分。
6、芯片互连常见的方法：打线键合（WB）倒装芯片键合（FCB）载带自动键合（TAB）
7、打线键合缺陷：金属间化合物IMC，比如紫斑和白斑，还会产生Kirkendall空洞。
电镀时会产生“狗骨头”现象。
【影响可靠度的因素：应力变化、封胶、芯片粘贴材料与线材的反应、金属间化合物形成、晶粒成长引起的疲劳等】可能不要
8、TAB技术（载带自动键合）（简答）
TAB技术就是将芯片焊区与电子封装外壳I/O或基板上的金属布线焊区用具有引线图形金属箔丝连接的技术工艺
9、TAB内引线焊接技术（简答）
当芯片凸点仍是上述金属，而载带Cu箔引线镀层为Pb/Sn时，或者芯片凸点具有Pb/Sn，而载带Cu箔引线是