芯片封裝工藝流程

芯片封裝工藝流程演講人：日期：目錄01020304芯片封裝概述芯片封裝工藝流程封裝工藝中的關(guān)鍵技術(shù)封裝質(zhì)量與可靠性評(píng)估0506芯片封裝工藝的應(yīng)用領(lǐng)域芯片封裝工藝的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)01芯片封裝概述封裝定義將芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，再通過(guò)印制板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接的過(guò)程。封裝作用安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電熱性能，以及實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部世界與外部電路的連接。封裝的定義與作用近期階段出現(xiàn)了BGA、CSP等封裝形式，實(shí)現(xiàn)了更高密度、更小體積的封裝，同時(shí)提高了電氣性能和可靠性。早期階段采用插裝式封裝，如DIP、SIP等，體積大、引腳數(shù)少、封裝效率低。中期階段表面貼裝技術(shù)（SMT）逐漸興起，如SOP、QFP等，封裝密度和引腳數(shù)大幅提高。封裝技術(shù)的發(fā)展歷程成本低、工藝簡(jiǎn)單，但氣密性差、耐熱性差，適用于低檔芯片。塑料封裝氣密性好、耐熱性高，但成本高、工藝復(fù)雜，適用于高檔芯片。陶瓷封裝強(qiáng)度高、散熱性好，但價(jià)格昂貴，主要用于特殊要求的芯片封裝。金屬封裝封裝材料的分類與特點(diǎn)01020302芯片封裝工藝流程晶圓測(cè)試在切割晶圓之前，需要對(duì)晶圓上的芯片進(jìn)行功能測(cè)試，以確保每個(gè)芯片都能正常工作。晶圓切割使用精密的切割設(shè)備，按照設(shè)計(jì)好的切割線將晶圓切割成單個(gè)的芯片。晶圓測(cè)試與切割芯片貼裝將切割好的芯片貼裝到封裝基板上，這個(gè)過(guò)程通常采用自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)行。芯片固定通過(guò)加熱或加壓的方式，使芯片與基板之間牢固地結(jié)合在一起。芯片貼裝與固定將芯片的電極與封裝基板的引腳通過(guò)金線或鋁線連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)電氣互連。引線鍵合使用塑料材料對(duì)芯片進(jìn)行封裝，以保護(hù)芯片免受外部環(huán)境的損害。塑封引線鍵合與塑封測(cè)試與分揀分揀根據(jù)測(cè)試結(jié)果，將合格的芯片進(jìn)行分揀和包裝，以便于后續(xù)的組裝和應(yīng)用。測(cè)試在塑封完成后，對(duì)芯片進(jìn)行最終的功能測(cè)試，以確保封裝后的芯片仍能保持原有性能。03封裝工藝中的關(guān)鍵技術(shù)測(cè)試晶圓上的芯片功能和性能，確定哪些芯片可以用于后續(xù)封裝。晶圓測(cè)試目的使用探針卡對(duì)晶圓上的每個(gè)芯片進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試電路與芯片上的電路進(jìn)行連接，并傳輸測(cè)試信號(hào)。測(cè)試方法測(cè)試芯片的電學(xué)參數(shù)、頻率響應(yīng)、功耗等，以評(píng)估芯片的性能。測(cè)試參數(shù)晶圓測(cè)試技術(shù)使用自動(dòng)化設(shè)備將芯片從晶圓上取下并貼裝在封裝基板上，包括自動(dòng)拾取、校準(zhǔn)、貼裝等步驟。貼裝方式要求芯片與基板之間的貼合精度非常高，以保證后續(xù)鍵合和塑封的質(zhì)量。貼裝精度使用導(dǎo)熱性能好的材料將芯片與基板進(jìn)行貼合，以提高芯片的散熱性能。貼裝材料芯片貼裝技術(shù)引線鍵合技術(shù)鍵合后的可靠性需要保證鍵合點(diǎn)在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下仍能保持良好的電學(xué)性能和機(jī)械性能。鍵合參數(shù)包括鍵合溫度、鍵合壓力、鍵合時(shí)間等，對(duì)鍵合質(zhì)量有重要影響。鍵合方式將芯片上的金屬焊點(diǎn)與封裝基板上的金屬引線進(jìn)行連接，通常采用熱壓鍵合、超聲鍵合等方式。塑封材料包括塑封料的加熱、注塑、固化等步驟，需嚴(yán)格控制塑封溫度和時(shí)間，以確保塑封質(zhì)量。塑封過(guò)程塑封后的性能塑封體需要具有良好的密封性、絕緣性、耐濕性、機(jī)械強(qiáng)度等性能，以保護(hù)芯片免受外部環(huán)境的影響。通常采用環(huán)氧樹(shù)脂等高分子材料，將芯片、引線等部件包裹在塑封體內(nèi)。塑封技術(shù)04封裝質(zhì)量與可靠性評(píng)估封裝質(zhì)量檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)外觀檢查利用顯微鏡或自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備檢查封裝表面是否有裂紋、氣泡、污染等問(wèn)題。密封性測(cè)試通過(guò)氦氣泄漏測(cè)試等方法，檢測(cè)封裝是否漏氣，以保證芯片的長(zhǎng)期可靠性。濕度敏感等級(jí)測(cè)試評(píng)估封裝材料吸濕后對(duì)芯片性能的影響，常見(jiàn)的方法有高溫高濕測(cè)試等。電學(xué)性能測(cè)試測(cè)試封裝后芯片的電氣連接是否正常，包括導(dǎo)通電阻、開(kāi)路、短路等參數(shù)。加速老化測(cè)試溫度循環(huán)測(cè)試通過(guò)高溫、高濕、振動(dòng)等極端環(huán)境條件下的測(cè)試，模擬長(zhǎng)時(shí)間使用后的可靠性。評(píng)估封裝材料在溫度變化下的耐久性，通過(guò)多次高溫低溫循環(huán)來(lái)檢測(cè)封裝是否失效?？煽啃栽u(píng)估指標(biāo)與方法機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試評(píng)估封裝在機(jī)械應(yīng)力下的可靠性，如彎曲、扭曲等測(cè)試，以確保封裝在運(yùn)輸和使用過(guò)程中能承受一定的機(jī)械壓力。可靠性評(píng)估指標(biāo)包括平均無(wú)故障時(shí)間（MTTF）、失效率等，用于量化評(píng)估封裝的可靠性水平。開(kāi)路失效封裝內(nèi)部金屬連線或引腳與芯片的連接開(kāi)路，原因可能是封裝過(guò)程中金屬線斷裂或接觸不良。封裝失效模式與原因分析01短路失效封裝內(nèi)部不同金屬線之間發(fā)生短路，原因可能是封裝材料中有金屬顆?；蚪饘倬€距離過(guò)近。02封裝體開(kāi)裂封裝體在溫度變化或機(jī)械應(yīng)力下出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致封裝失效，原因可能是封裝材料熱膨脹系數(shù)不匹配或封裝過(guò)程中應(yīng)力過(guò)大。03引腳腐蝕或斷裂引腳受到腐蝕或機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致斷裂，原因可能是引腳材料不耐腐蝕或封裝過(guò)程中引腳受損。0405芯片封裝工藝的應(yīng)用領(lǐng)域手機(jī)智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品中，芯片封裝工藝廣泛應(yīng)用于處理器、存儲(chǔ)器、藍(lán)牙芯片等部件的封裝。電視智能電視、顯示器等產(chǎn)品中，芯片封裝工藝用于主控芯片、圖像處理芯片等的封裝。數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)中的圖像處理芯片、存儲(chǔ)芯片等也需要采用芯片封裝工藝。消費(fèi)電子產(chǎn)品的應(yīng)用車載音響中的音頻處理芯片、功率放大器等需要用到芯片封裝工藝。車載音響車載導(dǎo)航系統(tǒng)中的定位芯片、處理芯片等也會(huì)采用芯片封裝工藝。導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)代汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，芯片封裝工藝被廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）等部件的封裝。發(fā)動(dòng)機(jī)控制汽車電子產(chǎn)品的應(yīng)用工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，芯片封裝工藝被用于控制器、傳感器等部件的封裝。自動(dòng)化控制系統(tǒng)工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用智能制造領(lǐng)域中的機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備等也需要采用芯片封裝工藝來(lái)提高性能和穩(wěn)定性。智能制造高精度儀器儀表中的信號(hào)處理芯片、控制芯片等也需要通過(guò)芯片封裝工藝進(jìn)行封裝和保護(hù)。儀器儀表06芯片封裝工藝的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)3D封裝技術(shù)將多種功能芯片集成在一個(gè)封裝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化和多功能化。系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）倒裝芯片技術(shù)將芯片倒裝在基板上，縮短信號(hào)傳輸路徑，提高電性能。通過(guò)堆疊芯片實(shí)現(xiàn)更高的集成度和性能。封裝技術(shù)不斷創(chuàng)新用無(wú)鉛焊料替代傳統(tǒng)的含鉛焊料，降低對(duì)環(huán)境的污染。無(wú)鉛焊料使用環(huán)保型環(huán)氧樹(shù)脂作為封裝材料，減少對(duì)環(huán)境的危害。環(huán)保型環(huán)氧樹(shù)脂采用低熱阻材料，提高芯片的散熱性能，延長(zhǎng)芯片的使用壽命。低熱阻材料綠色環(huán)保封裝材料