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半导体封装制程介绍

半导体封装制程简介

(Die Saw) 晶片切割之目的乃是要將前製程加工完成的晶圓上一顆顆之芯片(Die)切割分離。首先要在晶圓背面貼上蓝膜(blue tape)並置於鋼 製的圆环上,此一動作叫晶圓粘片(wafer mount),如圖一,而後再 送至晶片切割機上進行切割。切割完後,一顆顆之芯片井然有序的排 列在膠帶上,如圖二、三,同時由於框架之支撐可避免蓝膜皺摺而使 芯片互相碰撞,而圆环撐住膠帶以便於搬運。 圖一 圖二

(Die Bond) 粘晶(装片)的目的乃是將一顆顆分離的芯片放置在导线框架(lead frame)上並用銀浆(epoxy )粘着固定。引线框架是提供芯片一個粘着的位置+ (芯片座die pad),並預設有可延伸IC芯片電路的延伸腳(分為內 引腳及外引腳inner lead/outer lead)一個引线框架上依不同的設計可以有 數個芯片座,這數個芯片座通常排成一列,亦有成矩陣式的多列排法 。引线框架經傳輸至定位後,首先要在芯片座預定粘着芯片的位置上点

上銀浆(此一動作稱為点浆),然後移至下一位置將芯片置放其上。 而經過切割的晶圓上的芯片則由焊臂一顆一顆地置放在已点浆的晶 粒座上。装片完後的引线框架再由传输设备送至料盒(magazine) 。装片后的成品如圖所示。 引线框架装片成品 胶的烧结 烧结的目的是让芯片与引线框晶粒座很好的结合固定,胶可分为银浆(导电胶)和绝缘胶两种,根据不同芯片的性能要求使用不同的胶,通常导电胶在200度烤箱烘烤两小时;绝缘胶在150度烤箱烘烤两个半小时。 (Wire Bond) 焊线的目的是將芯片上的焊点以极细的金或铜线(18~50um)連接到引线框架上的內引腳,藉而將IC芯片的電路訊號傳輸到外界。當

半导体全制程介绍

《晶圆处理制程介绍》 基本晶圆处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗(Cleaning)之后,送到热炉管 (Furnace)内,在含氧的环境中,以加热氧化(Oxidation)的方式在晶圆的表面 形成一层厚约数百个的二氧化硅层,紧接着厚约1000到2000的氮化硅层 将以化学气相沈积Chemical Vapor Deposition;CVP)的方式沈积(Deposition)在刚刚长成的二氧化硅上,然后整个晶圆将进行微影(Lithography)的制程,先在 晶圆上上一层光阻(Photoresist),再将光罩上的图案移转到光阻上面。接着利用蚀刻(Etching)技术,将部份未被光阻保护的氮化硅层加以除去,留下的就是所需要的线路图部份。接着以磷为离子源(Ion Source),对整片晶圆进行磷原子的植入(Ion Implantation),然后再把光阻剂去除(Photoresist Scrip)。制程进行至此,我们已将构成集成电路所需的晶体管及部份的字符线(Word Lines),依光罩所提供的设计图案,依次的在晶圆上建立完成,接着进行金属化制程(Metallization),制作金属导线,以便将各个晶体管与组件加以连接,而在每一道步骤加工完后都必须进行一些电性、或是物理特性量测,以检验加工结果是否在规格内(Inspection and Measurement);如此重复步骤制作第一层、第二层...的电路部份,以在硅晶圆上制造晶体管等其它电子组件;最后所加工完成的产品会被送到电性测试区作电性量测。 根据上述制程之需要,FAB厂内通常可分为四大区: 1)黄光本区的作用在于利用照相显微缩小的技术,定义出每一层次所需要的电路图,因为采用感光剂易曝光,得在黄色灯光照明区域内工作,所以叫做「黄光区」。 2)蚀刻经过黄光定义出我们所需要的电路图,把不要的部份去除掉,此去除的步骤就> 称之为蚀刻,因为它好像雕刻,一刀一刀的削去不必要不必要的木屑,完成作品,期间又利用酸液来腐蚀的,所 以叫做「蚀刻区」。 3)扩散本区的制造过程都在高温中进行,又称为「高温区」,利用高温给予物质能量而产生运动,因为本区的机台大都为一根根的炉管,所以也有人称为「炉管区」,每一根炉管都有不同的作用。 4)真空

当前有哪些主流的半导体封装形式四种主流封装形式详细介绍

当前有哪些主流的半导体封装形式四种主流封装形式详细介绍半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装技术是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。以CPU为例,实际看到的体积和外观并不是真正的CPU内核的大小和面貌,而是CPU内核等元件经过封装后的产品。封装技术对于芯片来说是必须的,也是至关重要的。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB的设计和制造,因此它是至关重要的。 半导体封装过程为来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片,然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板架的小岛上,再利用超细的金属导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘连接到基板的相应引脚,并构成所要求的电路;然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护,塑封之后还要进行一系列操作,封装完成后进行成品测试,通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序,最后入库出货。 主流的封装形式 一、DIP双列直插式封装: DIP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(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。DIP封装具有以下特点,适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便;芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。 二、BGA球栅阵列封装: 随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”

半导体封装简介(精)

半导体封装简介: 半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成。塑封之后,还要进行一系列操作,如后固化(Post Mold Cure)、切筋和成型(Trim&Form)、电镀(Plating)以及打印等工艺。典型的封装工艺流程为:划片装片键合塑封去飞边电镀打印切筋和成型外观检查成品测试包装出货。 各种半导体封装形式的特点和优点: 一、DIP双列直插式封装 DIP(DualIn-line Package)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(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP 结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。 DIP封装具有以下特点: 1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。 2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。 Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。 二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装 QFP封装 QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。 PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。

半导体封装形式介绍

捷伦电源,赢取iPad2Samtec连接器完整的信号来源每天新产品时刻新体验完整的15A开关模式电源 摘要:半导体器件有许多封装型式,从DIP、SOP QFP PGA BGA到CSP再到SIP,技术 指标一代比一代先进,这些都是前人根据当时的组装技术和市场需求而研制的。总体说来,它大概有三次重大的革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装, 极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在上世纪90年代球型矩正封装的出现, 它不但满足了市场高引脚的需求,而且大大地改善了半导体器件的性能;晶片级封装、系统 封装、芯片级封装是现在第三次革新的产物,其目的就是将封装减到最小。每一种封装都有 其独特的地方,即其优点和不足之处,而所用的封装材料,封装设备,封装技术根据其需要 而有所不同。驱动半导体封装形式不断发展的动力是其价格和性能。 关键词:半导体;芯片级封装;系统封装;晶片级封装 中图分类号:TN305. 94文献标识码:C文章编号:1004-4507(2005)05-0014-08 1半导体器件封装概述 电子产品是由半导体器件(集成电路和分立器件)、印刷线路板、导线、整机框架、外壳及显示等部分组成,其中集成电路是用来处理和控制信号,分立器件通常是信号放大,印刷线路 板和导线是用来连接信号,整机框架外壳是起支撑和保护作用,显示部分是作为与人沟通的 接口。所以说半导体器件是电子产品的主要和重要组成部分,在电子工业有“工业之米”的 美称。 我国在上世纪60年代自行研制和生产了第一台计算机,其占用面积大约为100 m2以上,现 在的便携式计算机只有书包大小,而将来的计算机可能只与钢笔一样大小或更小。计算机体 积的这种迅速缩小而其功能越来越强大就是半导体科技发展的一个很好的佐证,其功劳主要 归结于:⑴半导体芯片集成度的大幅度提高和晶圆制造(Wafer fabrication) 中光刻精度的 提高,使得芯片的功能日益强大而尺寸反而更小;(2)半导体封装技术的提高从而大大地提 高了印刷线路板上集成电路的密集度,使得电子产品的体积大幅度地降低。 半导体组装技术(Assembly technology )的提高主要体现在它的圭寸装型式(Package)不断发展。通常所指的组装(Assembly)可定义为:利用膜技术及微细连接技术将半导体芯片(Chip) 和框架(LeadFrame)或基板(Sulbstrate) 或塑料薄片(Film)或印刷线路板中的导体部分连接 以便引出接线引脚,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技术。它具

半导体集成电路封装技术试题汇总(李可为版)

半导体集成电路封装技术试题汇总 第一章集成电路芯片封装技术 1. (P1)封装概念:狭义:集成电路芯片封装是利用(膜技术)及(微细加工技术),将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,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.集成电路封装的目的:在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响,并为之提供一个良好的工作条件,以使集成电路具有稳定、正常的功能。 3.芯片封装所实现的功能:①传递电能,②传递电路信号,③提供散热途径,④结构保护与支持。 4.在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数:性能,尺寸,重量,可靠性和成本目标。 5.封装工程的技术的技术层次? 第一层次,又称为芯片层次的封装,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,并可与下一层次的组装进行连接的模块元件。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子卡的工艺。第三层次,将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版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厂品的工艺过程。 6.封装的分类?

按照封装中组合集成电路芯片的数目,芯片封装可分为:单芯片封装与多芯片封装两大类,按照密封的材料区分,可分为高分子材料和陶瓷为主的种类,按照器件与电路板互连方式,封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。依据引脚分布形态区分,封装元器件有单边引脚,双边引脚,四边引脚,底部引脚四种。常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装,双边引脚元器件有双列式封装小型化封装,四边引脚有四边扁平封装,底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。 7.芯片封装所使用的材料有金属陶瓷玻璃高分子 8.集成电路的发展主要表现在以下几个方面? 1芯片尺寸变得越来越大2工作频率越来越高3发热量日趋增大4引脚越来越多 对封装的要求:1小型化2适应高发热3集成度提高,同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性 9.有关名词: SIP :单列式封装 SQP:小型化封装 MCP:金属鑵式封装 DIP:双列式封装 CSP:芯片尺寸封装 QFP:四边扁平封装 PGA:点阵式封装 BGA:球栅阵列式封装 LCCC:无引线陶瓷芯片载体 第二章封装工艺流程 1.封装工艺流程一般可以分为两个部分,用塑料封装之前的工艺步骤成为前段操作,在成型之后的工艺步骤成为后段操作

半导体制造基本概念

半导体制造基本概念 晶圆(Wafer) 晶圆(Wafer)的生产由砂即(二氧化硅)开始,经由电弧炉的提炼还原成冶炼级的硅,再经由盐酸氯化,产生三氯化硅,经蒸馏纯化后,透过慢速分解过程,制成棒状或粒状的「多晶硅」。一般晶圆制造厂,将多晶硅融解后,再利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒。一支85公分长,重76.6公斤的8?? 硅晶棒,约需2天半时间长成。经研磨、??光、切片后,即成半导体之原料晶圆片。 光学显影 光学显影是在光阻上经过曝光和显影的程序,把光罩上的图形转换到光阻 下面的薄膜层或硅晶上。光学显影主要包含了光阻涂布、烘烤、光罩对准、曝光和显影等程序。小尺寸之显像分辨率,更在IC 制程的进步上,扮演着最关键的角色。由于光学上的需要,此段制程之照明采用偏黄色的可见光。因此俗称此区为黄光区。 干式蚀刻技术 在半导体的制程中,蚀刻被用来将某种材质自晶圆表面上移除。干式蚀刻(又称为电浆蚀刻)是目前最常用的蚀刻方式,其以气体作为主要的蚀刻媒介,并藉由电浆能量来驱动反应。 电浆对蚀刻制程有物理性与化学性两方面的影响。首先,电浆会将蚀刻气体分子分解,产生能够快速蚀去材料的高活性分子。此外,电浆也会把这些化学成份离子化,使其带有电荷。 晶圆系置于带负电的阴极之上,因此当带正电荷的离子被阴极吸引并加速向阴极方向前进时,会以垂直角度撞击到晶圆表面。芯片制造商即是运用此特性来获得绝佳的垂直蚀刻,而后者也是干式蚀刻的重要角色。 基本上,随着所欲去除的材质与所使用的蚀刻化学物质之不同,蚀刻由下列两种模式单独或混会进行:

1. 电浆内部所产生的活性反应离子与自由基在撞击晶圆表面后,将与某特定成份之表面材质起化学反应而使之气化。如此即可将表面材质移出晶圆表面,并透过抽气动作将其排出。 2. 电浆离子可因加速而具有足够的动能来扯断薄膜的化学键,进而将晶圆表面材质分子一个个的打击或溅击(sputtering)出来。 化学气相沉积技术 化学气相沉积是制造微电子组件时,被用来沉积出某种薄膜(film)的技术,所沉积出的薄膜可能是介电材料(绝缘体)(dielectrics)、导体、或半导体。在进行化学气相沉积制程时,包含有被沉积材料之原子的气体,会被导入受到严密控制的制程反应室内。当这些原子在受热的昌圆表面上起化学反应时,会在晶圆表面产生一层固态薄膜。而此一化学反应通常必须使用单一或多种能量源(例如热能或无线电频率功率)。 CVD制程产生的薄膜厚度从低于0.5微米到数微米都有,不过最重要的是其厚度都必须足够均匀。较为常见的CVD薄膜包括有: ■二气化硅(通常直接称为氧化层) ■氮化硅 ■多晶硅 ■耐火金属与这类金属之其硅化物 可作为半导体组件绝缘体的二氧化硅薄膜与电浆氮化物介电层(plasmas nitride dielectrics)是目前CVD技术最广泛的应用。这类薄膜材料可以在芯片内部构成三种主要的介质薄膜:内层介电层(ILD)、内金属介电层(IMD)、以及保护层。此外、金层化学气相沉积(包括钨、铝、氮化钛、以及其它金属等)也是一种热门的CVD应用。 物理气相沉积技术 如其名称所示,物理气相沉积(Physical Vapor Deposition)主要是一种物理制程而非化学制程。此技术一般使用氩等钝气,藉由在高真空中将氩离子加速以撞击溅镀靶材后,可将靶材原子一个个溅击出来,并使被溅击出来的材质(通常为铝、钛或其合金)如雪片般沉积在晶圆表面。制程反应室内部的高温与高真空环境,可使这些金属原子结成晶粒,再透过微影图案化(patterned)与蚀刻,来得到半导体组件所要的导电电路。 解离金属电浆(IMP)物理气相沉积技术

半导体各工艺简介5

Bubbler Wet Thermal Oxidation Techniques

Film Deposition Deposition is the process of depositing films onto a substrate. There are three categories of these films: * POLY * CONDUCTORS * INSULATORS (DIELECTRICS) Poly refers to polycrystalline silicon which is used as a gate material, resistor material, and for capacitor plates. Conductors are usually made of Aluminum although sometimes other metals such as gold are used. Silicides also fall under this category. Insulators refers to materials such as silicon dioxide, silicon nitride, and P-glass (Phosphorous-doped silicon dioxide) which serve as insulation between conducting layers, for diffusion and implantation masks,and for passivation to protect devices from the environment.

半导体制程气体介绍

一、半導體製程氣體介紹: A.Bulk gas: ---GN2 General Nitrogen : 只經過Filter -80℃ ---PN2 Purifier Nitrogen ---PH2 Purifier Hydrgen (以紅色標示) ---PO2 Purifier Oxygen ---He Helium ---Ar Argon ※“P”表示與製程有關 ※台灣三大氣體供應商: 三福化工(與美國Air Products) 亞東氣體(與法國Liquid合作) 聯華氣體(BOC) 中普Praxair B.Process gas : Corrosive gas (腐蝕性氣體) Inert gas (鈍化性氣體) Flammable gas (燃燒性氣體) Toxic gas (毒性氣體) C.General gas : CDA : Compressor DryAir (與製程無關,只有Partical問題)。 ICA : Instrument Compressor Air (儀表用壓縮空氣)。 BCA: Breathinc Compressor Air (呼吸系統用壓縮空氣)。 二、氣體之物理特性: A.氣體分類: 1.不活性氣體: N2、Ar、He、SF6、CO2、CF4 , ….. (惰性氣體) 2.助燃性氣體: O2、Cl2、NF3、N2O ,….. 3.可燃性氣體: H2、PH3、B2H6、SiH2Cl2、NH3、CH4 ,….. 4.自燃性氣體: SiH4、SC2H6 ,….. 5.毒性氣體: PH3、Cl2、AsH3、B2H6、HCl、SiH4、Si2H6、NH3 ,…..

常用芯片封装方式及说明(例图+文字版)

芯片封装方式大全 各种IC封装形式图片 BGA Ball Grid Array EBGA 680L LBGA 160L PBGA 217L Plastic Ball Grid Array SBGA 192L QFP Quad Flat Package TQFP 100L SBGA SC-70 5L SDIP SIP Single Inline Package SO Small Outline Package

TSBGA 680L CLCC CNR Communication and Networking Riser Specification Revision 1.2 CPGA Ceramic Pin Grid Array DIP Dual Inline Package SOJ 32L SOJ SOP EIAJ TYPE II 14L SOT220 SSOP 16L SSOP TO18

DIP-tab Dual Inline Package with Metal Heatsink FBGA FDIP FTO220 Flat Pack HSOP28 ITO220 TO220 TO247 TO264 TO3 TO5 TO52 TO71

ITO3p JL LCC LDCC LGA LQFP PCDIP PGA Plastic Pin Grid Array TO72 TO78 TO8 TO92 TO93 TO99 TSOP Thin Small Outline Package

PLCC 详细规格 P PS LQFP 100L 详细规格 METAL QUAD 100L 详细规格 PQFP 100L 详细规格 QFP Quad Flat Package TSSOP or TSOP II Thin Shrink Outline Package uBGA Micro Ball Grid Array uBGA Micro Ball Grid Array ZIP Zig-Zag Inline Package TEPBGA 288L TEPBGA C-Bend Lead

介绍各种芯片封装形式的特点和优点..

介绍各种芯片封装形式的特点和优点。常见的封装材料有:塑料、陶瓷、玻璃、金属等,现在基本采用塑料封装。按封装形式分:普通双列直插式,普通单列直插式,小型双列扁平,小型四列扁平,圆形金属,体积较大的厚膜电路等。 由于电视、音响、录像集成电路的用途、使用环境、生产历史等原因,使其不但在型号规格上繁杂,而且封装形式也多样。我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,比如,我们看见过的电板,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍各种芯片封装形式的特点和优点。 1) 概述 常见的封装材料有:塑料、陶瓷、玻璃、金属等,现在基本采用塑料封装。 按封装形式分:普通双列直插式,普通单列直插式,小型双列扁平,小型四列扁平,圆形金属,体积较大的厚膜电路等。 按封装体积大小排列分:最大为厚膜电路,其次分别为双列直插式,单列直插式,金属封装、双列扁平、四列扁平为最小。 两引脚之间的间距分:普通标准型塑料封装,双列、单列直插式一般多为2.54±0.25 mm,其次有2mm(多见于单列直插式)、1.778±0.25mm(多见于缩型双列直插式)、1.5±0.25mm,或1.27±0.25mm(多见于单列附散热片或单列V 型)、1.27±0.25mm(多见于双列扁平封装)、1±0.15mm(多见于双列或四列扁平封装)、0.8±0.05~0.15mm(多见于四列扁平封装)、0.65±0.03mm(多见于四列扁平封装)。 双列直插式两列引脚之间的宽度分:一般有7.4~7.62mm、10.16mm、12.7mm、1 5.24mm等数种。 双列扁平封装两列之间的宽度分(包括引线长度:一般有6~6.5±mm、7.6mm、10.5~10.65mm等。 四列扁平封装40引脚以上的长×宽一般有:10×10mm(不计引线长度)、13.6×1 3.6±0.4mm(包括引线长度)、20.6×20.6±0.4mm(包括引线长度)、8.45×8.45±0.5mm(不计引线长度)、14×14±0.15mm(不计引线长度)等。 2)DIP双列直插式封装 DIP(DualIn-line Package)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(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。 DIP封装具有以下特点: 1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。 2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。 Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。 3)QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装 QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在

半导体封装前沿技术

最新封装技术与发展 芯片制作流程 封装大致经过了如下发展进程: 结构方面:DIP 封装(70 年代)->SMT 工艺(80 年代LCCC/PLCC/SOP/QFP)->BGA 封装(90 年代)->面向未来的工艺(CSP/MCM) 材料方面:金属、陶瓷->陶瓷、塑料->塑料; 引脚形状:长引线直插->短引线或无引线贴装->球状凸点; 装配方式:通孔插装->表面组装->直接安装 封装技术各种类型 一.TO 晶体管外形封装 TO (Transistor Out-line)的中文意思是“晶体管外形”。这是早期的封装规格,例如TO-92,TO-92L,TO-220,TO-252 等等都是插入式封装设计。近年来表面贴装市场需求量增大,TO 封装也进展到表面贴装式封装。 TO252 和TO263 就是表面贴装封装。其中TO-252 又称之为D-PAK,TO-263 又称之为D2PAK。D-PAK 封装的MOSFET 有3 个电极,栅极(G)、漏极(D)、源极(S)。其中漏极(D)的引脚被剪断不用,而是使用背面的散热板作漏极(D),直接焊接在PCB 上,一方面用于输出大电流,一方面通过PCB 散热。所以PCB 的D-PAK 焊盘有三处,漏极(D)焊盘较大。

二.DIP 双列直插式封装 DIP(DualIn-line Package)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(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100 个。封装材料有塑料和陶瓷两种。采用DIP 封装的CPU 芯片有两排引脚,使用时,需要插入到具有DIP 结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP 封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP (含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式)等。 DIP 封装具有以下特点: 1.适合在PCB (印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。 2. 比TO 型封装易于对PCB 布线。 3.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。以采用40 根I/O 引脚塑料双列直插式封装(PDIP)的CPU 为例,其芯片面积/封装面积=(3×3)/(15.24×50)=1:86,离1 相差很远。(PS:衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1 越好。如果封装尺寸远比芯片大,说明封装效率很低,占去了很多有效安装面积。) 用途:DIP 是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。Intel 公司早期CPU,如8086、80286 就采用这种封装形式,缓存(Cache )和早期的内存芯片也是这种封装形式。 三.QFP 方型扁平式封装 QFP(Plastic Quad Flat Pockage)技术实现的CPU 芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式,其引脚数一般都在100 以上。基材有陶瓷、金属和塑料三种。引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm 等多种规格。 其特点是: 1.用SMT 表面安装技术在PCB 上安装布线。 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用。以0.5mm 焊区中心距、208 根I/O 引脚QFP 封装的CPU 为例,如果外形尺寸为28mm×28mm,芯片尺寸为10mm×10mm,则芯片面积/封装面积=(10×10)/(28×28)=1:7.8,由此可见QFP 封装比DIP 封装的尺寸大大减小。 3.封装CPU 操作方便、可靠性高。 QFP 的缺点是:当引脚中心距小于0.65mm 时,引脚容易弯曲。为了防止引脚变形,现已出现了几种改进的QFP 品种。如封装的四个角带有树指缓冲垫的BQFP(见右图);带树脂保护环覆盖引脚前端的GQFP;在封装本体里设置测试凸点、放在防止引脚变形的专用夹具里就可进行测试的TPQFP 。 用途:QFP 不仅用于微处理器(Intel 公司的80386 处理器就采用塑料四边引出扁平封装),门陈列等数字逻辑LSI 电路,而且也用于VTR 信号处理、音响信号处理等模拟LSI 电路。四.SOP 小尺寸封装 SOP 器件又称为SOIC(Small Outline Integrated Circuit),是DIP 的缩小形式,引线中心距为1.27mm,材料有塑料和陶瓷两种。SOP 也叫SOL 和DFP。SOP 封装标准有SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28 等等,SOP 后面的数字表示引脚数,业界往往把“P”省略,叫SO (Small Out-Line )。还派生出SOJ (J 型引脚小外形封装)、TSOP (薄小外形封装)、VSOP (甚小外形封装)、SSOP (缩小型SOP )、TSSOP (薄的缩小型SOP )及SOT (小外形晶

半导体全制程介绍

半导体全制程介绍 《晶圆处理制程介绍》 基本晶圆处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗 (Cleaning)之后,送到热炉管(Furnace)内,在含氧的 环境中,以加热氧化(Oxidation)的方式在晶圆的表面形 成一层厚约数百个的二氧化硅层,紧接着厚约1000到 2000的氮化硅层将以化学气相沈积Chemical Vapor Deposition;CVP)的方式沈积(Deposition)在刚刚长成的二氧化硅上,然后整个晶圆将进行微影(Lithography)的制程,先在晶圆上上一层光阻(Photoresist),再将光罩上的图案移转到光阻上面。接着利用蚀刻(Etching)技术,将部份未被光阻保护的氮化硅层加以除去,留下的就是所需要的线路图部份。接着以磷为离子源(Ion Source),对整片晶圆进行磷原子的植入(Ion Implantation),然后再把光阻剂去除(Photoresist Scrip)。制程进行至此,我们已将构成集成电路所需的晶体管及部份的字符线(Word Lines),依光罩所提供的设计图案,依次的在晶圆上建立完成,接着进行金属化制程(Metallization),制作金属导线,以便将各个晶体管与组件加以连接,而在每一道步骤加工完后都必须进行一些电性、或是物理特性量测,以检验加工结果是否在规格内(Inspection and Measurement);如此重复步骤制作第一层、第二层的电路部份,以在硅晶圆上制造晶体管等其它电子组件;最后所加工完成的产品会被送到电性测试区作电性量测。 根据上述制程之需要,FAB厂内通常可分为四大区: 1)黄光本区的作用在于利用照相显微缩小的技术,定义出每一层次所需要的电路图,因为采用感光剂易曝光,得在黄色灯光照明区域内工作,所以叫做「黄光区」。

半导体封装形式介绍

摘要:半导体器件有许多封装型式,从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进,这些都是前人根据当时的组装技术和市场需求而研制的。总体说来,它大概有三次重大的革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装,极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在上世纪90年代球型矩正封装的出现,它不但满足了市场高引脚的需求,而且大大地改善了半导体器件的性能;晶片级封装、系统封装、芯片级封装是现在第三次革新的产物,其目的就是将封装减到最小。每一种封装都有其独特的地方,即其优点和不足之处,而所用的封装材料,封装设备,封装技术根据其需要而有所不同。驱动半导体封装形式不断发展的动力是其价格和性能。 关键词:半导体;芯片级封装;系统封装;晶片级封装 中图分类号:TN305.94 文献标识码:C 文章编号:1004-4507(2005)05-0014-08 1 半导体器件封装概述 示等部分组成,其中集成电路是用来处理和控制信号,分立器件通常是信号放大,印刷线路板和导线是用来连接信号,整机框架外壳是起支撑和保护作用,显示部分是作为与人沟通的接口。所以说半导体器件是电子产品的主要和重要组成部分,在电子工业有“工业之米"的美称。 我国在上世纪60年代自行研制和生产了第一台计算机,其占用面积大约为100 m2以上,现在的便携式计算机只有书包大小,而将来的计算机可能只与钢笔一样大小或更小。计算机体积的这种迅速缩小而其功能越来越强大就是半导体科技发展的一个很好的佐证,其功劳主要归结于:(1)半导体芯片集成度的大幅度提高和晶圆制造(Wafer fabrication)中光刻精度的提高,使得芯片的功能日益强大而尺寸反而更小;(2)半导体封装技术的提高从而大大地提高了印刷线路板上集成电路的密集度,使得电子产品的体积大幅度地降低。 半导体组装技术(Assembly 展。通常所指的组装(Assembly)可定义为:利用膜技术及微细连接技术将半导体芯片(Chip)

半导体封装分类

封装测试厂从来料(晶圆)开始,经过前道的晶圆表面贴膜(WTP)→晶圆背面研磨(GRD)→晶圆背面抛光(polish)→晶圆背面贴膜(W-M)→晶圆表面去膜(WDP)→晶圆烘烤(WBK)→晶圆切割(SAW)→切割后清洗(DWC)→晶圆切割后检查(PSI)→紫外线照射(U-V)→晶片粘结(DB)→银胶固化(CRG)→引线键合(WB)→引线键合后检查(PBI);在经过后道的塑封(MLD)→塑封后固化(PMC)→正印(PTP)→背印(BMK)→切筋(TRM)→电镀(SDP)→电镀后烘烤(APB)→切筋成型(T-F)→终测(FT1)→引脚检查(LSI)→最终目检(FVI)→最终质量控制(FQC)→烘烤去湿(UBK)→包装(P-K)→出货检查(OQC)→入库(W-H)等工序对芯片进行封装和测试,最终出货给客户 半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装过程为:来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片(Die),然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板(引线框架)架的小岛上,再利用超细的金属(金锡铜铝)导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘(Bond Pad)连接到基板的相应引脚(Lead),并构成所要求的电路;然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护,塑封之后还要进行一系列操作,封装完成后进行成品测试,通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序,最后入库出货。 种半导体封装形式的特点和优点: 一、DIP双列直插式封装 DIP(DualIn-line Package)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(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。 DIP封装具有以下特点: 1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。 2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。 Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。 二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

半导体制程基本简介说明

(基本觀念) IC製程說明介紹 半導體的產品很多,應用的場合非常廣泛,圖一是常見的幾種半導體元件外型。半導體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別,圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為 PDID:Plastic Dual Inline Package SOP:Small Outline Package SOJ:Small Outline J-Lead Package PLCC:Plastic Leaded Chip Carrier QFP:Quad Flat Package PGA:Pin Grid Array BGA:Ball Grid Array (圖一) 不同外形半導體元件(圖二)EPROM內部晶片 (圖三)EPROM晶片接腳放大圖(圖四)LED 燈

(圖五)LED內部晶片放大圖(圖六)LED通電時因晶片發亮而發光 雖然半導體元件的外型種類很多,在電路板上常用的組裝方式有二種: 一種是插入電路板的銲孔或腳座,如PDIP、PGA 一種是貼附在電路板表面的銲墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA 從半導體元件的外觀,只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳,而半導體元件真正的的核心,是包覆在膠體或陶瓷內一片非常小的晶片,透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件,從上方的玻璃窗可看到內部的晶片,圖三是以顯微鏡將內部的晶片放大,可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳,這些接腳向外延伸並穿出膠體,成為晶片與外界通訊的道路。請注意圖三中有一條銲線從中斷裂,那是使用不當引發過電流而燒毀,致使晶片失去功能,這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。 圖四是常見的LED,也就是發光二極體,其內部也是一顆晶片,圖五是以顯微鏡正視LED的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線,若以LED二支接腳的極性來做分別,晶片是貼附在負極的腳上,經由銲線連接正極的腳。當LED通過正向電流時,晶片會發光而使LED發亮,如圖六所示。 半導體元件的製作分成兩段的製造程序: 前一段是先製造元件的核心─晶片,稱為晶圓製造 後一段是將晶中片加以封裝成最後產品,稱為IC封裝製程,又可細分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟,在本章節中將簡介這兩段 的製造程序。

IC封装制程简介

半导体的产品很多应用的场合非常广泛图一是常见的几种半导体组件外型半导体组件一般是以接脚形式或外型来划分类别图一中不同类别的英文缩写名称原文为 PDID Plastic Dual Inline Package SOP Small Outline Package SOJ Small Outline J-Lead Package PLCC Plastic Leaded Chip Carrier QFP Quad Flat Package PGA Pin Grid Array BGA Ball Grid Array 虽然半导体组件的外型种类很多在电路板上常用的组装方式有二种一种是插入电路板的焊孔或脚座如PDIP PGA另一种是贴附在电路板表面的焊垫上如SOP SOJ PLCC QFP BGA 从半导体组件的外观只看到从包覆的胶体或陶瓷中伸出的接脚而半导体组件真正的的核心是包覆在胶体或陶瓷内一片非常小的芯片透过伸出的接脚与外部做信息传输图二是一片EPROM组件从上方的玻璃窗可看到内部的芯片图三是以显微镜将内部的芯片放大可以看到芯片以多条焊线连接四周的接脚这些接脚向外延伸并穿出胶体成为芯片与外界通讯的道路请注意图三中有一条焊线从中断裂那是使用不当引发过电流而烧毁致使芯片失去功能这也是一般芯片遭到损毁而失效的原因之一 图四是常见的LED也就是发光二极管其内部也是一颗芯片图五是以显微镜正视LED的顶端可从透明的胶体中隐约的看到一片方型的芯片及一条金色的焊线若以LED二支接脚的极性来做分别芯片是贴附在负极的脚上经由焊线连接正极的脚当LED通过正向电流时芯片会发光而使LED发亮如图六所示 半导体组件的制作分成两段的制造程序前一段是先制造组件的核心─芯片称为晶圆制造后一段是将晶中片加以封装成最后产品称为IC封装制程又可细分成晶圆切割黏晶焊线封胶印字剪切成型等加工步骤在本章节中将简介这两段的制造程序

ic封装制程简介

半導體的產品很多,應用的場合非常廣泛,圖一是常見的幾種半導體元件外型。半導體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別,圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文爲 PDID : Plastic Dual Inline Package SOP: Small Outline Package SOJ: Small Outline J-Lead Package PLCC : Plastic Leaded Chip Carrier QFP:Quad Flat Package PGA : Pin Grid Array BGA : Ball Grid Array 雖然半導體元件的外型種類很多,在電路板上常用的組裝方式有二種,一種是插入電 路板的銲孔或腳座,如PDIP、PGA,另一種是貼附在電路板表面的銲墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。 從半導體元件的外觀,只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳,而半導體元件真正的的 核心,是包覆在膠體或陶瓷內一片非常小的晶片,透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件,從上方的玻璃窗可看到內部的晶片,圖三是以顯微鏡將內部的晶片放 大,可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳,這些接腳向外延伸並穿出膠體,成為晶片與 外界通訊的道路。請注意圖三中有一條銲線從中斷裂,那是使用不當引發過電流而燒毀,致使晶片失去功能,這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。 圖四是常見的LED,也就是發光二極體,其內部也是一顆晶片,圖五是以顯微鏡正視LED 的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線,若以LED二支 接腳的極性來做分別,晶片是貼附在負極的腳上,經由銲線連接正極的腳。當LED通過正向電流時,晶片會發光而使LED發亮,如圖六所示。 半導體元件的製作分成兩段的製造程序,前一段是先製造元件的核心一晶片,稱爲晶圓製造;後一段是將晶中片加以封裝成最後產品,稱爲IC封裝製程,又可細分成晶圓切割、黏 晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟,在本章節中將簡介這兩段的製造程序。 須經過下列主要製程才能製造出一片可用的晶片,以下是各製程的介紹: 4晶圓襲造

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