半導體封裝的簡介

半導體生產流程由晶圓制造、晶圓測試、芯片封裝和封裝后測試組成.塑封之后,還要進行一系列操作,如后固化(Post Mold Cure)、切筋和成型(Trim&Form)、電鍍(Plating)以及打印等工藝.典型的封裝工藝流程為:劃片 裝片 鍵合 塑封 去飛邊 電鍍 打印 切筋和成型 外觀檢查 成品測試 包裝出貨.

半導體封裝，半導體封裝是什么意思

半導體封裝簡介:

半導體生產流程由晶圓制造、晶圓測試、芯片封裝和封裝后測試組成。半導體封裝是指將通過測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立芯片的過程。封裝過程為：來自晶圓前道工藝的晶圓通過劃片工藝后，被切割為小的晶片（Die），然后將切割好的晶片用膠水貼裝到相應的基板（引線框架）架的小島上，再利用超細的金屬（金、錫、銅、鋁）導線或者導電性樹脂將晶片的接合焊盤（Bond Pad）連接到基板的相應引腳（Lead）,并構成所要求的電路；然后再對獨立的晶片用塑料外殼加以封裝保護，塑封之后，還要進行一系列操作，如后固化（Post Mold Cure）、切筋和成型（Trim&Form）、電鍍（Plating）以及打印等工藝。封裝完成后進行成品測試，通常經過入檢（Incoming）、測試（Test）和包裝（Packing）等工序，最后入庫出貨。典型的封裝工藝流程為：劃片 裝片 鍵合 塑封 去飛邊 電鍍 打印 切筋和成型 外觀檢查 成品測試 包裝出貨。

1 半導體器件封裝概述

電子產品是由半導體器件(集成電路和分立器件)、印刷線路板、導線、整機框架、外殼及顯示等部分組成，其中集成電路是用來處理和控制信號，分立器件通常是信號放大，印刷線路板和導線是用來連接信號，整機框架外殼是起支撐和保護作用，顯示部分是作為與人溝通的接口。所以說半導體器件是電子產品的主要和重要組成部分，在電子工業有“工業之米”的美稱。

我國在上世紀60年代自行研制和生產了第一臺計算機，其占用面積大約為100 m2以上，現在的便攜式計算機只有書包大小，而將來的計算機可能只與鋼筆一樣大小或更小。計算機體積的這種迅速縮小而其功能越來越強大就是半導體科技發展的一個很好的佐證，其功勞主要歸結于：(1)半導體芯片集成度的大幅度提高和晶圓制造(Wafer fabrication)中光刻精度的提高，使得芯片的功能日益強大而尺寸反而更小；(2)半導體封裝技術的提高從而大大地提高了印刷線路板上集成電路的密集度，使得電子產品的體積大幅度地降低。

半導體組裝技術(Assembly technology)的提高主要體現在它的封裝型式(Package)不斷發展。通常所指的組裝(Assembly)可定義為：利用膜技術及微細連接技術將半導體芯片(Chip)和框架(Leadframe)或基板(Sulbstrate)或塑料薄片(Film)或印刷線路板中的導體部分連接以便引出接線引腳，并通過可塑性絕緣介質灌封固定，構成整體立體結構的工藝技術。它具有電路連接，物理支撐和保護，外場屏蔽，應力緩沖，散熱，尺寸過度和標準化的作用。從三極管時代的插入式封裝以及20世紀80年代的表面貼裝式封裝，發展到現在的模塊封裝，系統封裝等等，前人已經研究出很多封裝形式，每一種新封裝形式都有可能要用到新材料，新工藝或新設備。

驅動半導體封裝形式不斷發展的動力是其價格和性能。電子市場的最終客戶可分為3類：家庭用戶、工業用戶和國家用戶。家庭用戶最大的特點是價格便宜而性能要求不高；國家用戶要求高性能而價格通常是普通用戶的幾十倍甚至幾千倍，主要用在軍事和航天等方面；工業用戶通常是價格和性能都介于以上兩者之間。低價格要求在原有的基礎上降低成本，這樣材料用得越少越好，一次性產出越大越好。高性能要求產品壽命長，能耐高低溫及高濕度等惡劣環境。半導體生產廠家時時刻刻都想方設法降低成本和提高性能，當然也有其它的因素如環保要求和專利問題迫使他們改變封裝型式。

2 封裝的作用

封裝(Package)對于芯片來說是必須的，也是至關重要的。封裝也可以說是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著保護芯片和增強導熱性能的作用，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁和規格通用功能的作用。封裝的主要作用有：

(1)物理保護。因為芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降，保護芯片表面以及連接引線等，使相當柔嫩的芯片在電氣或熱物理等方面免受外力損害及外部環境的影響；同時通過封裝使芯片的熱膨脹系數與框架或基板的熱膨脹系數相匹配，這樣就能緩解由于熱等外部環境的變化而產生的應力以及由于芯片發熱而產生的應力，從而可防止芯片損壞失效。基于散熱的要求，封裝越薄越好，當芯片功耗大于2W時，在封裝上需要增加散熱片或熱沉片，以增強其散熱冷卻功能；5～1OW時必須采取強制冷卻手段。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。

(2)電氣連接。封裝的尺寸調整(間距變換)功能可由芯片的極細引線間距，調整到實裝基板的尺寸間距，從而便于實裝操作。例如從以亞微米(目前已達到0．1 3μm以下)為特征尺寸的芯片，到以10μm為單位的芯片焊點，再到以100μm為單位的外部引腳，最后劍以毫米為單位的印刷電路板，都是通過封裝米實現的。封裝在這里起著由小到大、由難到易、由復雜到簡單的變換作用，從而可使操作費用及材料費用降低，而且能提高工作效率和可靠性，特別是通過實現布線長度和阻抗配比盡可能地降低連接電阻，寄生電容和電感來保證正確的信號波形和傳輸速度。

(3)標準規格化。規格通用功能是指封裝的尺寸、形狀、引腳數量、間距、長度等有標準規格，既便于加工，又便于與印刷電路板相配合，相關的生產線及生產設備都具有通用性。這對于封裝用戶、電路板廠家、半導體廠家都很方便，而且便于標準化。相比之下，裸芯片實裝及倒裝目前尚不具備這方面的優勢。由于組裝技術的好壞還直接影響到芯片自身性能的發揮和與之連接的印刷電路板(PCB)的設計和制造，對于很多集成電路產品而言，組裝技術都是非常關鍵的一環。

3 封裝的分類

半導體(包括集成電路和分立器件)其芯片的封裝已經歷了好幾代的變遷，從DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到MCP再到SIP，技術指標一代比一代先進，包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1，適用頻率越來越高，耐溫性能越來越好，引腳數增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方便等等。封裝(Package)可謂種類繁多，而且每一種封裝都有其獨特的地方，即它的優點和不足之處，當然其所用的封裝材料、封裝設備、封裝技術根據其需要而有所不同。

LED芯片 封裝

1. LED的封裝的任務

是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時保護好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。關鍵工序有裝架、壓焊、封裝。

2. LED封裝形式

LED封裝形式可以說是五花八門，主要根據不同的應用場合采用相應的外形尺寸，散熱對策和出光效果。LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。

3. LED封裝工藝流程

4．封裝工藝說明

1.芯片檢驗

鏡檢：材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑（lockhill）

芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求

電極圖案是否完整

2.擴片

由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小（約0.1mm），不利于后工序的操作。我們采用擴片機對黏結芯片的膜進行擴張，是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴張，但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。

3.點膠

在LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。（對于GaAs、SiC導電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。）

工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。

由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。

LED從制作到封裝的過程

LED生產工藝及封裝技術

一、生產工藝

1.工藝：

a) 清洗：采用超聲波清洗PCB或LED支架，并烘干。

b) 裝架：在LED管芯（大圓片）底部電極備上銀膠后進行擴張，將擴張后的管芯（大圓片）安置在刺晶臺上，在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個一個安裝在PCB或LED支架相應的焊盤上，隨后進行燒結使銀膠固化。

c)壓焊：用鋁絲或金絲焊機將電極連接到LED管芯上，以作電流注入的引線。LED直接安裝在PCB上的，一般采用鋁絲焊機。（制作白光TOP-LED需要金線焊機）

d)封裝：通過點膠，用環氧將LED管芯和焊線保護起來。在PCB板上點膠，對固化后膠體形狀有嚴格要求，這直接關系到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔點熒光粉（白光LED）的任務。

e)焊接：如果背光源是采用SMD-LED或其它已封裝的LED，則在裝配工藝之前，需要將LED焊接到PCB板上。

f)切膜：用沖床模切背光源所需的各種擴散膜、反光膜等。

g)裝配：根據圖紙要求，將背光源的各種材料手工安裝正確的位置。

h)測試：檢查背光源光電參數及出光均勻性是否良好。

包裝：將成品按要求包裝、入庫。

二、封裝工藝

1. LED的封裝的任務

是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時保護好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。關鍵工序有裝架、壓焊、封裝。

2. LED封裝形式

LED封裝形式可以說是五花八門，主要根據不同的應用場合采用相應的外形尺寸，散熱對策和出光效果。LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。

3. LED封裝工藝流程

4．封裝工藝說明

1.芯片檢驗 鏡檢：材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑（lockhill） 芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求 電極圖案是否完整

2.擴片

由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小（約0.1mm），不利于后工序的操作。我們采用擴片機對黏結芯片的膜進行擴張，是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴張，但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。

3.點膠 在LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。（對于GaAs、SiC導電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。） 工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。 由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。

4.備膠 和點膠相反，備膠是用備膠機先把銀膠涂在LED背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠高于點膠，但不是所有產品均適用備膠工藝。

5.手工刺片 將擴張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺的夾具上，LED支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處，便于隨時更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產品.

6.自動裝架 自動裝架其實是結合了沾膠（點膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置，再安置在相應的支架位置上。 自動裝架在工藝上主要要熟悉設備操作編程，同時對設備的沾膠及安裝精度進行調整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對LED芯片表面的損傷，特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。

7.燒結 燒結的目的是使銀膠固化，燒結要求對溫度進行監控，防止批次性不良。 銀膠燒結的溫度一般控制在150℃，燒結時間2小時。根據實際情況可以調整到170℃，1小時。

絕緣膠一般150℃，1小時。 銀膠燒結烘箱的必須按工藝要求隔2小時（或1小時）打開更換燒結的產品，中間不得隨意打開。燒結烘箱不得再其他用途，防止污染。

8.壓焊 壓焊的目的將電極引到LED芯片上，完成產品內外引線的連接工作。

LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過程，先在LED芯片電極上壓上第一點，再將鋁絲拉到相應的支架上方，壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球，其余過程類似。

壓焊是LED封裝技術中的關鍵環節，工藝上主要需要監控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點形狀，拉力。 對壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問題，如金（鋁）絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀（鋼嘴）選用、劈刀（鋼嘴）運動軌跡等等。（下圖是同等條件下，兩種不同的劈刀壓出的焊點微觀照片，兩者在微觀結構上存在差別，從而影響著產品質量。）我們在這里不再累述。

9.點膠封裝 LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點是氣泡、多缺料、黑點。設計上主要是對材料的選型，選用結合良好的環氧和支架。（一般的LED無法通過氣密性試驗） 如右圖所示的TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高（特別是白光LED），主要難點是對點膠量的控制，因為環氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導致出光色差的問題。

10.灌膠封裝 Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內注入液態環氧，然后插入壓焊好的LED支架，放入烘箱讓環氧固化后，將LED從模腔中脫出即成型。

11.模壓封裝 將壓焊好的LED支架放入模具中，將上下兩副模具用液壓機合模并抽真空，將固態環氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環氧順著膠道進入各個LED成型槽中并固化。

12.固化與后固化 固化是指封裝環氧的固化，一般環氧固化條件在135℃，1小時。模壓封裝一般在150℃，4分鐘。

13.后固化

后固化是為了讓環氧充分固化，同時對LED進行熱老化。后固化對于提高環氧與支架（PCB）的粘接強度非常重要。一般條件為120℃，4小時。

14.切筋和劃片 由于LED在生產中是連在一起的（不是單個），Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上，需要劃片機來完成分離工作。

15.測試 測試LED的光電參數、檢驗外形尺寸，同時根據客戶要求對LED產品進行分選。

16.包裝 將成品進行計數包裝。超高亮LED需要防靜電包裝。

封裝技術的3D封裝技術

由于電子整機和系統在航空、航天、計算機等領域對小型化、輕型化、薄型化等高密度組裝要求的不斷提高，在MCM的基礎上，對于有限的面積，電子組裝必然在二維組裝的基礎上向z方向發展，這就是所謂的三維(3D)封裝技術，這是今后相當長時間內實現系統組裝的有效手段。

實現3D封裝主要有三種方法。一種是埋置型，即將元器件埋置在基板多層布線內或埋置、制作在基板內部。電阻和電容一般可隨多層布線用厚、薄膜法埋置于多層基板中，而IC芯片一般要緊貼基板。還可以在基板上先開槽，將IC芯片嵌入，用環氧樹脂固定后與基板平面平齊，然后實施多層布線，最上層再安裝IC芯片，從而實現3D封裝。第二種方法是有源基板型，這是用硅圓片IC(WSI)作基板時，先將WSI用一般半導體IC制作方法作一次元器件集成化，這就成了有源基板。然后再實施多層布線，頂層仍安裝各種其他lC芯片或其他元器件，實現3D封裝。這一方法是人們最終追求并力求實現的一種3D封裝技術。第三種方法是疊層法，即將兩個或多個裸芯片或封裝芯片在垂直芯片方向上互連成為簡單的3D封裝。更多的是將各個已單面或雙面組裝的MCM疊裝在一起，再進行上下多層互連，就可實現3D封裝。其上下均可加熱沉，這種3D結構又稱為3D．MCM。由于3D的組裝密度高，功耗大，基板多為導熱性好的高導熱基板，如硅、氮化鋁和金剛石薄膜等。還可以把多個硅圓片層疊在一起，形成3D封裝。

先進的疊層式3D封裝技術

近幾年來，先進的封裝技術已在IC制造行業開始出現，如多芯片模塊（MCM）就是將多個IC芯片按功能組合進行封裝，特別是三維（3D）封裝首先突破傳統的平面封裝的概念，組裝效率高達200%以上。它使單個封裝體內可以堆疊多個芯片，實現了存儲容量的倍增，業界稱之為疊層式3D封裝；其次，它將芯片直接互連，互連線長度顯著縮短，信號傳輸得更快且所受干擾更??；再則，它將多個不同功能芯片堆疊在一起，使單個封裝體實現更多的功能，從而形成系統芯片封裝新思路；最后，采用3D封裝的芯片還有功耗低、速度快等優點，這使電子信息產品的尺寸和重量減小數十倍。正是由于3D封裝擁有無可比擬的技術優勢，加上多媒體及無線通信設備的使用需求，才使這一新型的封裝方式擁有廣闊的發展空間。

最常見的裸芯片疊層3D封裝先將生長凸點的合格芯片倒扣并焊接在薄膜基板上，這種薄膜基板的材質為陶瓷或環氧玻璃，其上有導體布線，內部也有互連焊點，兩側還有外部互連焊點，然后再將多個薄膜基板進行疊裝互連。

裸芯片疊層的工藝過程為：第一步，在芯片上生長凸點并進行倒扣焊接。如果采用金凸點，則由金絲成球的方式形成凸點，在250～400 ℃下，加壓力使芯片與基板互連；若用鉛錫凸點，則采用 Pb95Sn5（重量比）的凸點，這樣的凸點具有較高的熔點，而不致在下道工藝過程中熔化。具體方法，先在低于凸點熔點的溫度（180～250 ℃）下進行芯片和基板焊接，在這一溫度下它們靠金屬擴散來焊接；然后加熱到250～400 ℃，在這一溫度下焊料球熔化，焊接完畢。第一步的溫度是經過成品率試驗得到的，當低于150 ℃時斷路現象增加；而當高于300 ℃時，則相鄰焊點的短路現象增多。第二步，在芯片與基板之間0.05 mm的縫隙內填入環氧樹脂膠，即進行下填料。第三步，將生長有凸點的基板疊裝在一起，該基板上的凸點是焊料凸點，其成分為Pb/Sn或Sn/Ag，熔點定在200～240 ℃。這最后一步是將基板疊裝后，再在230～250 ℃的溫度下進行焊接。

MCM疊層的工藝流程與裸芯片疊層的工藝流程基本一致。除上述邊緣導體焊接采用互連方式外，疊層3D封裝還有多種互連方式，例如引線鍵合疊層芯片就是一種采用引線鍵合技術實現疊層互連的，該方法的適用范圍比較廣。此外，疊層互連工藝還有疊層載帶、折疊柔性電路等方式。疊層載帶是用載帶自動鍵合（TAB）實現IC互連，可進而分為印刷電路板（PCB）疊層TAB和引線框架TAB。折疊柔性電路方式是先將裸芯片安裝在柔性材料上，然后將其折疊，從而形成三維疊層的封裝形式。

LED的芯片封裝工藝流程是什么啊?國內有沒有比較知名的LED芯片封裝基地?

LED芯片封裝工藝流程一般包括下面基本步驟:1)芯片檢驗2)擴片3)點膠4)備膠5 )手工刺片6)自動裝架7)燒結8)壓焊9)點膠封裝10)灌膠封裝11)模壓封裝12)固化與后固化13)后固化14)切筋和劃片15)測試16)包裝.位于國家級的高新產業園區——廣州天安節能科技園的廣州光為照明科技有限公司,就是國內知名的LED芯片封裝基地之一,光為照明是一家專注于LED照明領域,集LED封裝及LED照明產品的研發、生產、銷售、服務為一體的高新技術企業.掌握封裝核心科技的LED照明,打造性價比最優的大功率LED封裝產品,是國內比較知名的LED芯片封裝基地.

芯片封裝的主要步驟是什么?。?/h2>

板上芯片（Chip On Board, COB)工藝過程首先是在基底表面用導熱環氧樹脂(一般用摻銀顆粒的環氧樹脂)覆蓋硅片安放點，然后將硅片直接安放在基底表面，熱處理至硅片牢固地固定在基底為止，隨后再用絲焊的方法在硅片和基底之間直接建立電氣連接。

裸芯片技術主要有兩種形式：一種是COB技術，另一種是倒裝片技術（Flip Chip）。板上芯片封裝（COB），半導體芯片交接貼裝在印刷線路板上，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現，并用樹脂覆蓋以確保可靠性。雖然COB是最簡單的裸芯片貼裝技術，但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術。

COB主要的焊接方法：

（1）熱壓焊

利用加熱和加壓力使金屬絲與焊區壓焊在一起。其原理是通過加熱和加壓力，使焊區（如AI）發生塑性形變同時破壞壓焊界面上的氧化層，從而使原子間產生吸引力達到“鍵合”的目的，此外，兩金屬界面不平整加熱加壓時可使上下的金屬相互鑲嵌。此技術一般用為玻璃板上芯片COG。

（2）超聲焊

超聲焊是利用超聲波發生器產生的能量，通過換能器在超高頻的磁場感應下，迅速伸縮產生彈性振動，使劈刀相應振動，同時在劈刀上施加一定的壓力，于是劈刀在這兩種力的共同作用下，帶動AI絲在被焊區的金屬化層如（AI膜）表面迅速摩擦，使AI絲和AI膜表面產生塑性變形，這種形變也破壞了AI層界面的氧化層，使兩個純凈的金屬表面緊密接觸達到原子間的結合，從而形成焊接。主要焊接材料為鋁線焊頭，一般為楔形。

（3）金絲焊

球焊在引線鍵合中是最具代表性的焊接技術，因為現在的半導體封裝二、三極管封裝都采用AU線球焊。而且它操作方便、靈活、焊點牢固（直徑為25UM的AU絲的焊接強度一般為0.07～0.09N/點），又無方向性，焊接速度可高達15點/秒以上。金絲焊也叫熱（壓）（超）聲焊主要鍵合材料為金（AU）線焊頭為球形故為球焊。

COB封裝流程

第一步：擴晶。采用擴張機將廠商提供的整張LED晶片薄膜均勻擴張，使附著在薄膜表面緊密排列的LED晶粒拉開，便于刺晶。

第二步：背膠。將擴好晶的擴晶環放在已刮好銀漿層的背膠機面上，背上銀漿。點銀漿。適用于散裝LED芯片。采用點膠機將適量的銀漿點在PCB印刷線路板上。

第三步：將備好銀漿的擴晶環放入刺晶架中，由操作員在顯微鏡下將LED晶片用刺晶筆刺在PCB印刷線路板上。

第四步：將刺好晶的PCB印刷線路板放入熱循環烘箱中恒溫靜置一段時間，待銀漿固化后取出(不可久置，不然LED芯片鍍層會烤黃，即氧化，給邦定造成困難)。如果有LED芯片邦定，則需要以上幾個步驟；如果只有IC芯片邦定則取消以上步驟。

第五步：粘芯片。用點膠機在PCB印刷線路板的IC位置上適量的紅膠(或黑膠)，再用防靜電設備(真空吸筆或子)將IC裸片正確放在紅膠或黑膠上。

第六步：烘干。將粘好裸片放入熱循環烘箱中放在大平面加熱板上恒溫靜置一段時間，也可以自然固化(時間較長)。

第七步：邦定(打線)。采用鋁絲焊線機將晶片(LED晶?；騃C芯片)與PCB板上對應的焊盤鋁絲進行橋接，即COB的內引線焊接。

第八步：前測。使用專用檢測工具(按不同用途的COB有不同的設備，簡單的就是高精密度穩壓電源)檢測COB板，將不合格的板子重新返修。

第九步：點膠。采用點膠機將調配好的AB膠適量地點到邦定好的LED晶粒上，IC則用黑膠封裝，然后根據客戶要求進行外觀封裝。

第十步：固化。將封好膠的PCB印刷線路板放入熱循環烘箱中恒溫靜置，根據要求可設定不同的烘干時間。

第十一步：后測。將封裝好的PCB印刷線路板再用專用的檢測工具進行電氣性能測試，區分好壞優劣。

與其它封裝技術相比，COB技術價格低廉（僅為同芯片的1/3左右）、節約空間、工藝成熟。但任何新技術在剛出現時都不可能十全十美，COB技術也存在著需要另配焊接機及封裝機、有時速度跟不上以及PCB貼片對環境要求更為嚴格和無法維修等缺點。

某些板上芯片(CoB)的布局可以改善IC信號性能，因為它們去掉了大部分或全部封裝，也就是去掉了大部分或全部寄生器件。然而，伴隨著這些技術，可能存在一些性能問題。在所有這些設計中，由于有引線框架片或BGA標志，襯底可能不會很好地連接到VCC或地?？赡艽嬖诘膯栴}包括熱膨脹系數(CTE)問題以及不良的襯底連接。

將芯片封裝在一個封裝體內或其表面上是封裝界沿用了多年的一種傳統的封裝技術。如LPCC、TBGA、SOIC和DIPS等都采用這種封裝方法。90年代以來，隨著應用領域的大力驅動，封裝技術不斷取得日新月異的進展。單從封裝技術新名詞的涌現速度就足以說明封裝技術的不斷發展。近幾年在各種期刊和會議錄文章中出現的封裝技術縮略詞更是層出不窮，令人眼花繚亂，應接不暇。

人們對銅引線框架的特性及其相關的工藝技術并不陌生。采用金線與其它合金(如銅等)的引線鍵合技術已接近完美的程度。最近幾年，引線鍵合的節距(交錯節距)不斷減小，已由原來的100μm降至80μm、50μm、35μm，2002年已降至25μm。目前的封裝多采用下列兩種形式：1種是采用封帽的氣密封裝；另一種是采用模壓化合物或液體密封劑的灌封方式，使最終的封裝體能經受住可靠性測試。此外，與PCB的互連采用針式引線，其形狀可分為直接鷗翼形成“J”形。三四年以前，制造產品的最終目的通常是最大限度地延長使用壽命。但如今的情況已大不相同了，消費類產品已達到極為豐富的程度。一旦產品出現故障，人們通常采用的方法是棄舊購新，因為購買新產品的價格甚至比維修還要劃算。這也足以說明，大部分產品的價格已發生了許多變化。

2 倒裝芯片技術的發展

30多年前，“倒裝芯片”問世。當時為其冠名為“C4”，即“可控熔塌芯片互連”技術。該技術首先采用銅，然后在芯片與基板之間制作高鉛焊球。銅或高鉛焊球與基板之間的連接通過易熔焊料來實現。此后不久出現了適用于汽車市場的“封帽上的柔性材料(FOC)”；還有人采用Sn封帽，即蒸發擴展易熔面或E3工藝對C4工藝做了進一步的改進。C4工藝盡管實現起來比較昂貴(包括許可證費用與設備的費用等)，但它還是為封裝技術提供了許多性能與成本優勢。與引線鍵合工藝不同的是，倒裝芯片可以批量完成，因此還是比較劃算。

由于新型封裝技術和工藝不斷以驚人的速度涌現，因此完成具有數千個凸點的芯片設計目前已不存在大的技術障礙小封裝技術工程師可以運用新型模擬軟件輕易地完成各種電、熱、機械與數學模擬。此外，以前一些世界知名公司專為內部使用而設計的專用工具目前已得到廣泛應用。為此設計人員完全可以利用這些新工具和新工藝最大限度地提高設計性，最大限度地縮短面市的時間。

無論人們對此抱何種態度，倒裝芯片已經開始了一場工藝和封裝技術革命，而且由于新材料和新工具的不斷涌現使倒裝芯片技術經過這么多年的發展以后仍能處于不斷的變革之中。為了滿足組裝工藝和芯片設計不斷變化的需求，基片技術領域正在開發新的基板技術，模擬和設計軟件也不斷更新升級。因此，如何平衡用最新技術設計產品的愿望與以何種適當款式投放產品之間的矛盾就成為一項必須面對的重大挑戰。

由于受互連網帶寬不斷變化以及下面列舉的一些其它因素的影響，許多設計人員和公司不得不轉向倒裝芯片技術。

其它因素包括：

①減小信號電感——40Gbps(與基板的設計有關)；

②降低電源／接地電感；

③提高信號的完整性；

④最佳的熱、電性能和最高的可靠性；

⑤減少封裝的引腳數量；

⑥超出引線鍵合能力，外圍或整個面陣設計的高凸點數量；

⑦當節距接近200μm設計時允許；S片縮小(受焊點限制的芯片)；

⑧允許BOAC設計，即在有源電路上進行凸點設計。

然而，由于倒裝芯片工藝的固有特點使采用倒裝芯片工藝制作的封裝并非是全密封的，且還要使用剛性凸點。在這一點上，它與采用引線鍵合將芯片與基板相連接的方法有所不同。許多早期的C4設計都與芯片(熱膨脹系數，即CTE約為2．3-2．8ppm)一起組裝在陶瓷基板(CTE為7ppm)上。這種設計通常需要底部填料以確保芯片與基板的可靠連接。底部填充的主要作用是彌補芯片與基板之間在功率與／或熱循環期間出現的CTE失配，而不起隔離潮濕的作用。CTE失配有可能造成芯片與基板以不同的速度膨脹和收縮，最終會導致芯片的斷裂。

倒裝芯片工藝自問世以來一直在微電子封裝中得到廣泛應用。最近5年由于對提高性能，增加凸點數量和降低成本等方面不斷提出新的要求。為了滿足這些要求，許多知名大公司已對倒裝芯片技術做了許多改進。由于芯片尺寸已經增加，凸點節距已經減小，促進新型基板材料不斷問世，芯片凸點制作工藝和底部填充技術不斷改善，環保型無鉛焊料逐步得到廣泛應用，致使互連的選擇越來越廣泛。

3 新工藝問世

最近幾年由于應用領域不斷對工藝提出新的要求，世界各國，尤其是美國從事封裝技術研究的機構和公司都紛紛推出其新的工藝和技術。這些新的工藝可省去以往那些價格昂貴的基板和工藝步驟，直接在PCB上安裝更小的芯片。這些工藝尤其適用于低成本的消費類產品。此外，最近一些公司還開發出一種采用有機基板的新工藝。這種有機基板的最大優勢在于它的制造成本。它比陶瓷基板工藝的成本要低得多，而設計的線條卻可以達到非常細密的程度。自從有機基板出現以來，為了滿足日益縮小的特征尺寸的要求，許多公司已開發出有機基板專用的工具和工藝技術。

可供選擇的基板材料十分豐富，包括柔性基板(帶狀)、疊層基板(FR-4、FR-5、BTTM等)、組合基板(有機組合薄層或疊層上的薄膜介質材料)、氧化鋁陶瓷、HiTCETM陶瓷、以及具有BCBTM介質層的玻璃基板等，可謂應有盡有。幾年前，如果一個 高速芯片組件所耗的功率較高，凸點在2000個以上，節距為200pm的話，其制造難度與制作成本將會高的難以想像。但就目前的工藝設備與技術能力而言，對同類難度產品的制造與組裝成品率都已達到相當高的水平，且制造成本已趨于合理化。推動這些新工藝發展的驅動力是什么呢?其實，與任何新技術相同，推動其發展的動力仍是為了達到生產與樣品基板的普及性、基板與組裝成本、封裝設計要求與可靠性等因素之間的平衡。

4 成本問題

像其它技術一樣，倒裝芯片技術的制造成本仍然與技術和批量大小密切相關。目前大多數工藝的成本仍然十分高昂，而標準工藝仍受批量生產程度的驅使。此外，可靠性也是需要解決的一個問題。許多公司在進行有機封裝時仍在使用針對氣密封裝的可靠性標準。目前有許多公司正在和JEDEC討論解決這一問題的辦法。近一段時間，各種科技期刊報道了多篇論述這一問題的文章。估計在不遠的將來有望出臺一套專門適用于有機封裝技術的標準。與此同時，供應商與用戶也在不斷努力，為滿足單個用戶的特殊要求提供必要的可靠性。過去，IC封裝通常需要進行下面一系列的可靠性測試。

①在121℃下進行168個小時的相對濕度壓力鍋蒸煮試驗(RH-PCT)；

②在150℃下完成1000小時的高溫存儲(HTSL)試驗；

③在85℃下完成1000小時，85％相對濕度溫度-溫度偏壓試驗(RH-THBT)；

④在-55℃-+125℃下完成1000個循環。

⑤在130℃下完成超過168小時，85％相對濕度強加速溫濕應力試驗(RH-HSAT)。

封裝與PCB的二級可靠性包括許多項不同的測試。這些測試需要在0℃-100℃下完成300個循環。JEDEC對測試標準和循環的停留時間做了十分詳細的規定。

隨著有機封裝應用領域的不斷擴大，可靠性問題將成為該技術面臨的主要挑戰。其中由潮氣吸收引起的分層，以及由封裝結構的精細程度和電流密度過高引起的電遷移等問題都必須得到更多的關注。聚酰亞胺是吸潮性能最差的材料之一。盡管目前的一層或兩層帶狀生產都采用這種材料，但它與銅的粘接性能較差，因此有機封裝要想取得長足發展必須解決這些問題。

5 失效機理

要充分理解材料在使用過程中出現的失效機理仍需要通過濕氣和腐蝕測試，如PCT和HAST等。不過這些測試是否應該用作鑒定失效的基本條件仍有爭議。這些問題還有待JEDEC和其它機構的進一步商議。除此之外，封裝界還在探討其它的測試手段。一些公司認為，一理了解了失效的機理就可以取消某些測試標準。

然而，一些特殊應用的產品仍要與許多噴氣式飛機部件、醫療部件、衛星、導彈等一起進行溫度循環實驗。在這類情況下仍需要可靠性更高、壽命更長的倒裝芯片封裝。因此必須開發一種適合高速大功耗(5—100W)工作的芯片工藝技術。這類芯片的凸點通常在2000-5000個，節距在200μm或以下。盡管有許多公司正在從事這方面的研究，但誰會成為最大的贏家目前尚不明朗。

迄今為止，每個公司都在制訂各自的工作目標，因此市場上的工藝技術及支撐產品的種類十分繁雜。主要包括CSP、DCA、COB和FCBGA(倒裝

芯片焊球網絡陣列)等。

6 選擇

倒裝芯片的最終結果是一個封裝，但它本身是一種工藝而并非封裝?？梢圆捎酶鞣N不同的方法改變工藝以滿足各種不同的應用要求。最基本的步驟包括：制作芯片封裝凸點、切片、將芯片倒裝在基板或載體上、芯片與基板再流焊、在芯片與基板之間進行底部填充、老化、制作BGA焊球、將最終的封裝組裝到另一塊印制電路板(通常為FR-4)上。

是否選擇倒裝芯片技術作為最終的封裝選擇主要取決于基板的選擇。通?；灞仨毞舷铝幸螅?/p>

①芯片的電學要求(電感、電容、電阻、傳播延遲、EMI等)；

②根據供應商提供的基板設計特點(線條、間隔、通孔尺寸、通孔直徑等)進行設計；

③成本要求；

④焊球或焊膏(含鉛或無鉛)的組份；

⑤熱性能要求；

⑥尺寸要求；

⑦應用對封裝可靠性的要求；

⑧應用對PCB或二極可靠性的要求。

7 結論

綜上所述，在設計或制造中遇到問題時應常與組裝伙伴共同商討對策。因為他們所擁有的模擬軟件可以對任何電參數和熱特性進行模擬，可最終選出最佳的封裝手段；他們的建模能力可滿足新型設計的高速要求；他們擁有豐富的經驗和可靠的數據,完全可根據設計方案完成產品的生產和制作；他們還擁有對最終產品的測試能力，還可以就材料的選擇、熱選擇、焊料合金和組裝結構提出切實可行的建議。

芯片怎么制造

在美國俄勒岡州HILLSBORO市，芯片結構設計人員正致力于最新芯片上集成更多的晶體管，以提高芯片的性能。INTEL公司生產的第一個微處理器芯片是1971年交付給日本生產計算器的廠商，該芯片上集成了2300個晶體管；而1997年5月問世的300HZ時鐘頻率的奔騰Ⅱ處理器芯片2千多萬個晶體管。為核對多層微處理器上晶體管的位置，INTEL公司的電路布線專家在計算機顯示屏上檢查芯片的電路版圖。

完整的設計圖隨后傳送給主計算機并經電子束曝光機進行處理，完成將這些設計圖“刻寫”在置于一塊石英玻璃上的金屬薄膜上，制造出掩膜。制作芯片是對薄膜進行重復進行涂光敏膠、光刻和腐蝕的組合處理，掩膜起著一個很像照相制版的負片作用。精確調準每個掩膜最為重要：如果一個掩膜偏離幾分之一微米（百萬分之一），則整個硅圓片就報廢不能用。

當光通過掩膜照射，電路圖就“印制”在硅晶片上。每一個芯片大約需用20個掩膜，這些掩膜要在整個工藝過程棗從硅圓片到制造最終的芯片包括幾百個工藝的流程的不同的位置點上定位。最終一塊八英寸的硅圓片能夠做出200多個奔騰Ⅱ微處理器芯片。

一旦完成芯片制作過程，硅圓片在金剛石切割機床上被分切成單個的芯片棗到此的單個芯片被稱為“管芯”（DIE）。將每個管芯分隔放置在一個無靜電的平板框中，并傳送至下一步）棗管芯配聯棗芯片被插裝進它的封裝中。芯片封裝保護管芯避免受環境因素影響，同時提供管芯和電路板通訊所必需的電連接，封裝好的芯片在隨后的使用中將要安裝固定在電路板上。

在芯片制造背后潛藏的文化也許才是生產過程最具魅力的因素。在美國新墨西哥州RIO RANCHO市，有一個世界上最大制造工廠即為芯片制造工廠，永不停歇的生產，僅潔凈廠房就有三個足球場那樣大。在冥冥世界的大氣氛圍中，穿戴著GORE棗TEX?品牌肥大的服裝的技術員們12小時輪班工作。要求工作人員在他們的衣服上套穿這種潔凈服裝目的在避免諸如脫落的皮膚細胞的微小塵埃殘留在微電路上。

為進一步減少空中塵埃顆粒，技術員們戴上頭罩，泵出他們呼吸產生的空氣要通過一個專門的過濾器。另外，安裝在吊棚內的數個大功率泵，頻繁地將已經過濾的空氣源源吹送進廠房，一分鐘要傾瀉吹送8次。從硅圓片到芯片到上市，全過程要花費45天

LED封裝工藝

LED封裝工藝流程簡述:1、將LED芯片用高導熱的膠水固定到支架上2、放到邦定機上用金線把LED的正負極與支架上的正負極連通3、向支架內填充熒光粉4、封膠5、烘烤6、測試及分揀 這只是一個簡述,實際上具體的生產工藝,需要根據投產所采用的芯片、支架及輔料(例如熒光粉、膠水等)以及機器設備來設計.LED芯片是LED最核心的部分,選用得當可以提高產品品質、降低產品成本.而輔料,則決定了LED的發光角度、發光色澤、散熱能力以及加工工藝.

CPU的封裝技術有哪些及發展歷史

CPU封裝對于芯片來說是必須的，也是至關重要的。因為芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝技術的好壞還直接影響到芯片自身性能的發揮和與之連接的PCB（印制電路板）的設計和制造，因此它是至關重要的。

　　封裝也可以說是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強導熱性能的作用，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件建立連接。因此，對于很多集成電路產品而言，封裝技術都是非常關鍵的一環。

　　目前采用的CPU封裝多是用絕緣的塑料或陶瓷材料包裝起來，能起著密封和提高芯片電熱性能的作用。由于現在處理器芯片的內頻越來越高，功能越來越強，引腳數越來越多，封裝的外形也不斷在改變。封裝時主要考慮的因素為：

　　1.芯片面積與封裝面積之比為提高封裝效率，盡量接近1:1

　　2.引腳要盡量短以減少延遲，引腳間的距離盡量遠，以保證互不干擾，提高性能

　　3.基于散熱的要求，封裝越薄越好

　　作為計算機的重要組成部分，CPU的性能直接影響計算機的整體性能。而CPU制造工藝的最后一步也是最關鍵一步就是CPU的封裝技術，采用不同封裝技術的CPU，在性能上存在較大差距。只有高品質的封裝技術才能生產出完美的CPU產品。