1、微电子封装技术为什么学习这门课？封啥？为啥？怎封？。回忆微电子制造工程概述芯片制造与封装工艺流程1 前道工序该过程包括：(1)将粗糙的硅矿石转变成高纯度的单晶硅。(2)在wafer 上制造各种IC 元件。(3)测试wafer 上的IC 芯片。2 后道工序该过程包括：(1)对wafer 划片（进行切割）(2)对IC 芯片进行封装和测试前道生产流程：（1）单晶制备 硅棒的拉伸将多晶硅熔解在石英炉中，然后依靠一根石英棒慢慢的拉出纯净的单晶硅棒。切割单晶硅棒用金刚石刀把单晶硅棒切成一定的厚度形成WAFER。前道生产流程：（2）WAFER制造 抛光WAFERWAFER 的表面被抛光成镜面。氧化WAFER
2、 表面WAFER 放在900 度1100 度的氧化炉中，并通入纯净的氧气，在WAFER 表面形成氧化硅。前道生产流程：（3）芯片制造 覆上光刻胶通过旋转离心力，均匀地在WAFER表面覆上一层光刻胶。在WAFER 表面形成图案通过光学掩模板和曝光技术在WAFER 表面形成图案。前道生产流程：（4）芯片制造 蚀刻使用蚀刻来移除相应的氧化层。氧化、扩散、CVD 和注入离子对WAFER 注入离子（磷、硼），然后进行高温扩散，形成各种集成器件。磨平（CMP）将WAFER 表面磨平。前道生产流程：（5）测试 形成电极把铝注入WAFER 表面的相应位置，形成电极。WAFER 测试对WAFER 进行测试，把不
3、合格的芯片标记出来。成品是这样的！然后应该做啥呢？能不能直接用？如果不能，那应该。后道生产流程：（6）芯片切割 切割WAFER把芯片从WAFER 上切割下来。后道生产流程：（7）芯片的粘贴 固定芯片把芯片安置在特定的FRAME 上后道生产流程：（8）芯片互连 连接管脚用25 微米的纯金线将芯片和FRAME上的引脚连接起来。后道生产流程：（9）切筋打码成型 修正和定型（分离和铸型）把芯片和FRAME 导线分离，使芯片外部的导线形成一定的形状。后道生产流程：（10）老化测试 老化（温度电压）测试在提高环境温度和芯片工作电压的情况下模拟芯片的老化过程，以去除发生早期故障的产品后道生产流程：（11）电
4、性能测试 成品检测及可靠性测试进行电气特性检测以去除不合格的芯片成品检测：电气特性检测及外观检查可靠性检测：实际工作环境中的测试、长期工作的寿命测试后道生产流程：（12）打码 标记在芯片上用激光打上产品名。最终的成品是这样的！课程主要内容第1章 绪论-封装概述第2章 封装的工艺流程（重点）第3章 包封和密封技术第4章 厚、薄膜技术第5章 器件级封装第6章 模组组装与光电器件封装第1章 概述1.1 概述1.2 微电子封装的技术层次及分类1.3 微电子封装的功能1.4 微电子封装技术发展的驱动力1.5 微电子封装技术与当代电子信息技术1.1 概述 1947年世界发明第一只半导体晶体管，同时也就开始
5、了电子封装的历史。1958年发明第一块集成电路，它推动了多引线外壳的发展，工艺仍以金属-玻璃封接工艺为主。60年代发明了DIP外壳，即双列直插引线外壳。在70年代成为系列主导产品。80年代，表面安装技术1.1.1 封装技术的历史 90年代，集成电路发展到超大规模阶段，要求电子封装的管脚数越来越多，管脚节距越来越小，从而电子封装从四边引线型（如QFP等）向平面阵列型（PGA）发展。90年代初发明了球栅阵列封装（BGA）目前正处于爆炸发展阶段。是电子封装领域的又一场革命。目前研究的热点为3D封装技术。1.1.2 封装技术的特点特点：微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展，引脚由四边引出向面阵排列发
6、展。微电子封装向表面安装式封装（SMP）发展，以适合表面安装技术（SMT）。从陶瓷封装向塑料封装发展。从注重发展IC芯片向先发展后道封装再发展芯片转移。封装技术的趋势趋势：电子封装将具有更多的I/O引脚；微电子封装应具有更高的电性能和热性能；电子封装将更轻、更薄、更小；电子封装将更便于安装、使用和返修；微电子封装的可靠性将更高；微电子封装的性价比将更高，而成本却更低。1.1.3 封装技术的重要性 使用封装后的IC芯片有诸多好处，如可对脆弱、敏感的IC芯片加以保护，易于进行测试，易于传送、易于返修，引脚便于实行标准化进而适合装配，还可以改善IC的热失配等等。微电子封装不但直接影响着IC本身的电性
7、能、热性能、光性能和机械性能，影响其可靠性和成本，还在很大程度上决定了电子整机系统小型化、可靠性和成本。1.1.4我国封装的现状及发展 我国的微电子封装技术经过“七五”、“八五”和“九五”科技攻关，针对军品和民品应用而研制开发出一批新型的微电子封装结构，如LCCC、PLCC、PGA、QFP、BGA、引线框架和低I/O引脚数的SOP，芯片互连有TAB和FCB等。从整体上来说，与国际上相比，我国的微电子封装行业还比较弱小和落后。1.1.4我国封装的现状及发展 针对国际上微电子封装技术的迅猛发展和我国十分落后的现状，建议采取以下对策：1）进一步提高认识、转变观念，将微电子封装行业作为独立的高新技术产
8、业来加大投资、积极发展。2）组织起来，统筹规划，分工协作，共同发展才有出路。3）面向国际市场竞争，立足满足国内的需求。4）利用我国已加入WTO的条件，积极开展国际合作，主动迎接国际上先进的微电子封装企业前来合作办厂。1.2.1 电子封装的层次封装与组装可分为：零级封装（晶片级的连接）一级封装（单晶片或多个晶片组件或元件）二级封装（印制电路板级的封装）三级封装（整机的组装）零级和一级封装称为电子封装（技术）把二级和三级封装称为电子组装（技术）1.2 封装的技术层次及分类1.2.1 电子封装的层次1.2 封装的技术层次及分类1.2.2 电子封装分类按封装中芯片数量：按封装中芯片数量：1)单芯片封装
9、2)多芯片封装,如MCM按材料分类：按材料分类：1)陶瓷封装高可靠性2)塑料封装低成本(与陶瓷封装相比），更通用1.2.2 电子封装分类按照引脚分布形态区分：按照引脚分布形态区分：1）单边引脚2）双边引脚3）四边引脚4）底部引脚按组装方法：按组装方法：1)通孔组装技术THP2)表面组装技术SMT3)特殊的组装技术 1.2.2 电子封装分类1.3 微电子封装的功能电子封装的四个主要功能：电子封装的四个主要功能：为IC芯片提供机械支撑和环境保护(circuit support and protection)；接通半导体芯片的电流通路(power distribution)；提供信号的输入和输出通路
10、(signal distribution)；提供热通路，散逸芯片产生的热(heat dissipation)。电子封装直接影响着电子封装直接影响着:电子产品的电、热、光和机械性能；电子产品的可靠性和成本；电子产品与系统的小型化。1.4 电子封装的驱动力IC发展对微电子封装的驱动力：发展对微电子封装的驱动力：集成度增加、特征尺寸减小、电子产品“小、轻、薄”。电子整机发展对微电子封装的电子整机发展对微电子封装的驱动：驱动：电子产品高性能、小型化、低成本等。市场发展对市场发展对微电子封装的驱动微电子封装的驱动：21世纪信息产业急速发展。1.5 电子封装与现代信息技术 21世纪主流产业依次为信息、通信
11、、医疗保健和世纪主流产业依次为信息、通信、医疗保健和消费类电子等，而满足这些产业要求的核心与基础是消费类电子等，而满足这些产业要求的核心与基础是集成电路（集成电路（IC）。）。先进先进的封装技术才能使各类电子产品和电子整机的封装技术才能使各类电子产品和电子整机达到轻、薄、短、小、便携化，甚至卡片化，而产品达到轻、薄、短、小、便携化，甚至卡片化，而产品的高性能、多功能、高可靠性等才能充分发挥，这就的高性能、多功能、高可靠性等才能充分发挥，这就极大地促进了电子信息技术的飞速发展。极大地促进了电子信息技术的飞速发展。本章小结 本章本章主要讲述了微电子封装技术的发展概述、技主要讲述了微电子封装技术的发
12、展概述、技术层次、功能和发展动力等术层次、功能和发展动力等。概述概述部分主要讲述了微电子封装技术发展历史、部分主要讲述了微电子封装技术发展历史、特点、趋势、重要性及国内发展现状特点、趋势、重要性及国内发展现状；技术技术层次部分主要讲述了微电子封装的四个不同层次部分主要讲述了微电子封装的四个不同的技术层次、微电子封装技术的各种不同的分类方式的技术层次、微电子封装技术的各种不同的分类方式；功能功能部分主要讲述了微电子封装在各个不同层次部分主要讲述了微电子封装在各个不同层次的主要功能及所起的作用的主要功能及所起的作用；发展发展动力部分主要介绍了微电子封装技术在现代动力部分主要介绍了微电子封装技术在现代电子产品电子产品“短小轻薄短小轻薄”的要求下所对应的的要求下所对应的要求。要求。
