6封装可靠性教程课件.ppt
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1、封装的可靠性问题封装的可靠性问题北京大学微电子学系Department of microelectronics Peking University内容提纲内容提纲 集成电路后工序简介 封装形式封装可靠性问题 封装的可靠性问题封装工艺过程封装工艺过程划片分离芯片镜检及分选装架检验引线键合检验封盖外引线整形打印标签包装入库组装工艺流程后工序主要是将硅片分割成单个芯片,并封装到管壳内。大体分为:1.划片2.键合3.封装4.成品检测5.老化筛选键合和封装工艺最为关键,在很大程度上决定了集成电路的可靠性和成本简简 介介封装工艺过程封装工艺过程引线键合引线键合1.芯片粘结芯片和管座的机械结合,不仅芯片要牢
2、靠固定,而且具有电学上的欧姆接触,并改善散热条件2.引线键合芯片上的压焊点与管壳基座边上的引线压焊区,采用金属细线连接金丝球焊法、热压键合法、超声键合法等3.面朝下键合芯片正面朝下,将芯片上的压焊点与管壳基座上的压焊区进行键合省略金属引线,键合速度快,可靠性和成品率都高,对自动化有利典型方式有:到装方式、樑式引线、珠网方式等封装工艺过程封装工艺过程封装形式封装形式封装的主要目的:阻止来自外界的冲击和潮气等,以保护内部的芯片和键合部位;其次是为了易于安装在印刷电路板上。封装类型主要应用金属管壳封装晶体管、SSI塑料封装晶体管、SSI陶瓷平行缝焊双列直插封装SSILSI陶瓷模塑双列直插封装SSIL
3、SI陶瓷扁平封装SSIMSI塑料双列直插封装SSILSI芯片载体LSIVLSI先进的封装技术先进的封装技术目前的集成电路封装技术:四列扁平封装(QFP);球焊阵列封装(BGA)芯片尺寸封装(CSP);多芯片组装(MCM)载带自动键合(TAB);倒装焊(FC)发展过程: 20世纪60、70年代中小规模IC曾大量采用I/O数十个引脚的TO封装,后来发展成为这个时期的主导封装产品DIP(双列直插封装 Dual In-line Package) 80年代出现了表面安装技术(SMT),IC封装形式发展成为适合表面贴装的短引线或无引线(SMC/SMD)结构,用以封装I/O数十个引脚的中规模集成电路(MSI
4、C)或较少I/O的LSI发展过程(续): 90年代开发出QFP、塑料四列扁平封装(PQFP),不但解决了较多I/O LSI的封装问题,而且适于SMT在印刷电路板(PCB)或其他基板上进行表面贴装QFP、PQFP成为SMT的主导微电子封装形式。90年代出现了BGA(球格阵列 Ball Grid Array),以面阵排列、球形凸点为I/O,克服QFP在VLSI中遇到的困难近几年又发展出BGA,封装达到不超过芯片尺寸20%的所谓芯片尺寸封装(CSP),这促使MCM得以迅速发展WB丝焊DCA直接晶片接合(Direct Chip Attachment)SLIM单级集成模块(Single level in
5、tegrated module)年份19701980199020002005芯片互连WBWBWBFC低成本高I/0的FC封装形式DIPQFPBGACSP裸芯片组装方式PIHSMTBGA/SMTBGA/SMTDCA无源元件分立分立分立分立/组合集成基板有机有机有机DCA板SLIM封装层次333311元件类型5105105105101Si效率(芯片/基板)2%7%10%25%75%微电子封装发展的历程及趋势微电子封装发展的历程及趋势从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引
6、脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。先进的封装技术先进的封装技术简介简介一、DIP封装 封装结构形式: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)。 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。二、芯片载体封装 封装形式有:陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁
7、平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package),QFP比DIP的封装尺寸大大减小。Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。 三、BGA封装 成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。Intel公司对这种集成度很高(单芯片里达300万只以上晶体管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA,并在外壳上安装微型排风扇散热,从而达到电路的稳定可靠工作。最新的封装发展趋势封装的可靠性问题封装的可靠性问题
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