工艺试验报告解析.docx

湘潭大学材料与光电物理学院IC 工艺实验报告学生姓名：学生学号：专业年级：实习单位：实习时间：?辅导老师：2014年8月28日本次实习在长沙韶光半导体公司开展，长沙韶光半导体有限公司（4435 厂）是国家生产军用集成电路的定点企业，集产品设计、芯片制造和封装三部分为一体。公司进行集成电路后工序的生产，经由工作人员的指导，我们参观并参与了后工序的制作，让我们对芯片制作有了一个更加直观的认识。接下来将详细介绍长沙韶光半导体公司陶瓷封装工艺流程及测试规范。封装测试工艺流程一．封装1.封装基本概念封装，就是指把硅片上的电路管脚，用导线接引到外部接头处，以便与其它器件连接。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。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(印制电路板)的设计和制造，因此它是至关重要的。2 封装的工艺流程流程一般可以分为两个部分：在用陶瓷封装之前的工序成为前段工序，在成型之后的操作成为后段工序。前段工序包括：粘片键合封冒，是在超净间进行的后端工序包括：电镀剪边蘸锡2.1 粘片粘片，即芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。粘片主要有四种方式：共晶粘片法，焊接粘片法，导电胶粘片法，玻璃胶粘片法2.1.1粘片原理玻璃胶粘片法的材料是玻璃胶，是一种厚膜导体材料，由起粘接作用的低温玻璃粉和起导电作用的金属粉（主要是银粉）以及有机溶剂混合而成。用针筒或注射器将粘接剂（玻璃胶）涂布到芯片焊盘上，然后用自动拾片机（机械手）将芯片放置到焊盘的粘接剂上，在一定温度下固化处理操作规程1.准备外壳:按照产品的级别、封装形式、数量要求将外壳按一定的方向整齐地排列在金属传递盒内。2.配置粘结剂:取玻璃粉少许，滴入适量松油醇，用玻璃棒搅匀，搅动时要按一个方向。3.点粘结剂:用牙签将适量的粘结剂点入外壳底座中心，粘结剂量需根据芯片大小进行调整，必须将芯片四周完好的包住，但又不能溢到芯片表面。4.装配芯片:用真空粘片笔将待装芯片按其对应的芯座图规定的方位放置,在外壳底座上，确认正确无误后，稍加力使之平整。5.将装配好的第一只芯片交检验员进行首件检验，检验合格后，将做有标识“Z”的首件隔开放置在传递盒内，易于识别。6.重复1-5 操作7.整批芯片装配完毕，送检验人员进行100%专检，修正与剔除不合格品。8. 排气:将装配经检验合格的半制品放入洁净烘箱内排气：工艺条件：T = 210℃± 10℃ t = 30min~40min9.固化:待排气时间结束后，从烘箱内取出半制品电路，放入链式烧结炉内固化。工艺条件：T = 420℃~450℃ t = 1h~1.5h10.当电路随链式烧结炉链条传动到出口时，取出电路，检查符合质量要求后送下道工序。2.1.3质量要求1.粘结牢固，满足芯片剪切强度要求，玻璃粉充分融化，表面光亮，不残缺。2.芯片表面干净，无有机溶剂残夜，无微粒尘埃，无粘结剂等附着在芯片上。3.粘片合格率要求控制在99%以上，低于此合格率应按《不合格品控制程序》4.标识：对不合格品进行标识和隔离。注意事项1.从烘箱内取出电路进入链式烧结炉时，要轻取轻放，以免芯片弹起或移动2.常打扫烘箱内，链式烧结炉内卫生。3.粘片用的金属传递盒要经常清洗，存放于玻璃柜内，使用前需用酒精棉擦洗干净保证金属传递盒不带尘埃。4.经常检查烘箱温控系统，保证安全生产。5.玻璃粉要存放在干燥处，以免受潮。若发现玻璃粉受潮起坨现象，要立即停用。2.2 键合键合的目的是实现芯片互连，也就是将芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属焊区相连接。芯片互连有三种常见的技术：引线键合，倒装芯片键合，载带自动键合。2.2.1 超声波键合的原理超声波键合采用超声波的能量，使金属丝与铝电极在常温下直接键合。其原理是：利用超声波发生器产生的能量，通过换能器在超高频的磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动，使劈刀相应振动，同时在劈刀上施加一定的压力于是劈刀在这两种力的共同作用下，带动Al丝在被焊区的金属化层如（Al膜）表面迅速摩擦，使Al丝和Al膜表面产生塑性变形，这种形变也破坏了Al层界面的氧化层，使两个纯净的金属表面紧密接触达到原子间的结合从而形成焊接。主要焊接材料为铝（Al），线焊头一般为楔形。超声键合适应性较好，外界环境要求不高，应用范围广泛。2.2.2 超声波键合的过程2.2.3 超声波键合的优缺点优点：键合点尺寸小，回绕高度低，适合键合点间距小，密度高的芯片连接缺点