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23.IC封装基本知识介绍

时间:2011-06-01


Foxconn

Technology

Group

SMT Technology Center SMT 技術中心

SMT Technology Development Committee

半導體材料發展
? 元素半導體: IV族Si, Ge ? 化合物半導體 :
– III-V族:GaAs, InP, GaN, AlP…. – II-VI族:ZnO,ZnS, CdS…

– IV-IV族:SiC
– IV-VI族:PbS,PbSe

? 合金半導體:
– 二元素:SiGe
– 三元素:AlGaAs, GaMnTe, HgCdTe – 四元素:AlGaAsSb, GaInAsP

半導體材料發展
◎半導體元件的發展要素:
產出良率

效能/價格比
市場需求

◎半導體材質:
單一元素(Monolithic)

化合物半導體(Hybrid)

半導體材料發展
◎矽半導體元件:

半導體材料發展

半導體應用分類
半導體產業結構:

半導體應用分類
半導體元件分類:
?二極體 ?雙載子電晶體:PNP,NPN ?場效電晶體:
–接面場效電晶體(JFET) –接面場效電晶體(MESFET) –接面場效電晶體(MOSFET)

?光電元件:

半導體應用分類
半導體應用分類:

半導體應用分類 半導體家族和分類 :

半導體應用分類
微元件IC家族成員 :

半導體應用分類 記憶體IC家族成員 :

半導體應用分類 邏輯IC家族成員 :

半導體應用分類 類比IC家族成員 :

封裝方法優缺點

DIP基本材料與製造工程
DIP雙列直差式封裝:

DIP製造方式:

a. 積層陶瓷型
b. 玻璃陶瓷型 c. 塑膠模

封裝方法優缺點
各種DIP封裝法的優缺點:
優點 : 積層陶瓷 1. 完全遮擋外氣,水蒸汽

2. 機械應力極少 ( 變形造成 )
缺點 : 步驟繁複,成本高 優點 : 步驟簡單 , 成本低

塑膠封裝 缺點 :

1.表面易變形,而造成應力集中 2. 水蒸汽易侵入,造成晶片腐蝕

封裝方法優缺點 配線連接法:
a. 內導線接合 : Chip lead frame
PCB

IC的配線之連接方式可分 ( 1 ) 內導線接合 :

b. 外導線接合 : lead frame

a. Wire bond : 金屬線接合。 Die到lead frame的內導線接合方式可分 b. TAB : 捲帶式接合。

c. Flip Chip : 覆晶接合。

( 2 ) 各接合方式的特點 :

a. Wire bond : 成本低

b. TAB : 適合細微腳間距
c. Flip Chip : 適合多腳數

封裝方法優缺點
(3)各接合方式的優缺點 :
優點 : 不需整合晶片與封裝內焊點,成本低。 Wire bond :

缺點 : 程序繁多。
優點 : 可得細微腳間隙,並可一次加壓完成。 TAB : 缺點 : 平行度調整困難。 優點 : IC封裝面積可大大降低。 Flip Chip : 缺點 : 需調整晶體與封裝基板接合,程序複雜。

封裝方法優缺點
( 4 ) 外部引線接合方式 :
IC與PCB基板的連接方式 : a.插入式 b. 表面黏度。

依腳的形狀又可分為 I 形腳, J 形腳,翼形腳…等。

( 5 ) 外部引線的應力界限 :
a. IC重量造成應力 外部引線的應力為 b. 焊接殘留應力

c. 熱循環應力
外部引線的應力,依EIAJ建議QFP最好邊長不大於40mm 。

集成電路封裝內容
集成电路封装的内容:
(1) 通过一定的结构设计、工艺设计、电设计、热设计和 可靠性设计制造出合格的外壳或引线框架等主要零部

件;
(2) 改进封装结构、确定外形尺寸,使之达到通用化、标 准化,并向多层次、窄节距、多引线、小外形和高密

度方向发展;

集成電路封裝內容
集成电路封装的内容:
(3) 保证自硅晶圆的减薄、划片和分片开始,直到芯片粘 接、引线键合和封盖等一系列封装所需工艺的正确实施, 达到一定的 规模化和自动化; (4) 在原有的材料基础上,提供低介电系数、高导热、高机 械强度等性能优越的新型有机、无机和金属材料; (5) 提供准确的检验测试数据,为提高集成电路封装的性能 和可靠性提供有力的保证。

集成電路設計考慮
集成电路设计中的封装考虑:
(1)划片槽与焊盘:
在一个晶圆上分布着许多块
集成电路,在封装时要将各 块集成电路切开。这个切口

就叫划片槽。
划片槽示意图

集成電路設計考慮
集成电路设计中的封装考虑 :
(2)芯片散热问题:
集成电路芯片工作时会发热,在选择封装时要考虑芯片 的散热问题。对于发热较小的芯片在封装时不作特别考 虑,而对有一些发热量的芯片可考虑采用热传导性能较

好的封装材料,选用外形大一点的封装形式。发热量较
大的芯片要考虑带散热装置(如金属散热器等)的封装。

集成電路測試方法
数字集成电路测试的基本概念:
? 数字集成电路测试的意义在于可以直观地检查 设计的集成电路是否能像设计者要求的那样正 确地工作。

? 另一目的是希望通过测试,确定电路失效的原 因以及失效所发生的具体部位,以便改进设计 和修正错误。

集成電路測試方法
数字集成电路测试方法概述:
集成电路测试 按集成电路信号类型可以分为模拟集成电路

测试和数字集成电路测试 两大类。
对模拟电路,较多关心电路的性能指标,测试的难度主要 在微弱信号,高频信号和高压大电流信号。 对数字电路,除了关心主要的电气指标外,重点在于电路 的逻辑功能和内部各逻辑元件的完好性。

集成電路測試方法
集成电路测试信号联接方法 :
集成电路测试所要做的工作,一是要将芯片与测试系统的各 种联接线正确联接;二是要对芯片施加各种信号,通过分析 芯片的输出信号,来得到芯片的功能和性能指标。芯片与测 试系统的联接 分为两种: (1)芯片在晶圆测试的联接方法

(2)芯片成品测试的联接方法

集成電路測試方法
集成电路测试信号联接方法
芯 片 在 晶 圆 测 试 的 联 接 方 法

BX2001探针台

集成電路測試方法
两种芯片在晶圆测试用探针:

一种10探针头的实物照片

GSG组合150um间距微波探头照片

結 束


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