集成電路技術(shù)簡(jiǎn)介

1、張長(zhǎng)春 副教授集成電路技術(shù)簡(jiǎn)介 2014 NJUPT 2Confidentiall集成電路與微電子微電子廣義與狹義材料與物理器件與工藝電路與系統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)工藝電路系統(tǒng)工具 2014 NJUPT 3Confidentiall內(nèi)容內(nèi)容 集成電路的出現(xiàn)集成電路的出現(xiàn) 集成電路的產(chǎn)業(yè)分工集成電路的產(chǎn)業(yè)分工 集成電路的分類(lèi)集成電路的分類(lèi) 集成電路的設(shè)計(jì)集成電路的設(shè)計(jì) 集成電路制造集成電路制造 集成電路的封裝集成電路的封裝 集成電路的測(cè)試集成電路的測(cè)試 2014 NJUPT 4Confidentiall電子管vs.晶體管最早的電子計(jì)算機(jī) 18000個(gè)電子管，1500個(gè)繼電器，占地150m2,重30噸，耗

2、電140kW 2014 NJUPT 5Confidentiall電子管vs.晶體管 2014 NJUPT 6Confidentiall分立vs 集成 2014 NJUPT 7Confidentiall第一個(gè)晶體管John BardeenWilliam Bradford ShockleyWalter Houser Brattain第一個(gè)晶體管第一個(gè)晶體管1947年年12月月23日日 貝爾實(shí)驗(yàn)室貝爾實(shí)驗(yàn)室 2014 NJUPT 8Confidentiall1958年第一塊集成電路：年第一塊集成電路：12個(gè)器件，個(gè)器件，Ge晶片晶片Kilby, TI公司公司 2014 NJUPT 9Confiden

3、tiall摩爾定律摩爾定律微米時(shí)代 3um-2um-1.2um-亞微米時(shí)代 0.8um-0.5um-深亞微米時(shí)代 0.35um-0.25um-0.18um-0.13um- 納米時(shí)代 90nm -65nm-45nm- 32nm 2014 NJUPT 10Confidentiall集成電路的尺寸 2014 NJUPT 11Confidentiall各種各種IC相關(guān)產(chǎn)品無(wú)處不在相關(guān)產(chǎn)品無(wú)處不在 2014 NJUPT 12Confidentiall3C概念概念 集成電路市場(chǎng)按整機(jī)應(yīng)用劃分，可分為 計(jì)算機(jī)類(lèi)、消費(fèi)類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)、消費(fèi)類(lèi)、通信類(lèi)通信類(lèi)等不同類(lèi)別。這三類(lèi)占了整個(gè)市場(chǎng)的78%。集成電路市場(chǎng)產(chǎn)品構(gòu)

4、成集成電路市場(chǎng)產(chǎn)品構(gòu)成 2014 NJUPT 13Confidentiall內(nèi)容內(nèi)容 集成電路的出現(xiàn)集成電路的出現(xiàn) 集成電路的產(chǎn)業(yè)分工集成電路的產(chǎn)業(yè)分工 集成電路的分類(lèi)集成電路的分類(lèi) 集成電路的設(shè)計(jì)集成電路的設(shè)計(jì) 集成電路制造集成電路制造 集成電路的封裝集成電路的封裝 集成電路的測(cè)試集成電路的測(cè)試 2014 NJUPT 14Confidentiall產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)鏈整機(jī)系統(tǒng)提出應(yīng)用需求整機(jī)系統(tǒng)提出應(yīng)用需求 集成電路設(shè)計(jì)集成電路設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、通信（有線、無(wú)線、光通信、衛(wèi)星通信）數(shù)字音視頻（電視機(jī)、視盤(pán)機(jī)DVD、MP3播放器、音響）IC卡（身份認(rèn)證）與電子標(biāo)簽、汽車(chē)電子、生物電子、工業(yè)自動(dòng)化 ED

5、A工具、服務(wù)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、工程技術(shù)人員 集成電路制造集成電路制造廠房、動(dòng)力、材料（硅片、化合物半導(dǎo)體材料）、專(zhuān)用設(shè)備、儀器（光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、注入機(jī) 2014 NJUPT 15Confidentiall 集成電路封裝集成電路封裝集成電路測(cè)試集成電路測(cè)試劃片機(jī)、粘片機(jī)、鍵合機(jī)、包封機(jī)、切筋打彎?rùn)C(jī)、芯片、塑封料、引線框架、金絲測(cè)試設(shè)備、測(cè)試程序、測(cè)試夾具、測(cè)試探針卡、測(cè)試、分選、包裝集成電路應(yīng)用集成電路應(yīng)用電腦及網(wǎng)絡(luò)、通信及終端（手機(jī)） 、電視機(jī)、DVD、數(shù)碼相機(jī)、其他 2014 NJUPT 16Confidentiall產(chǎn)業(yè)分工產(chǎn)業(yè)分工 2014 NJUPT 17Confidential

6、l產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)分工分工 IC IC 產(chǎn)業(yè)主要由設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)、封測(cè)業(yè)組成產(chǎn)業(yè)主要由設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)、封測(cè)業(yè)組成設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)封裝測(cè)封裝測(cè)試試制造制造除此之外，還有半導(dǎo)體材料、設(shè)備、設(shè)計(jì)軟件工具等除此之外，還有半導(dǎo)體材料、設(shè)備、設(shè)計(jì)軟件工具等附加產(chǎn)業(yè)附加產(chǎn)業(yè) 2014 NJUPT 18Confidentiall0.010.11101980198519901995200020052010微米微米芯片復(fù)雜度芯片復(fù)雜度柵長(zhǎng)柵長(zhǎng)58%/年年20%/人年人年設(shè)計(jì)產(chǎn)率設(shè)計(jì)產(chǎn)率差距增大差距增大10G1G100M10M1M100K10K1K集成電路設(shè)計(jì)能力增長(zhǎng)不能跟上芯片復(fù)雜度的增長(zhǎng)速率集成電路設(shè)計(jì)能力增長(zhǎng)不能跟上芯片復(fù)雜

7、度的增長(zhǎng)速率Fabless & Foundry 2014 NJUPT 19Confidentiall無(wú)生產(chǎn)線（無(wú)生產(chǎn)線（FablessFabless）：）：ICIC設(shè)計(jì)單位不擁有生產(chǎn)線。擁有設(shè)計(jì)人才和技設(shè)計(jì)單位不擁有生產(chǎn)線。擁有設(shè)計(jì)人才和技術(shù)術(shù)代工（代工（FoundryFoundry）：）：芯片設(shè)計(jì)單位和工藝制造單位的分離，即芯片設(shè)計(jì)芯片設(shè)計(jì)單位和工藝制造單位的分離，即芯片設(shè)計(jì)單位可以不擁有生產(chǎn)線而存在和發(fā)展，而芯片制造單位致力于工藝實(shí)單位可以不擁有生產(chǎn)線而存在和發(fā)展，而芯片制造單位致力于工藝實(shí)現(xiàn)，即代客戶(hù)加工（簡(jiǎn)稱(chēng)代工）方式。代工方式已成為集成電路技術(shù)現(xiàn)，即代客戶(hù)加工（簡(jiǎn)稱(chēng)代工）方式

8、。代工方式已成為集成電路技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要特征。發(fā)展的一個(gè)重要特征。流片：流片：完成芯片的流水式加工，將版圖數(shù)據(jù)定義的圖形最終有序地固完成芯片的流水式加工，將版圖數(shù)據(jù)定義的圖形最終有序地固化到芯片上的過(guò)程。化到芯片上的過(guò)程。Fabless & Foundry 2014 NJUPT 20Confidentiall無(wú)生無(wú)生產(chǎn)線產(chǎn)線與代工（與代工（F & F）的關(guān)系）的關(guān)系圖圖Fabless & Foundry 2014 NJUPT 21ConfidentiallStep1Step1：代工單位將經(jīng)過(guò)前期開(kāi)發(fā)確定的一套工藝設(shè)計(jì)文件代工單位將經(jīng)過(guò)前期開(kāi)發(fā)確定的一套工藝設(shè)計(jì)文件PD

9、KPDK（Pocess Pocess Design Kits)Design Kits)通過(guò)因特網(wǎng)傳送給設(shè)計(jì)單位。通過(guò)因特網(wǎng)傳送給設(shè)計(jì)單位。Step2Step2：設(shè)計(jì)單位根據(jù)研究項(xiàng)目提出的技術(shù)指標(biāo)，在自己掌握的電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位根據(jù)研究項(xiàng)目提出的技術(shù)指標(biāo)，在自己掌握的電路與系統(tǒng)知識(shí)的基礎(chǔ)上，利用知識(shí)的基礎(chǔ)上，利用PDKPDK提供的工藝數(shù)據(jù)和提供的工藝數(shù)據(jù)和CAD/EDACAD/EDA工具，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、工具，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、電路仿真（或稱(chēng)模擬）和優(yōu)化、版圖設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查電路仿真（或稱(chēng)模擬）和優(yōu)化、版圖設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查DRCDRC、參數(shù)提取和、參數(shù)提取和版圖電路圖對(duì)照版圖電路圖對(duì)照LVSLVS

10、，最終，最終生成通常稱(chēng)之為生成通常稱(chēng)之為GDS-GDS-格式的版圖文件。格式的版圖文件。再通過(guò)再通過(guò)因特網(wǎng)傳送到代工單位。因特網(wǎng)傳送到代工單位。Step3Step3：代工單位根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的代工單位根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的GDS-GDS-格式的版圖數(shù)據(jù)，首先格式的版圖數(shù)據(jù)，首先制作掩制作掩模（模（MaskMask），），將版圖數(shù)據(jù)定義的圖形固化到鉻板等材料的一套掩模上。將版圖數(shù)據(jù)定義的圖形固化到鉻板等材料的一套掩模上。Step4Step4：在一張張掩模的參與下，工藝工程師完成芯片的流水式加工，將版在一張張掩模的參與下，工藝工程師完成芯片的流水式加工，將版圖數(shù)據(jù)定義的圖形最終有序的固化到芯片上。這一

11、過(guò)程通常簡(jiǎn)稱(chēng)為圖數(shù)據(jù)定義的圖形最終有序的固化到芯片上。這一過(guò)程通常簡(jiǎn)稱(chēng)為“流片流片”Step5Step5：設(shè)計(jì)單位對(duì)芯片進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)單位對(duì)芯片進(jìn)行參數(shù)測(cè)試和性能評(píng)估測(cè)試和性能評(píng)估。符合技術(shù)要求時(shí)，進(jìn)入。符合技術(shù)要求時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)應(yīng)用。從而完成一次集成電路設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試與應(yīng)用的全過(guò)程。系統(tǒng)應(yīng)用。從而完成一次集成電路設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試與應(yīng)用的全過(guò)程。Fabless & Foundry 2014 NJUPT 22Confidentiall67%13%18%2%AsiaNorthAmericaJapanEuropeFoundry業(yè)務(wù)地區(qū)分布Fabless & Foundry 2014 N

12、JUPT 23ConfidentiallMPWMPW：將幾到幾十種工藝上兼容的芯片拼裝到一個(gè)宏芯片上然后以步進(jìn)的將幾到幾十種工藝上兼容的芯片拼裝到一個(gè)宏芯片上然后以步進(jìn)的方式排列到一到多個(gè)晶圓上方式排列到一到多個(gè)晶圓上MPWMPW意義：意義：降低研制成本降低研制成本MPWMPW技術(shù)服務(wù)中心成為虛擬中心為無(wú)生產(chǎn)線技術(shù)服務(wù)中心成為虛擬中心為無(wú)生產(chǎn)線ICIC和代工制造之間建立信息流和和代工制造之間建立信息流和物流的多條公共渠道物流的多條公共渠道 2014 NJUPT 24ConfidentiallMPW技術(shù)降低成本技術(shù)降低成本 2014 NJUPT 25ConfidentiallMPWMPW技術(shù)服務(wù)

13、中心成為虛擬中心技術(shù)服務(wù)中心成為虛擬中心FICD1FICD1FICD1FICD1FICD1MPWFoundryFoundryFoundry 2014 NJUPT 26Confidentiall 1956年年五校在北大聯(lián)合創(chuàng)建半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)；五校在北大聯(lián)合創(chuàng)建半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)； 1977年年北京大學(xué)誕生第一塊大規(guī)模集成電路；北京大學(xué)誕生第一塊大規(guī)模集成電路； 1982年：年：成立電子計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路領(lǐng)導(dǎo)小組；成立電子計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路領(lǐng)導(dǎo)小組； 80年代：年代：初步形成三業(yè)分離狀態(tài)，初步形成三業(yè)分離狀態(tài)，制造業(yè)、設(shè)計(jì)業(yè)、封制造業(yè)、設(shè)計(jì)業(yè)、封裝業(yè)；裝業(yè)； 2001年：年：成立成立7個(gè)國(guó)家集成電路產(chǎn)

14、業(yè)化基地個(gè)國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)化基地 北京、上海、深圳、杭州、無(wú)錫、西安、成都北京、上海、深圳、杭州、無(wú)錫、西安、成都我國(guó)微電子技術(shù)的發(fā)展我國(guó)微電子技術(shù)的發(fā)展 2014 NJUPT 27Confidentiall我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要集聚地區(qū)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要集聚地區(qū) 2014 NJUPT 28Confidentiall我國(guó)我國(guó)ICIC制造骨干企業(yè)地區(qū)分布制造骨干企業(yè)地區(qū)分布我國(guó)微電子技術(shù)的發(fā)展我國(guó)微電子技術(shù)的發(fā)展 2014 NJUPT 29Confidentiall內(nèi)容內(nèi)容 集成電路的出現(xiàn)集成電路的出現(xiàn) 集成電路的產(chǎn)業(yè)分工集成電路的產(chǎn)業(yè)分工 集成電路的分類(lèi)集成電路的分類(lèi) 集成電路的設(shè)計(jì)集成電路的設(shè)計(jì)

15、 集成電路制造集成電路制造 集成電路的封裝集成電路的封裝 集成電路的測(cè)試集成電路的測(cè)試 2014 NJUPT 30Confidentiall集成電路的分類(lèi) 數(shù)字集成電路 模擬集成電路 射頻集成電路 微波/毫米波集成電路定制定制 (Custom Design) 人工設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，高性能，高集成度 微處理器，模擬電路，IP核標(biāo)準(zhǔn)單元標(biāo)準(zhǔn)單元 (Standard Cell) 預(yù)先設(shè)計(jì)好的標(biāo)準(zhǔn)單元，設(shè)計(jì)周期短，性能較好 專(zhuān)用電路 (ASIC)可編程邏輯器件可編程邏輯器件 (FPGA/PLD) 預(yù)先生產(chǎn)的芯片，設(shè)計(jì)周期最短，低研發(fā)成本 原形驗(yàn)證(Prototyping)，可重構(gòu)計(jì)算根據(jù)電路類(lèi)型：根據(jù)

16、電路類(lèi)型：根據(jù)設(shè)計(jì)方法：根據(jù)設(shè)計(jì)方法： 2014 NJUPT 31Confidentiall 2014 NJUPT 32Confidentiall集成電路設(shè)計(jì)方法的比較集成電路設(shè)計(jì)方法的比較全定制全定制 標(biāo)準(zhǔn)單元標(biāo)準(zhǔn)單元 可編程邏輯器件可編程邏輯器件單片成本單片成本低低高高開(kāi)發(fā)費(fèi)用開(kāi)發(fā)費(fèi)用高高低低開(kāi)發(fā)周期開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)長(zhǎng)短短 2014 NJUPT 33Confidentiall內(nèi)容內(nèi)容 集成電路的出現(xiàn)集成電路的出現(xiàn) 集成電路的產(chǎn)業(yè)分工集成電路的產(chǎn)業(yè)分工 集成電路的分類(lèi)集成電路的分類(lèi) 集成電路的設(shè)計(jì)集成電路的設(shè)計(jì) 集成電路制造集成電路制造 集成電路的封裝集成電路的封裝 集成電路的測(cè)試集成電路的測(cè)試

17、2014 NJUPT 34Confidentiall模擬集成電路設(shè)計(jì)流程模擬電路設(shè)計(jì)模擬電路設(shè)計(jì)晶體管級(jí)原理圖設(shè)計(jì)晶體管級(jí)原理圖設(shè)計(jì)前仿真前仿真布局布線布局布線(Layout)物理規(guī)則驗(yàn)證物理規(guī)則驗(yàn)證(DRC: Design Rule Check)與電路圖一致性驗(yàn)證與電路圖一致性驗(yàn)證(LVS: Layout vs. Schematic)寄生參數(shù)提取寄生參數(shù)提取(PE: Parasitical Extraction)后仿真后仿真GDSII文件文件CMOS、雙極、雙極(Bipolar)、Bi-CMOS 2014 NJUPT 35Confidentiall數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)流程數(shù)字電路設(shè)計(jì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)

18、Verilog/VHDL進(jìn)行進(jìn)行行為級(jí)功能設(shè)計(jì)行為級(jí)功能設(shè)計(jì)行為級(jí)功能仿真行為級(jí)功能仿真綜合綜合(Synthesis)門(mén)級(jí)門(mén)級(jí)verilog仿真仿真布局布線布局布線(LAYOUT)物理規(guī)則驗(yàn)證物理規(guī)則驗(yàn)證(DRC: Design Rule Check)與電路圖一致性驗(yàn)證與電路圖一致性驗(yàn)證(LVS: Layout vs. Schematic)GDSII文件文件CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)流程 2014 NJUPT 36Confidentiall電路設(shè)計(jì)抽象級(jí)別結(jié)構(gòu)級(jí)結(jié)構(gòu)級(jí)系統(tǒng)級(jí)系統(tǒng)級(jí)晶體管級(jí)晶體管級(jí)器件物理級(jí)器件物理

19、級(jí) 2014 NJUPT 37Confidentiall內(nèi)容內(nèi)容 集成電路的出現(xiàn)集成電路的出現(xiàn) 集成電路的產(chǎn)業(yè)分工集成電路的產(chǎn)業(yè)分工 集成電路的分類(lèi)集成電路的分類(lèi) 集成電路的設(shè)計(jì)集成電路的設(shè)計(jì) 集成電路制造集成電路制造 集成電路的封裝集成電路的封裝 集成電路的測(cè)試集成電路的測(cè)試 2014 NJUPT 38Confidentiall 2014 NJUPT 39Confidentiall集成電路材料 2014 NJUPT 40Confidentiall集成電路制造 2014 NJUPT 41Confidentiall集成電路制造數(shù)字電路數(shù)字電路數(shù)?；旌想娐窋?shù)?；旌想娐番F(xiàn)代模擬電路現(xiàn)代模擬電路現(xiàn)代現(xiàn)

20、代IC設(shè)計(jì)絕大多數(shù)采用設(shè)計(jì)絕大多數(shù)采用CMOS工藝工藝 2014 NJUPT 42Confidentiall集成電路制造 2014 NJUPT 43Confidentiall內(nèi)容內(nèi)容 集成電路的出現(xiàn)集成電路的出現(xiàn) 集成電路的產(chǎn)業(yè)分工集成電路的產(chǎn)業(yè)分工 集成電路的分類(lèi)集成電路的分類(lèi) 集成電路的設(shè)計(jì)集成電路的設(shè)計(jì) 集成電路制造集成電路制造 集成電路的封裝集成電路的封裝 集成電路的測(cè)試集成電路的測(cè)試 2014 NJUPT 44Confidentiall集成電路封裝工藝流程 2014 NJUPT 45Confidentiall常用集成電路封裝形式 2014 NJUPT 46Confidentiall常

21、用集成電路封裝發(fā)展 2014 NJUPT 47Confidentiall封裝建模利用場(chǎng)求解器對(duì)QFP封裝建模示意 2014 NJUPT 48Confidentiall集成電路封裝 2014 NJUPT 49Confidentiall多芯片組件（MCM）封裝技術(shù) 多芯片封裝是將兩片以上的集成電路封裝在一個(gè)腔體內(nèi)的一種新技術(shù)，稱(chēng)之為MCM（Multi Chip Module）。 2014 NJUPT 50ConfidentiallPBGA：TOP VIEWBOTTOM VIEW塑料封裝工藝流程塑料封裝工藝流程 以以PBGA為例為例 2014 NJUPT 51ConfidentiallPBGA的的詳

22、細(xì)詳細(xì)制程制程貼片烘烤離子清除打線接合烘烤植球助焊劑清除晶圓植入晶圓切割晶片黏結(jié)封模烘烤印記單顆化包裝及運(yùn)送TapingWafer MountDie SawDie AttachMarkingCureMoldingWire BondPlasma CleaningCureCureBall MountFlux CleanSingulationPacking&Delivery 2014 NJUPT 52ConfidentiallSingulationMoldingSolder Ball AttachPackaging ProcessSawingWire BondingDieDie Attach

23、WaferWirePackingFinal TestSolder BallMolding CompoundWafer切割貼片打線&打金線塑模貼錫球單顆化 2014 NJUPT 53Confidentiallwafer鋼制框架1. 晶圓的粘片與切割 2014 NJUPT 54Confidentiall 2014 NJUPT 55ConfidentiallWafer Sawing割刀藍(lán)色膠帶DI water去離子水 2014 NJUPT 56ConfidentiallBlade 2014 NJUPT 57Confidentiall繃片：繃片：經(jīng)劃片后仍粘貼在塑料薄膜上的圓片，如需要分離成經(jīng)

24、劃片后仍粘貼在塑料薄膜上的圓片，如需要分離成單元功能芯片而又不許脫離塑料薄膜時(shí)，則可采用繃片機(jī)進(jìn)單元功能芯片而又不許脫離塑料薄膜時(shí)，則可采用繃片機(jī)進(jìn)行繃片，即把粘貼在薄膜上的圓片連同框架一起放在繃片機(jī)行繃片，即把粘貼在薄膜上的圓片連同框架一起放在繃片機(jī)上用一個(gè)圓環(huán)頂住塑料薄膜，并用力把它繃開(kāi)，粘在其上的上用一個(gè)圓環(huán)頂住塑料薄膜，并用力把它繃開(kāi)，粘在其上的圓片也就隨之從劃片槽處分裂成分離的芯片。這樣就可將已圓片也就隨之從劃片槽處分裂成分離的芯片。這樣就可將已經(jīng)分離的但仍與塑料薄膜保持粘連的芯片連同框架一起送經(jīng)分離的但仍與塑料薄膜保持粘連的芯片連同框架一起送入自動(dòng)裝片機(jī)上進(jìn)行芯片裝片?，F(xiàn)在裝片機(jī)通

25、常附帶有繃片入自動(dòng)裝片機(jī)上進(jìn)行芯片裝片?，F(xiàn)在裝片機(jī)通常附帶有繃片機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。 分片：分片：當(dāng)需人工裝片時(shí)，則需要進(jìn)行手工分片，即把已經(jīng)經(jīng)當(dāng)需人工裝片時(shí)，則需要進(jìn)行手工分片，即把已經(jīng)經(jīng)過(guò)劃片的圓片倒扣在絲絨布上，背面墊上一張濾紙，再用有過(guò)劃片的圓片倒扣在絲絨布上，背面墊上一張濾紙，再用有機(jī)玻璃棒在其上面進(jìn)行搟壓，則圓片由于受到了壓應(yīng)力而沿機(jī)玻璃棒在其上面進(jìn)行搟壓，則圓片由于受到了壓應(yīng)力而沿著劃片槽被分裂成分離的芯片。然后仔細(xì)地把圓片連同絨布著劃片槽被分裂成分離的芯片。然后仔細(xì)地把圓片連同絨布和濾紙一齊反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，揭去絨布，芯片就正面朝上地排列在和濾紙一齊反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，揭去絨布，芯片就正面朝上地排列在濾

26、紙上，這時(shí)便可用真空氣鑷子將單個(gè)芯片取出，并存放在濾紙上，這時(shí)便可用真空氣鑷子將單個(gè)芯片取出，并存放在芯片分居盤(pán)中備用。芯片分居盤(pán)中備用。2、繃片和分片、繃片和分片 2014 NJUPT 58Confidentiall 在基板的表面形成與外界通信的薄膜型金屬互連線在基板的表面形成與外界通信的薄膜型金屬互連線3、基板的金屬化布線、基板的金屬化布線 2014 NJUPT 59Confidentiall 把集成電路芯片核接到外殼底座把集成電路芯片核接到外殼底座(如多層陶瓷封裝如多層陶瓷封裝)或帶或帶有引線框架的有引線框架的封裝基板封裝基板上的指定位置，為絲狀引線的連接提上的指定位置，為絲狀引線的連接

27、提供條件的工藝，稱(chēng)之為裝片。由于裝片內(nèi)涵多種工序，所以供條件的工藝，稱(chēng)之為裝片。由于裝片內(nèi)涵多種工序，所以從工藝角度習(xí)慣上又稱(chēng)為粘片、燒結(jié)、芯片鍵合和裝架。根從工藝角度習(xí)慣上又稱(chēng)為粘片、燒結(jié)、芯片鍵合和裝架。根據(jù)目前各種封裝結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，裝片的方法可歸納為導(dǎo)電據(jù)目前各種封裝結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，裝片的方法可歸納為導(dǎo)電膠粘接法、銀漿或低溫玻璃燒結(jié)法和低熔點(diǎn)合金的焊接法等膠粘接法、銀漿或低溫玻璃燒結(jié)法和低熔點(diǎn)合金的焊接法等幾種，可根據(jù)產(chǎn)品的具體要求加以選擇。幾種，可根據(jù)產(chǎn)品的具體要求加以選擇。粘接劑粘接劑芯片芯片金屬化布線金屬化布線芯片芯片芯片芯片 4、芯片裝片、芯片裝片 2014 NJUPT 60C

28、onfidentiall 2014 NJUPT 61Confidentiall 最早的辦法是采用拉絲焊、合金焊和點(diǎn)焊。直到最早的辦法是采用拉絲焊、合金焊和點(diǎn)焊。直到1964年年集成電路才開(kāi)始采用熱壓焊和超聲焊。集成電路才開(kāi)始采用熱壓焊和超聲焊。 集成電路的芯片與封裝外殼的連接方式，目前可分為有集成電路的芯片與封裝外殼的連接方式，目前可分為有引線控合結(jié)構(gòu)和無(wú)引線鍵合結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。有引線鍍合結(jié)構(gòu)就引線控合結(jié)構(gòu)和無(wú)引線鍵合結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。有引線鍍合結(jié)構(gòu)就是我們通常所說(shuō)的絲焊法，即用金絲或鋁絲實(shí)行金是我們通常所說(shuō)的絲焊法，即用金絲或鋁絲實(shí)行金金金鍵合，金鍵合，金鋁銀鍵合或鋁鋁銀鍵合或鋁鋁鍵合。由于它們都是在

29、一定壓鋁鍵合。由于它們都是在一定壓力下進(jìn)行的焊接，所以又稱(chēng)鍵合為壓焊。力下進(jìn)行的焊接，所以又稱(chēng)鍵合為壓焊。5、引線鍵合、引線鍵合粘接劑粘接劑芯片芯片金屬化布線金屬化布線芯片芯片金絲金絲 2014 NJUPT 62ConfidentiallWire Bonding 2014 NJUPT 63Confidentiall 密封技術(shù)就是指在集成電路制作過(guò)程中經(jīng)過(guò)組裝和檢密封技術(shù)就是指在集成電路制作過(guò)程中經(jīng)過(guò)組裝和檢驗(yàn)合格后對(duì)其實(shí)行最后封蓋，以保證所封閉的空腔中能具驗(yàn)合格后對(duì)其實(shí)行最后封蓋，以保證所封閉的空腔中能具有滿(mǎn)意的氣密性，并且用質(zhì)譜儀或放射性氣體檢漏裝置來(lái)有滿(mǎn)意的氣密性，并且用質(zhì)譜儀或放射性氣體

30、檢漏裝置來(lái)進(jìn)行測(cè)定，判斷其漏氣速率是否達(dá)到了預(yù)定的指標(biāo)。通常進(jìn)行測(cè)定，判斷其漏氣速率是否達(dá)到了預(yù)定的指標(biāo)。通常都是以金屬、玻璃和陶瓷為主進(jìn)行密封，并稱(chēng)它們?yōu)槎际且越饘?、玻璃和陶瓷為主進(jìn)行密封，并稱(chēng)它們?yōu)闅饷軞饷苄苑庋b；而塑料封襲則稱(chēng)非氣密性封裝。性封裝；而塑料封襲則稱(chēng)非氣密性封裝。6、封模、封模 2014 NJUPT 64Confidentiall塑模塑模 MoldingMolding 2014 NJUPT 65ConfidentiallMarkingABCWorld Leading Wafer FAB7 7、印字、印字（Mark)Mark) 2014 NJUPT 66Confidential

31、l印字印字（Mark)Mark)機(jī)臺(tái)機(jī)臺(tái) 2014 NJUPT 67Confidentiall8 8、植球、植球Solder Ball Attach貼錫球 2014 NJUPT 68Confidentiall 2014 NJUPT 69ConfidentiallPBGA結(jié)構(gòu)：Organic SubstrateDieWireEMCAdhesiveSolder Ball 2014 NJUPT 70Confidentiall9 9、單顆化：、單顆化：SingulationSingulationABC27 DecABC27 DecABC27 DecABC27 Dec 2014 NJUPT 71Conf

32、identiallPBGA 2014 NJUPT 72Confidentiall目的： 確認(rèn)封裝后的元件的可用性，找出不良原因，提升良率檢測(cè)內(nèi)容： 引腳的平整性；共面度；腳距；印字清晰度； 膠體外觀完整性；可靠性檢測(cè)1010、檢測(cè)、檢測(cè)（Inspection)Inspection) 2014 NJUPT 73ConfidentiallSawingWire BondingMoldDie AttachPackingTrimmingWaferFormingFinal TestLead FrameTin PlatingSnPb/SnBiBonding WireEMCSaw BladeCapillary

33、Die 2014 NJUPT 74Confidentiall 先將先將IO引線沖制成引線框架，然后在芯片固定引線架的引線沖制成引線框架，然后在芯片固定引線架的中央芯片區(qū)，再將芯片的各焊區(qū)用中央芯片區(qū)，再將芯片的各焊區(qū)用WB焊到其他引線鍵合區(qū)，焊到其他引線鍵合區(qū)，這就完成了裝架及引線焊接工序，接下來(lái)就是完成塑封工序這這就完成了裝架及引線焊接工序，接下來(lái)就是完成塑封工序這一步了。先按塑封件的大小制成一定規(guī)格的上下塑封模具，模一步了。先按塑封件的大小制成一定規(guī)格的上下塑封模具，模具有數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)相同尺寸的空腔每個(gè)腔體間有細(xì)通道具有數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)相同尺寸的空腔每個(gè)腔體間有細(xì)通道相連。將焊接內(nèi)引線

34、好的引線框架放到模具的各個(gè)腔體中，塑相連。將焊接內(nèi)引線好的引線框架放到模具的各個(gè)腔體中，塑封時(shí)，先將塑封料加熱至封時(shí)，先將塑封料加熱至150-180，待其充分軟化熔融后，待其充分軟化熔融后，再加壓將塑封料壓到各個(gè)腔體中，略待兒分鐘固化后，就完成再加壓將塑封料壓到各個(gè)腔體中，略待兒分鐘固化后，就完成了注塑封裝工作，然后開(kāi)模，整修塑封毛刺，再切斷備引線框了注塑封裝工作，然后開(kāi)模，整修塑封毛刺，再切斷備引線框架不必要的連接部分。然后剪切、打彎、成形和鍍錫。工藝中架不必要的連接部分。然后剪切、打彎、成形和鍍錫。工藝中如何控制好模塑時(shí)的壓力、粘度，并保持塑封時(shí)流道及腔體設(shè)如何控制好模塑時(shí)的壓力、粘度，并保持塑封時(shí)流道及腔體設(shè)計(jì)之間的綜合平衡，是優(yōu)化模塑器件的關(guān)鍵。計(jì)之間的綜合平衡，是優(yōu)化模塑器件的關(guān)鍵。 2