電子封裝工藝設(shè)備演示

（優(yōu)選）電子封裝工藝設(shè)備目前一頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)目前二頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)

封裝工藝與設(shè)備的關(guān)系電子產(chǎn)品封裝概述目前三頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)半導(dǎo)體封裝技術(shù)

半導(dǎo)體封裝技術(shù)發(fā)展的5個(gè)階段：目前四頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)封裝技術(shù)將一個(gè)或多個(gè)芯片有效和可靠地封裝互連起來，以達(dá)到：1，提供給芯片電流通路；2，引入或引出芯片上的信號(hào)；3，導(dǎo)出芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量；4，保護(hù)和支撐芯片，防止惡劣環(huán)境對它的影響。目前五頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)IC發(fā)展的歷程及其封裝形式膜IC（無源）厚膜IC薄膜IC有源半導(dǎo)體ICIC雙極型MOS型小規(guī)模IC（SSI）中規(guī)模IC（MSI）大規(guī)模IC（LSI）超大規(guī)模IC（VLSI）特大規(guī)模IC（ULSI）混合IC（HLC）先進(jìn)HISQFPBGACSPFCMCM/MCP3D系統(tǒng)封裝（Sip/Sop)微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS/MOEMS）系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC)目前六頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)封裝工藝與設(shè)備先進(jìn)的封裝設(shè)備和制造工藝是密不可分的，沒有設(shè)備的工藝無疑是之上談兵，沒有工藝的設(shè)備則必然是無源之水。設(shè)備與工藝要緊密結(jié)合在一起。工藝設(shè)備促進(jìn)決定目前七頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)先進(jìn)封裝技術(shù)目前八頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)晶圓處理工藝設(shè)備目前九頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)晶圓測試工藝設(shè)備晶圓測試技術(shù)：晶圓上芯片的探針測試，確定其功能與性能；是制造工藝中降低成本的一種手段。前道制芯工藝探針測試臺(tái)晶圓背面磨削減薄目前十頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)晶圓探針測試臺(tái)即探針臺(tái)，用來測試晶圓上每個(gè)芯片電路特性的。通過探針卡實(shí)現(xiàn)芯片上每個(gè)焊區(qū)與測試儀的穩(wěn)定連接，由測試儀判定芯片的好壞。主要完成：1，電氣測試2，參數(shù)測試目前十一頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)探針測試臺(tái)的分類主要包括：

1，X-Y向工作臺(tái)

2，可編程承片臺(tái)

3，探針卡/探針卡支架

4，打點(diǎn)器、探邊器

5，操作手柄

6，與測試儀相連的通信接口用于各種半導(dǎo)體器件芯片的電能參數(shù)測試，用手動(dòng)控制進(jìn)行器件特性分析和工藝驗(yàn)證分析。在人工完成第一個(gè)芯片對準(zhǔn)后，按程序?qū)崿F(xiàn)晶圓上所有芯片測試功能的測試設(shè)備。CJ-5型雙電測四探針測試儀目前十二頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)晶圓減薄工藝設(shè)備主要方式：磨削、研磨、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）、干式拋光（drypolishing）、電化學(xué)腐蝕（electrochemicaletching）、濕法腐蝕（wetetching）、等離子輔助化學(xué)腐蝕（PACE）、常壓等離子腐蝕（ADPE）①旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)磨削（surfacegrindingonarotarytable）D≤100mm，工作臺(tái)4旋轉(zhuǎn)做圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。目前十三頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)②晶圓自旋轉(zhuǎn)磨削（waferrotatinggrinding）

晶圓和磨輪繞各自的軸回旋，磨輪垂直向下進(jìn)行縱向切入磨削。磨輪進(jìn)給系統(tǒng)向下運(yùn)動(dòng)的速度越小，對未加工材料破壞越小?？v向切入：將旋轉(zhuǎn)的研削磨輪自上而下地切入自旋的被加工物，并研削加工至規(guī)定厚度尺寸的研削方法。目前十四頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)晶圓減薄機(jī)關(guān)鍵零部件⑴承片臺(tái)⑵分度工作臺(tái)⑶空氣靜壓電主軸⑷磨輪進(jìn)給系統(tǒng)⑸折臂機(jī)械手研磨應(yīng)力去除技術(shù)化學(xué)機(jī)械式拋光（CMP）濕式化學(xué)腐蝕(wetetching)干式腐蝕(dryetching)干式拋光(drypolishing)目的：去除研磨后的變質(zhì)層，使芯片的強(qiáng)度得到提高。目前十五頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)晶圓劃片工藝設(shè)備劃切刃具支撐（金剛刀支架、主軸或激光器）、Z向劃切深度控制、Y向分度定位、X向劃切進(jìn)給以及θ向平行調(diào)整。具備四維基本運(yùn)動(dòng)。①砂輪劃片機(jī)X軸：帶動(dòng)被劃材料快速進(jìn)入開槽劃片運(yùn)動(dòng)。Y軸：帶動(dòng)空氣空氣主軸準(zhǔn)確送進(jìn)所需劃切槽距。Z軸：主軸升降，實(shí)現(xiàn)所需的開槽和劃片深度。θ軸：實(shí)現(xiàn)所需劃切角度。目前十六頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)②干式激光劃片機(jī)砂輪式劃片具固有的劃切道寬度問題，激光劃片機(jī)大大減小其寬度。③微水導(dǎo)激光劃片機(jī)主要優(yōu)勢：消除熱影響區(qū)。微水導(dǎo)激光基本原理傳統(tǒng)激光總會(huì)有能量殘留在劃切道上，該能量的累積和傳導(dǎo)是造成熱損傷的主要原因。而微水導(dǎo)激光因水柱的作用，將每個(gè)脈沖殘留的熱量迅速帶走，不會(huì)積累在工件上。目前十七頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)芯片互連工藝設(shè)備目前十八頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)芯片鍵合技術(shù)將芯片安裝固定在封裝基板或外殼上，常用的鍵合材料包括導(dǎo)電環(huán)氧樹脂、金屬焊料等。分共晶鍵合和黏合劑鍵合兩種方式。共晶鍵合：涂敷共晶鍵合材料，加熱、加壓，并驅(qū)動(dòng)芯片往復(fù)摩擦。黏合劑鍵合：涂布黏合劑，然后放置芯片，在烘箱中加熱固化，形成鍵合界面。目前十九頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)芯片鍵合設(shè)備主要組成部分：①承片臺(tái)：承載著芯片的藍(lán)膜框架，驅(qū)動(dòng)其在XY兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)以便取芯。②點(diǎn)膠系統(tǒng)：涂覆黏合劑，分點(diǎn)蘸式和噴涂式。③鍵合頭：完成芯片的拾取和放置，分?jǐn)[臂式和直線式。④視覺系統(tǒng)：由光路、照明和攝像頭組成。用于芯片自動(dòng)定位。⑤物料傳輸系統(tǒng)：負(fù)責(zé)料條（引線框架或PCB基板）的自動(dòng)操作。⑥上/下機(jī)箱及基座：固定支撐設(shè)備以及容納電系控制系統(tǒng)和其他附件。目前二十頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)芯片鍵合機(jī)芯片鍵合機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是：整機(jī)運(yùn)動(dòng)控制、點(diǎn)漿、芯片拾取機(jī)構(gòu)以及圖像識(shí)別系統(tǒng)。芯片鍵合設(shè)備的關(guān)鍵在于高速、精確、可靠地拾取和放置芯片。鍵合頭運(yùn)動(dòng)的精度和速度是保證設(shè)備精度、可靠性、一致性和效率的關(guān)鍵。目前二十一頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)引線鍵合技術(shù)互連工藝確立芯片和外部的電氣連接。半導(dǎo)體內(nèi)部的互連方式分為引線連接和非引線連接兩種。引線連接即引線鍵合（wirebonding）非引線連接分為載帶自動(dòng)鍵合（TAB）與倒裝芯片（FC）兩種。WBTABFC目前二十二頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)引線鍵合設(shè)備主要組成部分：①XY工作臺(tái)：提供形成復(fù)雜線弧形狀所需的鍵合面內(nèi)的高速精度運(yùn)動(dòng)。②鍵合頭：提供鍵合過程中垂直于鍵合面的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)承載超聲波換能器、

線夾、電子打火桿等小構(gòu)件。③視覺系統(tǒng)：由光路、照明和攝像頭組成。用于芯片自動(dòng)定位和焊后檢查。④物料傳輸系統(tǒng)：負(fù)責(zé)料條（引線框架或PCB基板）的自動(dòng)操作。⑤上/下機(jī)箱及基座：固定支撐設(shè)備以及容納電系控制系統(tǒng)和其他附件。目前二十三頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)引線鍵合機(jī)引線鍵合主要工藝參數(shù)：（1）鍵合溫度：指外部提供的溫度。常安裝傳感器監(jiān)控瞬態(tài)溫度。（2）鍵合時(shí)間：鍵合時(shí)間長，引線球吸收能量多，鍵合點(diǎn)直徑大，界面強(qiáng)度大，但鍵合點(diǎn)過大會(huì)超出焊盤邊界導(dǎo)致空洞生成。（3）超聲功率：對鍵合球的變形起主導(dǎo)作用。超聲波的水平振動(dòng)是導(dǎo)致焊盤破裂的最大原因。（4）鍵合壓力：增大超聲功率通常需要增大鍵合壓力，但壓力過大會(huì)阻礙鍵合工具的運(yùn)動(dòng)。（5）線弧控制：IC封裝尺寸減小以及I/O引腳增加，線弧間距越來越近。目前二十四頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)載帶自動(dòng)焊技術(shù)載帶自動(dòng)焊（TAB）是一種將IC芯片安裝和互連到柔性金屬化聚合物載帶上的IC組裝技術(shù)。載帶內(nèi)引線鍵合到IC芯片上，外引線鍵合到常規(guī)封裝或PWB上。焊接過程：⑴對位⑵焊接

⑶抬起⑷芯片傳送（1）供片（2）沖壓焊接（3）回應(yīng)目前二十五頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)載帶自動(dòng)鍵合工藝設(shè)備主要組成部分：①承片臺(tái)：承載、固定芯片并移動(dòng)芯片與其上方的載帶引腳進(jìn)行對準(zhǔn)。②熱壓頭：把對準(zhǔn)的芯片焊區(qū)和載帶引腳壓合在一起，加熱加壓鍵合。③視覺系統(tǒng)：由光路、照明、攝像頭、圖像采集卡和視覺算法組成。④物料傳輸系統(tǒng)：負(fù)責(zé)TAB工藝中柔性載帶的自動(dòng)操作。TAB設(shè)備是一次性完成芯片上所有焊區(qū)連接和芯片機(jī)械固定的并行芯片互連設(shè)備，具有較高生產(chǎn)效率。主要設(shè)備：熱壓焊機(jī)：加熱加壓使被焊接金屬產(chǎn)生足夠的塑性變形，形成原子間結(jié)合。（熱壓）回流焊機(jī)：熔化軟釬焊料，實(shí)現(xiàn)焊端與焊盤的機(jī)械電氣連接。目前二十六頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)芯片封裝工藝設(shè)備芯片封裝工藝氣密封裝工藝塑料封裝工藝金屬封裝陶瓷封裝目前二十七頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)氣密封裝工藝大多能防止液體及氣體滲透。金屬封裝：尺寸嚴(yán)格、精度高、金屬零件便于大量生產(chǎn)、價(jià)格低、性能優(yōu)良陶瓷封裝：提供IC芯片氣密性的密封保護(hù)，具有優(yōu)良的可靠度。目前二十八頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)氣密封裝設(shè)備主要有平行焊縫機(jī)和激光熔焊機(jī)平行焊縫機(jī)平行焊縫機(jī)工作原理平行焊縫機(jī)屬于電阻熔焊，通過電流在接觸電阻處產(chǎn)生焦耳熱量，形成局部熔融狀態(tài)，凝固后形成一個(gè)焊點(diǎn)。目前二十九頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)激光熔焊機(jī)直接將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，金屬吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能使金屬熔化后冷卻結(jié)晶形成焊接。目前三十頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)塑料封裝工藝設(shè)備塑料封裝類型①通孔插裝式安裝芯片雙列直插式封裝（PDIP）、單列直插式封裝（SIP）、針柵陣列封裝（PPGA）②表面貼裝小外形封裝（SOP）、引線片式載體（PLCC）、四邊引線扁平封裝（PQFP）目前三十一頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)塑封設(shè)備模塑技術(shù)的工藝設(shè)備包括：①排片機(jī)：對線框進(jìn)行塑封前的自動(dòng)排片以及預(yù)熱處理，實(shí)現(xiàn)工序自動(dòng)化。②預(yù)熱機(jī)：對塑封料的預(yù)熱、產(chǎn)品的預(yù)熱。③傳遞模壓機(jī)：通過加壓，將熱固性材料引入閉合模腔內(nèi)制造塑封元件。④鑄模設(shè)備：將所需的原料分別置于兩組容器中攪拌，再輸入鑄孔中使其發(fā)生聚合反應(yīng)完成塑封。⑤去溢料機(jī)：清除塑料封裝中塑封樹脂溢出、貼帶毛邊、引線毛刺。目前三十二頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)先進(jìn)封裝工藝設(shè)備目前三十三頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)球柵陣列（BGA）封裝工藝是按二維（平面）排列的焊料球與印刷線路板連接后的集成電路外部封裝形式。典型BGA封裝結(jié)構(gòu)目前三十四頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)倒裝芯片鍵合工藝設(shè)備芯片以凸點(diǎn)陣列結(jié)構(gòu)與基板直接安裝互連。優(yōu)點(diǎn)：1，克服了引線鍵合焊區(qū)中心極限問題。2，在芯片的I/O分布更便利。3，為高頻率、大功率器件提供更完善的信號(hào)目前三十五頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)倒裝芯片鍵合技術(shù)倒裝芯片焊接的工序?yàn)椋荷匣逦⌒酒酒D(zhuǎn)

浸蘸助焊劑倒貼芯片

回流焊基板預(yù)熱底部填充膠涂布基板二次加熱底部填充膠固化成品系統(tǒng)倒裝芯片工藝流程圖主要過程：⒈UBM制作⒉凸點(diǎn)生成⒊倒裝鍵合⒋底部填充目前三十六頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)倒裝芯片鍵合設(shè)備關(guān)鍵部件①視覺檢測系統(tǒng)：為整機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)提供位置參數(shù)，控制機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。

②三維工作臺(tái)：接收視覺系統(tǒng)輸出，完成芯片和基板的定位和對中。③精密鍵合頭：具有真空吸附功能，芯片定位后加壓以及超聲波鍵合。④多自由度機(jī)密對準(zhǔn)系統(tǒng)：用于對準(zhǔn)，確保貼裝精度及速度。⑤超聲換能系統(tǒng)：提供超聲能并轉(zhuǎn)換成超聲振動(dòng)能。倒裝鍵合機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成目前三十七頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)晶圓級(jí)CSP封裝（WLCSP）工藝設(shè)備形成封裝體的各工藝步驟均在未分切的完整晶圓上完成的封裝形式。WLCSP的特性優(yōu)點(diǎn)①原芯片尺寸最小封裝方式；②數(shù)據(jù)傳輸路徑短、穩(wěn)定性高；③散熱特性佳；晶圓級(jí)封裝設(shè)備重布線/UBM制作：投影光刻機(jī)、接近光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、濺射臺(tái)、CVD凸點(diǎn)生成：上述設(shè)備以及電鍍設(shè)備、絲網(wǎng)印刷機(jī)、金絲球焊機(jī)、回流爐。測試、打印、包裝：測試/打標(biāo)/分選機(jī)WLCSP封裝原理圖目前三十八頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）工藝設(shè)備在單一標(biāo)準(zhǔn)封裝體內(nèi)集成各種器件實(shí)現(xiàn)多種功能，將數(shù)種功能合并入單一模組中，達(dá)到系統(tǒng)級(jí)多功能的封裝形式。系統(tǒng)集成的主要技術(shù)路線：①系統(tǒng)級(jí)芯片集成技術(shù)（SoP,system-on-chip）;②多芯片封裝技術(shù)(MCM,multichipmodule);③系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)(Sip,system-in-package)。SiP橫截面示意圖。其主要設(shè)備與晶圓級(jí)設(shè)備接近或相同。目前三十九頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)三維芯片集成工藝設(shè)備三維立體封裝（3D）是在垂直于芯片表面的方向上堆疊，互連兩片以上裸片封裝。典型的3D封裝結(jié)構(gòu)疊成型3D封裝方法目前四十頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)三維封裝技術(shù)①芯片堆疊互連②硅通孔（TSV）3D互連技術(shù)③疊層多芯片模塊3D封裝④疊成封裝（POP）POP工藝流程目前四十一頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)厚、薄膜電路封裝工藝設(shè)備目前四十二頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)厚膜電路封裝工藝①厚膜圖形形成：多層厚膜印刷法；多層生片共燒法。②厚膜金屬化：在陶瓷基板上燒結(jié)形成釬焊金屬層、電路及引線接點(diǎn)。③陶瓷基板：氧化鋁陶瓷基板，較好的傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性。④漿料：導(dǎo)體、電阻和絕緣漿料。⑤絲網(wǎng)網(wǎng)版制作：直接制版法；間接制版法。⑥厚膜絲網(wǎng)印刷：利用絲網(wǎng)印刷工藝。⑦厚膜電路組裝：組裝形成厚膜混合集成電路。目前四十三頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)厚膜電路工藝設(shè)備⑴絲網(wǎng)印刷機(jī)：采用絲網(wǎng)印刷將定量的焊膏涂覆在PCB各制定位置上。⑵厚膜電路光刻機(jī)：進(jìn)一步提高絲網(wǎng)印刷的精細(xì)度。⑶燒結(jié)爐：加熱隧道，傳送產(chǎn)品的部件。⑷激光調(diào)阻機(jī)：高能激光脈沖聚焦在被調(diào)片阻上，改變橫截面調(diào)阻。A.激光器；B.光束定位系統(tǒng)；C.程控衰減系統(tǒng)；D.修調(diào)設(shè)定器；E.光學(xué)掃描系統(tǒng)；F.阻值及電壓測定系統(tǒng)；G自動(dòng)功率測量系統(tǒng)。目前四十四頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)薄膜電路封裝工藝薄膜混合集成電路適用于各種電路，特備是精度要求高、穩(wěn)定性好的模擬電路。薄膜電路工藝流程目前四十五頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)低溫共燒陶瓷（LTCC）基板工藝設(shè)備是一種新型的微電子封裝技術(shù)，是一種多層陶瓷技術(shù)，將無源元件埋置到多層陶瓷的內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)無源器件的集成。采用LTCC工藝制作的基板可實(shí)現(xiàn)IC芯片封裝、內(nèi)埋置無源元件及高密度電路組裝功能。目前四十六頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)LTCC制作工藝⑴微通孔的形成⑵LTCC基板金屬化⑶精細(xì)線條制作⑷平面零收縮基板制作⑸空腔基板制作目前四十七頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)多層陶瓷工藝設(shè)備①激光打孔機(jī)：利用脈沖激光打孔，是和物質(zhì)相互作用的熱物理過程。②對準(zhǔn)疊片機(jī)：保證通孔打孔、填充、布線、金屬化疊層的對位精度。③多層陶瓷檢測設(shè)備：在工藝中間隨時(shí)進(jìn)行檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。④疊層機(jī)：將各層生瓷片緊密粘貼，形成完整的多層基板坯體。⑤熱壓機(jī)：對生瓷片進(jìn)行加壓。⑥激光陶瓷基板劃切機(jī)：對基板進(jìn)行切割。⑦排膠與共燒設(shè)備：保證成品基板的平整度和收縮率。目前四十八頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)印制電路板工藝設(shè)備目前四十九頁\總數(shù)五十四頁\編于十七點(diǎn)印制電路板的類型

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