分立器件封装

封装流程王连新2015.4.16封装简介封装，Package，是把集成电路装配为芯片最终产品的过程，简单地说，就是把生产出来的集成电路裸片（Die）放在一块起到承载作用的基板上，把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。“封装”主要关注封装的形式、类别，基底和外壳、引线的材料，强调其保护芯片、增强电热性能、方便整机装配的重要作用。1.概念2.分类按材料分：金属封装，陶瓷封装，塑料封装按照与PCB连接方式：PTH与SMT按照外形：TO、SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等.TO247/TO220封装流程粘片键合划片QC目检模封去毛刺切筋QC目检浸锡/电镀测试、打标包装入库烘烤WaferMount晶圆安装WaferSaw晶圆切割WaferWash清洗将晶圆粘贴在蓝膜（foil）上，使得即使被切割开后，不会散落；通过SawBlade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便后面的

DieAttach等工序；WaferWash主要清洗DieSaw时候产生的各种粉尘，清洁Wafer；一.划片（Diesaw）一.划片（Diesaw）设备设备discoDFD651双刀切片机主要切割参数刀高水温15-25℃水流速度主轴转速30~50Krpm进刀速度刀片寿命1800mSawBlade管控参数正崩(>2.5um)背崩(<60um)Chipdie一.划片（Diesaw）二.粘片(Diebond)Solderdispense点锡DieAttach芯片粘接SolderCure焊锡固化点锡过程：

1、Leadframe通过轨道运送到点锡头正下方

2、Dispenser点锡到L/Fpad

3、Cavitytool将融化的焊锡压成方形二.粘片(Diebond)芯片拾取过程：

1、EjectorPin从wafer下方的foil顶起芯片，使之便于

脱离蓝膜；

2、Collect/Pickuphead从上方吸起芯片，完成从Wafer

到L/F的运输过程；

3、Collect以一定的力将芯片Bond在点有焊锡的L/F

的Pad上，具体位置可控；

4、BondHeadSpeed根据Dice大小调节二.粘片(Diebond)设备ESEC2007/2009主要参数顶针高度抓片速度贴片速度贴片时间Cavitytool点锡量Solderwire/PbSnAg92.5/5/2.5轨道温度最高410℃管控参数Tilt>60umSolderheight(10-80um)Void(single<5%total<10%)ChipdieCrackForeignmaterial框架X-rayvoid二.粘片(Diebond)三.键合（Wirebond）设备OEM360/7200OEM360OE7200Alwire三.键合（Wirebond）利用高纯度的金线（Au）、铜线（Cu）或铝线（Al）把Pad

和Lead通过焊接的方法连接起来。Pad是芯片上电路的外接

点，Lead是LeadFrame上的连接点。W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。焊线方式超声波楔形焊接打火烧结球形焊接材料及参数：Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个BondingTool，内部为空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和LeadFrame的Lead上形成第一和第二焊点；EFO：打火杆。用于在形成第一焊点时的烧球。打火杆打火形成高温，将外露于Capillary前端的金线高温熔化成球形，以便在Pad上形成第一焊点（BondBall）；BondBall：第一焊点。指金线在Cap的作用下，在Pad上形成的焊接点，一般为一个球形；Wedge：第二焊点。指金线在Cap的作用下，在LeadFrame上形成的焊接点，一般为月牙形（或者鱼尾形）；W/B四要素：压力（Force）、超声（USGPower）、时间（Time）、温度（Temperature）；三.键合（Wirebond）三.键合（Wirebond）EFO打火杆在磁嘴前烧球Cap下降到芯片的Pad上，加Force和Power形成第一焊点Cap牵引金线上升Cap运动轨迹形成良好的WireLoopCap下降到LeadFrame形成焊接Cap侧向划开，将金线切断，形成鱼尾Cap上提，完成一次动作三.键合（Wirebond）WireBond的质量控制：WirePull、StitchPull（金线颈部和尾部拉力）BallShear（金球推力）WireLoop（金线弧高）BallThickness（金球厚度）CraterTest（弹坑测试）SizeThickness拉力测试推力测试化学腐蚀线径延展性三.键合（Wirebond）四.模封（Molding）设备塑封料（EMC)主要成分：环氧树脂及各种添加剂（固化剂，改性剂，脱模剂，染色剂，阻燃剂）等。主要功能：在熔融状态下将芯片与框架包裹起来，提供物理保护和电气保护，防止外界干扰。保存条件：-5℃，使用前需常温24小时。为了防止外部环境的冲击，利用EMC

把WireBonding完成后的产品封装起

来的过程，并需要加热硬化。模封过程-L/F置于模具中，每个Die位于Cavity中，模具合模。-块状EMC放入模具孔中-高温下，EMC开始熔化，顺着轨道流向Cavity中-从底部开始，逐渐覆盖芯片-完全覆盖包裹完毕，成型固化四.模封（Molding）四.模封（Molding）管控参数模封不全气孔气泡崩边漏胶分层封装外形尺寸分层检查外观不良MoldingTemp：175~185°C；ClampPressure：3000~4000N；TransferPressure：1000~1500Psi；TransferTime：5~15s；CureTime：60~120s；Molding参数TOSHIBA封装尺寸管控ST封装尺寸管控备注：不同的封装厂有自己的管控标准，但差别不大。五.去毛刺（Deflash）BeforeAfter目的：Deflash的目的在于去除Molding后在管体周围Lead之间

多余的溢料；

方法：弱酸浸泡，高压水冲洗；铜粉流冲击。六.切筋（Cropping）注意：要查看是否有切到模封体。目的：去掉框架上unit之间的连接部分使unit分开。七.电镀/浸锡（Plating/Dipping）标准：引脚90%以上挂锡，plating工艺厚度(5-20um),dipping工艺厚度（7-30um）BeforePlatingAfterPlating利用金属和化学的方法，在Leadframe的表面

镀上一层镀层，以防止外界环境的影响（潮湿

和热）。并且使元器件在PCB板上容易焊接及

提高导电性。电镀一般有两种类型：

Pb-Free：无铅电镀，采用的是>99.95%的高纯

度的锡（Tin），为目前普遍采用的技术，符合

Rohs的要求；

Tin-Lead：铅锡合金。Tin占85%，Lead占

15%，由于不符合Rohs，目前基本被淘汰；八.烘烤（Baking）目的：让无铅电镀后的产品在高温下烘烤一段时间，目的在于

消除电镀层潜在的晶须生长（WhiskerGrowth）