芯片封裝的目的在于對芯片進行保護與支撐作用、形成良好的散熱與隔絕層、保證芯片的可靠性,使其在應用過程中高效穩定地發揮功效。
工藝流程
硅片減薄
使用物理手段,如磨削、研磨等;或者化學手段,如電化學腐蝕、濕法腐蝕等,使芯片的厚度達到要求。薄的芯片更有利于散熱,減小芯片封裝體積,提高機械性能等。
硅片切割
用多線切割機或其它手段如激光,將整個大圓片分割成單個芯片。
芯片貼裝
將晶粒黏著在導線架上,也叫作晶粒座,預設有延伸IC晶粒電路的延伸腳,用銀膠對晶粒進行黏著固定。
芯片互聯
將芯片焊區與基板上的金屬布線焊區相連接,使用球焊的方式,把金線壓焊在適當位置。
芯片互聯常見的方法有,打線鍵合,載在自動鍵合(TAB)和倒裝芯片鍵合。
包封固化
用樹脂體將裝在引線框上的芯片封起來,對芯片起保護作用和支撐作用。包封后進一步固化。
電鍍
在引線條上所有部位鍍上一層錫,保證產品管腳的易焊性,增加外引腳的導電性及抗氧化性。
打印
在樹脂上印制標記,包含產品的型號、生產廠家等信息。
切腳成型
將導線架上已封裝完成的晶粒,剪切分離并將不需要的連接用材料切除,提高芯片的美觀度,便于使用及存儲。
測試
篩選出符合功能要求的產品,保證芯片的質量可靠性。
包裝入庫
將產品按要求包裝好后進入成品庫,編帶投入市場。
芯片失效
芯片失效分析是判斷芯片失效性質、分析芯片失效原因、研究芯片失效的預防措施的技術工作。對芯片進行失效分析的意義在于提高芯片品質,改善生產方案,保障產品品質。
測試方法
外部目檢
對芯片進行外觀檢測,判斷芯片外觀是否有發現裂紋、破損等異常現象。
X-RAY
對芯片進行X-Ray檢測,通過無損的手段,利用X射線透視芯片內部,檢測其封裝情況,判斷IC封裝內部是否出現各種缺陷,如分層剝離、爆裂以及鍵合線錯位斷裂等。
聲學掃描
芯片聲學掃描是利用超聲波反射與傳輸的特性,判斷器件內部材料的晶格結構,有無雜質顆粒以及發現器件中空洞、裂紋、晶元或填膠中的裂縫、IC封裝材料內部的氣孔、分層剝離等異常情況。
開封后SEM檢測
芯片開封作為一種有損的檢測方式,其優勢在于剝除外部IC封膠之后,觀察芯片內部結構,主要方法有機械開封與化學開封。芯片開封時,需特別注意保持芯片功能的完整。
開封后的芯片可使用掃描電子顯微鏡觀察其內部形貌、晶體缺陷、飛線分布情況等。
結語
芯片封裝的工藝流程與封裝技術,近幾年得到長足發展。結合芯片實際用途與工藝特點,BGA、QFN、SOP、SIP等封裝技術日臻成熟。
但芯片在研制、生產和使用的過程中,由于種種原因,芯片失效的情況也偶有發生。當下,生產對部品的質量和可靠性的要求越發嚴格,芯片失效分析的作用也日益凸顯。
通過芯片失效分析,及時找出器件的缺陷或是參數的異常,追本溯源,發現問題所在,并針對此完善生產方案,提高產品質量。這樣的舉措才能從根本上預防芯片產業出現質量危機。
新陽檢測中心有話說:
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審核編輯:湯梓紅
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