芯片封裝過程是什么樣的？

芯片是一個非常高科技且專業(yè)的領(lǐng)域，并且整個生產(chǎn)流程特別的復(fù)雜。市場上的商品從無到有一般要經(jīng)歷三個階段，設(shè)計、制造和封裝。芯片產(chǎn)業(yè)也不例外，芯片的生產(chǎn)流程分有三大組成部分，分別是設(shè)計、制造和封測。很多企業(yè)只參與芯片制造其中的某一個環(huán)節(jié)。比如像華為、高通、蘋果、聯(lián)發(fā)科、只設(shè)計芯片；像臺積電、中芯國際、華虹半導(dǎo)體則只制造芯片，而像日月光、長電科技等則只封測芯片。中國封測占全球份額的占比也將從2018年的22％躍升至2025年的32％。芯片的設(shè)計和制造飽受人們關(guān)注，今天給大家介紹一下芯片生產(chǎn)的最后一個流程－芯片封測中的芯片封裝技術(shù)。

封裝是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼。利用一系列技術(shù)，將芯片在框架上布局粘貼固定及連接，引出接線端子并通過可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定，構(gòu)成整體立體結(jié)構(gòu)的工藝。此概念為狹義的封裝定義。通俗的說就是給芯片加一個外殼并固定在電路板上。

更廣義的封裝是指封裝工程，將封裝體與基板連接固定，裝配成完整的系統(tǒng)或電子設(shè)備，并確保整個系統(tǒng)綜合性能的工程。將前面的兩個定義結(jié)合起來構(gòu)成廣義的封裝概念。

為什么要進行封裝？

封裝的意義重大，獲得一顆IC芯片要經(jīng)過從設(shè)計到制造漫長的流程，然而一顆芯片相當(dāng)小且薄，如果不在外施加保護，會被輕易的刮傷損壞。此外，因為芯片的尺寸微小，如果不用一個較大尺寸的外殼，將不易以人工安置在電路板上。而這個時候封裝技術(shù)就派上用場了。

封裝有著安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印制板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。因此，封裝對集成電路起著重要的作用。

一、芯片封裝的作用

1、保護

半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)車間都有非常嚴格的生產(chǎn)條件控制，恒定的溫度、恒定的濕度、嚴格的空氣塵埃顆粒度控制及嚴格的靜電保護措施，裸露的裝芯片只有在這種嚴格的環(huán)境控制下才不會失效。但是，我們所生活的周圍環(huán)境完全不可能具備這種條件，低溫可能會有－40°C、高溫可能會有60°C、濕度可能達到100％，如果是汽車產(chǎn)品，其工作溫度可能高達120＾C以上。同時還會有各種外界的雜質(zhì)、靜電等等問題會侵擾脆弱的芯片。所以需要封裝來更好的保護芯片，為芯片創(chuàng)造一個好的工作環(huán)境。

2、支撐

支撐有兩個作用，一是支撐芯片，將芯片固定好便于電路的連接，二是封裝完成以后，形成一定的外形以支撐整個器件、使得整個器件不易損壞。

3、連接

連接的作用是將芯片的電極和外界的電路連通。引腳用于和外界電路連通，金線則將引腳和芯片的電路連接起來。載片臺用于承載芯片，環(huán)氧樹脂粘合劑用于將芯片粘貼在載片臺上，引腳用于支撐整個器件，而塑封體則起到固定及保護作用。

4、散熱

增強散熱，是考慮到所有半導(dǎo)體產(chǎn)品在工作的時候都會產(chǎn)生熱量，而當(dāng)熱量達到一定限度的時候便會影響芯片的正常工作。事實上，封裝體的各種材料本身就可以帶走一部分熱量，當(dāng)然，對于大多數(shù)發(fā)熱量大的芯片，除了通過封裝材料進行降溫外，還需要考慮在芯片上額外安裝一個金屬散熱片或風(fēng)扇以達到更好的散熱效果。

5、可靠性

任何封裝都需要形成一定的可靠性，這是整個封裝工藝中最重要的衡量指標(biāo)。原始的芯片離開特定的生存環(huán)境后就會損毀，需要封裝。芯片的工作壽命，主要決于對封裝材料和封裝工藝的選擇。

二、封裝的類型和流程

目前總共有上千種獨立的封裝類型并且沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)來識別它們。有些以它們的設(shè)計命名（DIP，扁平型，等等），有些以其結(jié)構(gòu)技術(shù)命名（塑封，CERDIP，等等），有的按照體積命名，其他的以其應(yīng)用命名。

芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)好幾代的變遷，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進，包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近，使用頻率越來越高，耐溫性能越來越好，以及引腳數(shù)增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性提高，使用更加方便等等，都是看得見的變化。本文在此不做過多敘述，感興趣的可以自行尋找并學(xué)習(xí)封裝類型。

下面講解一下封裝的主要流程：

封裝工藝流程一般可以分為兩個部分，用塑料封裝之前的工藝步驟成為前段操作，在成型之后的工藝步驟成為后段操作?；竟に嚵鞒贪ǎ汗杵瑴p薄、硅片切割、芯片貼裝、成型技術(shù)、去飛邊毛刺、切筋成型、上焊錫打碼等工序，下面就具體到每一個步驟：

1、前段：

背面減?。╞ackgrinding）：剛出場的圓鏡（wafer）進行背面減薄，達到封裝需要的厚度。在背面磨片時，要在正面粘貼膠帶來保護電路區(qū)域。研磨之后，去除膠帶。

圓鏡切割（waferSaw）：將圓鏡粘貼在藍膜上，再將圓鏡切割成一個個獨立的Dice，再對Dice進行清洗。

光檢查：檢查是否出現(xiàn)廢品

芯片粘接（DieAttach）：芯片粘接，銀漿固化（防止氧化），引線焊接。

2、后段：

注塑：防止外部沖擊，用EMC（塑封料）把產(chǎn)品封裝起來，同時加熱硬化。

激光打字：在產(chǎn)品上刻上相應(yīng)的內(nèi)容。例如：生產(chǎn)日期、批次等等。

高溫固化：保護IC內(nèi)部結(jié)構(gòu)，消除內(nèi)部應(yīng)力。

去溢料：修剪邊角。

電鍍：提高導(dǎo)電性能，增強可焊接性。

切片成型檢查廢品。

這就是一個完整芯片封裝的過程。芯片封裝技術(shù)我國已經(jīng)走在世界前列，這為我們大力發(fā)展芯片提供了良好的基礎(chǔ)。未來幾年，芯片行業(yè)的整體增速將維持在30％以上。這是一個非?？捎^的增速，意味著行業(yè)規(guī)模不到3年就將翻一番。如此高速的增長，芯片行業(yè)3大細分領(lǐng)域——設(shè)計、制造、封裝與測試（簡稱“封測”）均將受益。相信在國人的努力下，我們的設(shè)計和制造水平也會有一天能夠走向世界，引領(lǐng)時代。