半导体封装之封装功能与封装制程详细介绍

一、封装功能

1、电源分配

微电子封装首先要能接通电源,使芯片与电路流通电流。其次,微电子封装的不同部位所需的电源有所不同,要能将不同部位的电源分配恰当,以减少电源的不必要损耗,这在多层布线基板上尤为重要。同时,还要考虑接地线的分配问题。

2、信号分配

为使电信号延迟尽可能减小,在布线时应尽可能使信号线与芯片的互连路径及通过封装的I/O引出的路径达到最短。对于高频信号,还应考虑信号间的串扰,以进行合理的信号分配布线和接地线分配。

3、散热通道

各种微电子封装都要考虑器件、部件长期工作时如何将聚集的热量散出的问题。不同的封装结构和材料具有不同的散热效果，对于功耗大的微电子封装，还应考虑附加热沉或使用强制风冷、水冷方式，以保证系统在使用温度要求的范围内能正常工作。

4、机械支撑

微电子封装可为芯片和其他部件提供牢固可靠的机械支撑，并能适应各种工作环境和条件的变化。

5、环境保护

半导体器件和电路的许多参数，如击穿电压、反向电流、电流放大系数、噪声等，以及器件的稳定性、可靠性都直接与半导体表面的状态密切相关。半导体器件和电路制造过程中的许多工艺措施也是针对半导体表面问题的。半导体芯片制造出来后，在没有将其封装之前，始终都处于周围环境的威胁之中。在使用中，有的环境条件极为恶劣，必须将芯片严加密封和包封。

二、封装制程

了解整个封装工艺步骤是很重要的，唯有如此才可以对封装进行设计、制造和优化。许多情况下，封装(Assembly)和硅片制造(IC Fabrication)并不是在同一家工厂内完成的。尽管目前已有将前道工序和封装工序集成到同一生产线上去的倾向，但是绝大多数情况下仍然需要将硅片运送到封装工厂去。

芯片通常在硅片工艺线上进行片上测试，并在有缺陷的芯片上做上记号，通常是打上一个黑色墨点或激光标记，这样为后面的封装过程做好准备，在进行芯片贴装时自动拾片机就可以自动分辨出合格的芯片和不合格的芯片。

封装工序一般可以分成两个部分：在用塑封料包封起来以前的工艺步骤称为装配(Assembly)或称前道操作(Front End Operation)，在成型之后的工艺步骤称为后道操作(Back End Operation)。在前道工序中，净化级别控制在10到1,00级。在有些生产企业中，成型工序也在净化控制的环境中进行。但是，由于转移成型操作中机械水压机和预成型品中的粉尘，使得很难使净化环境达到10,000级以上的水平。不过一般来说，随着硅芯片越来越复杂和日益趋向微型化，将使得更多的装配和成型工艺在粉尘得到控制的环境下进行。

现在大部分使用的封装材料都是聚合物，即所谓的塑料封装。塑料封装的成型技术也有许多种，包括转移成型技术( transfer molding)，喷射成型技术(inject molding)，预成型技术(pre molding)。其中转移成型技术使用最为普遍。

转移成型技术的典型工艺过程如下：将已贴装好芯片并完成芯片互连的框架带置于模具中，将塑封材料预加热(90-95 (o)C之间)，然后放进转移成型机的转移罐中。在转移成型活塞压力之下，塑封料被挤压到浇道中，并经过浇口注入模腔(170-175 (o)C)。塑封料在模具中快速固化，经过一段时间的保压，使得模块达到一定的硬度，然后用顶杆顶出模块并放入固化炉进一步固化。

总结下来具体要经历硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、芯片互连、成型、去飞边毛刺、切筋打弯、上焊锡、打码等多道工艺流程。

三、半导体芯片封装清洗：

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用 水基清洗剂产品。