本文介绍了封装工艺环节以及相应的检验执行标准。
高可靠封装
高可靠集成电路的封装流程,围绕划片、粘片、键合和密封这四大核心工序有序推进,其具体工序为划片-粘片-键合-密封。
划片作为封装工艺的起始关键环节,是运用物理切割、激光划片等先进技术手段,将整片晶圆精准无误地分割为多个独立芯片的精细过程。在这一过程中,对切割精度有着严苛要求,物理切割需把控刀具的压力、转速等参数,激光划片则要精准调控激光的功率、频率与扫描速度,以确保分割后的芯片尺寸精准、边缘光滑,为后续工序奠定良好基础。粘片则是固定芯片的核心步骤,通过粘接、焊接(或倒装焊等先进工艺)等方式,把芯片稳固且精准地安置在管壳基板预先精心设计好的粘片区域内。不同的固定方式各有特点,粘接方式需关注胶粘剂的选型与涂覆工艺,焊接则要把控焊接温度、时间等参数,倒装焊更涉及芯片凸点与基板焊盘的精准对位,这些细节都直接关乎芯片固定的稳定性与后续电气连接的可靠性。键合,也就是引线键合,借助金丝或铝丝等导电材质,搭建起芯片与管壳、基板之间稳定且高效的电连接桥梁。键合过程中,键合设备的参数设置,如键合压力、温度、超声功率等,以及操作人员的技能水平,都会影响键合的质量,良好的键合能保障芯片与外部电路间信号传输的顺畅性与低损耗。密封作为封装的收尾工序,采用烧结密封、电阻焊等成熟手段,将器件盖板与管壳紧密相连,构建起密闭且能有效防护的腔体结构。密封工艺需确保腔体的气密性,防止外界的水汽、污染物等侵入,对封装材料的兼容性、密封工艺的参数控制要求严苛,以保障内部芯片在复杂环境下长期稳定运行。
尽管封装核心工艺从流程上看仅有这四步,但每一步背后所蕴含的技术深度与广度都极为可观。多年来,国内外众多科研学者与行业专家投身于封装技术的研究,在芯片切割精度提升、芯片固定工艺优化、键合可靠性增强、密封性能保障等诸多方面,产出了大量极具价值的研究成果,这些成果涵盖理论分析、实验验证、工艺改进等多个维度,不断推动着封装技术的发展。值得重点关注的是,近年来在国内电子封装技术领域,不少优秀学术期刊上刊登的高质量论文,其作者群体中涌现出大量90后青年作者的身影。这些年轻学者凭借对新技术的敏锐感知、活跃的创新思维,在封装材料研发、工艺创新设计、可靠性分析方法等方面不断探索,展现出令人瞩目的科研实力,这一现象充分彰显出我国封装技术未来发展具备巨大的潜力,预示着在新一代科研力量的推动下,我国封装技术有望在国际舞台上占据更重要的地位。
检验 检验是保障封装可靠性的至关重要举措,全方位贯穿于整个封装流程的各个阶段。在封装启动前的原材料准备阶段,就需要运用高精度的检测设备与科学的检测方法,对原材料的各项指标进行细致入微的观察与精确到极小误差范围的测量,确保其在外观、尺寸、理化性能、电学性能等方面都严格符合生产要求。例如,对于晶圆材料,要检测其晶体缺陷密度、厚度均匀性;对于粘接材料,要检测其粘度、固化后的力学性能与电学性能等。在封装进行过程中,划片、粘片、键合和密封这每一步操作完成后,都必须及时开展相应的检验工作。通过专业的目视检查设备与经验丰富的检验人员,运用目视检查的方式,能够快速发现如芯片裂纹、粘片偏移、键合丝变形、密封间隙等不合格问题并及时剔除不合格产品。同时,运用统计过程控制(SPC)方法,对每一步工艺过程中的关键参数,如划片时的切割力、粘片时的温度与压力、键合时的超声功率与时间、密封时的压力与温度等,进行实时且连续的监控,依据采集的数据进行分析,及时发现工艺过程中的微小波动,预判可能出现的质量风险,从而实时调整工艺参数,保障工艺稳定性。 当封装工艺全部完成后,还需按照严格的检验标准与流程,对器件进行筛选检验与一致性检验等。筛选检验通过采用如高温老化、高低温循环、随机振动等应力筛选手段,剔除那些潜在的早期失效产品,保障交付产品的高可靠性;一致性检验则要对同一批次的器件,在性能参数、外观质量、尺寸精度等方面进行逐一检测与统计分析,确保器件之间具备高度的一致性,满足电子系统集成对器件的严格要求。 检验一般分为三类检验:1.在划片之前会有原材料检验;2.完成粘片进入键合的过程进行封装检验;3.以及封装完成后的成品检验。 END 转载内容仅代表作者观点