芯片封裝基本流程及失效分析處理方法簡(jiǎn)析

芯片封裝

保護(hù)支撐、散熱隔絕、高效穩(wěn)定

芯片封裝的目的在于對(duì)芯片進(jìn)行保護(hù)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(yīng)用過(guò)程中高效穩(wěn)定地發(fā)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(xué)手段，如電化學(xué)腐蝕、濕法腐蝕等，使芯片的厚度達(dá)到要求。薄的芯片更有利于散熱，減小芯片封裝體積，提高機(jī)械性能等。

硅片切割

用多線(xiàn)切割機(jī)或其它手段如激光，將整個(gè)大圓片分割成單個(gè)芯片。

芯片貼裝

將晶粒黏著在導(dǎo)線(xiàn)架上，也叫作晶粒座，預(yù)設(shè)有延伸IC晶粒電路的延伸腳，用銀膠對(duì)晶粒進(jìn)行黏著固定。

芯片互聯(lián)

將芯片焊區(qū)與基板上的金屬布線(xiàn)焊區(qū)相連接，使用球焊的方式，把金線(xiàn)壓焊在適當(dāng)位置。

芯片互聯(lián)常見(jiàn)的方法有，打線(xiàn)鍵合，載在自動(dòng)鍵合（TAB）和倒裝芯片鍵合。

包封固化

用樹(shù)脂體將裝在引線(xiàn)框上的芯片封起來(lái)，對(duì)芯片起保護(hù)作用和支撐作用。包封后進(jìn)一步固化。

電鍍

在引線(xiàn)條上所有部位鍍上一層錫，保證產(chǎn)品管腳的易焊性，增加外引腳的導(dǎo)電性及抗氧化性。

打印

在樹(shù)脂上印制標(biāo)記，包含產(chǎn)品的型號(hào)、生產(chǎn)廠家等信息。

切腳成型

將導(dǎo)線(xiàn)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(chǔ)。

測(cè)試

篩選出符合功能要求的產(chǎn)品，保證芯片的質(zhì)量可靠性。

包裝入庫(kù)

將產(chǎn)品按要求包裝好后進(jìn)入成品庫(kù)，編帶投入市場(chǎng)。

芯片失效

提高芯片品質(zhì)，改善生產(chǎn)方案

芯片失效分析是判斷芯片失效性質(zhì)、分析芯片失效原因、研究芯片失效的預(yù)防措施的技術(shù)工作。對(duì)芯片進(jìn)行失效分析的意義在于提高芯片品質(zhì)，改善生產(chǎn)方案，保障產(chǎn)品品質(zhì)。

測(cè)試方法

外部目檢

對(duì)芯片進(jìn)行外觀檢測(cè)，判斷芯片外觀是否有發(fā)現(xiàn)裂紋、破損等異?，F(xiàn)象。

X-RAY

對(duì)芯片進(jìn)行X-Ray檢測(cè)，通過(guò)無(wú)損的手段，利用X射線(xiàn)透視芯片內(nèi)部，檢測(cè)其封裝情況，判斷IC封裝內(nèi)部是否出現(xiàn)各種缺陷，如分層剝離、爆裂以及鍵合線(xiàn)錯(cuò)位斷裂等。

聲學(xué)掃描

芯片聲學(xué)掃描是利用超聲波反射與傳輸?shù)奶匦?，判斷器件?nèi)部材料的晶格結(jié)構(gòu)，有無(wú)雜質(zhì)顆粒以及發(fā)現(xiàn)器件中空洞、裂紋、晶元或填膠中的裂縫、IC封裝材料內(nèi)部的氣孔、分層剝離等異常情況。

開(kāi)封后SEM檢測(cè)

芯片開(kāi)封作為一種有損的檢測(cè)方式，其優(yōu)勢(shì)在于剝除外部IC封膠之后，觀察芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要方法有機(jī)械開(kāi)封與化學(xué)開(kāi)封。芯片開(kāi)封時(shí)，需特別注意保持芯片功能的完整。

開(kāi)封后的芯片可使用掃描電子顯微鏡觀察其內(nèi)部形貌、晶體缺陷、飛線(xiàn)分布情況等。

結(jié)語(yǔ)

芯片失效分析作用日益凸顯

芯片封裝的工藝流程與封裝技術(shù)，近幾年得到長(zhǎng)足發(fā)展。結(jié)合芯片實(shí)際用途與工藝特點(diǎn)，BGA、QFN、SOP、SIP等封裝技術(shù)日臻成熟。

但芯片在研制、生產(chǎn)和使用的過(guò)程中，由于種種原因，芯片失效的情況也偶有發(fā)生。當(dāng)下，生產(chǎn)對(duì)部品的質(zhì)量和可靠性的要求越發(fā)嚴(yán)格，芯片失效分析的作用也日益凸顯。

通過(guò)芯片失效分析，及時(shí)找出器件的缺陷或是參數(shù)的異常，追本溯源，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，并針對(duì)此完善生產(chǎn)方案，提高產(chǎn)品質(zhì)量。這樣的舉措才能從根本上預(yù)防芯片產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)質(zhì)量危機(jī)。

審核編輯：劉清