芯片封裝基本流程及失效分析處理方法簡析

芯片封裝

保護支撐、散熱隔絕、高效穩(wěn)定

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(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(lián)

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

芯片互聯(lián)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(chǎn)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(chǎn)品的型號、生產(chǎn)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(chǎn)品，保證芯片的質(zhì)量可靠性。

包裝入庫

將產(chǎn)品按要求包裝好后進入成品庫，編帶投入市場。

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(zhì)，改善生產(chǎn)方案，保障產(chǎn)品品質(zhì)。

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(fā)現(xiàn)裂紋、破損等異?，F(xiàn)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(nèi)部，檢測其封裝情況，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?shù)奶匦?，判斷器件?nèi)部材料的晶格結構，有無雜質(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。

開封后SEM檢測

芯片開封作為一種有損的檢測方式，其優(yōu)勢在于剝除外部IC封膠之后，觀察芯片內(nèi)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(nèi)部形貌、晶體缺陷、飛線分布情況等。

結語

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，近幾年得到長足發(fā)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(chǎn)和使用的過程中，由于種種原因，芯片失效的情況也偶有發(fā)生。當下，生產(chǎn)對部品的質(zhì)量和可靠性的要求越發(fā)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(shù)的異常，追本溯源，發(fā)現(xiàn)問題所在，并針對此完善生產(chǎn)方案，提高產(chǎn)品質(zhì)量。這樣的舉措才能從根本上預防芯片產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)質(zhì)量危機。

審核編輯：劉清