芯片封装基本流程及失效分析处理方法

一、芯片封装

芯片封装的目的在于对芯片进行保护与支撑作用、形成良好的散热与隔绝层、保证芯片的可靠性，使其在应用过程中高效稳定地发挥功效。

二、工艺流程

流程一：硅片减薄分为两种操作手段。一是物理手段，如磨削、研磨等；二是化学手段，如电化学腐蚀、湿法腐蚀等，使芯片的厚度达到要求。薄的芯片更有利于散热，减小芯片封装体积，提高机械性能等。其次是对硅片进行切割，用多线切割机或其它手段如激光，将整个大圆片分割成单个芯片。

流程二：将晶粒黏着在导线架上，也叫作晶粒座，预设有延伸IC晶粒电路的延伸脚，用银胶对晶粒进行黏着固定，这一步骤为芯片贴装。

流程三：芯片互联，将芯片焊区与基板上的金属布线焊区相连接，使用球焊的方式，把金线压焊在适当位置。芯片互联常见的方法有，打线键合，载在自动键合（TAB）和倒装芯片键合。

流程四：用树脂体将装在引线框上的芯片封起来，对芯片起保护作用和支撑作用。包封固化后，在引线条上所有部位镀上一层锡，保证产品管脚的易焊性，增加外引脚的导电性及抗氧化性。

流程五：在树脂上印制标记，包含产品的型号、生产厂家等信息。将导线架上已封装完成的晶粒，剪切分离并将不需要的连接用材料切除，提高芯片的美观度，便于使用及存储。

流程六：通过测试筛选出符合功能要求的产品，保证芯片的质量可靠性；最后包装入库，将产品按要求包装好后进入成品库，编带投入市场。

三、芯片失效

芯片失效分析是判断芯片失效性质、分析芯片失效原因、研究芯片失效的预防措施的技术工作。对芯片进行失效分析的意义在于提高芯片品质，改善生产方案，保障产品品质。

四、测试方法

1、外部目检

对芯片进行外观检测，判断芯片外观是否有发现裂纹、破损等异常现象。

2、X-RAY

对芯片进行X-Ray检测，通过无损的手段，利用X射线透视芯片内部，检测其封装情况，判断IC封装内部是否出现各种缺陷，如分层剥离、爆裂以及键合线错位断裂等。

3、声学扫描

芯片声学扫描是利用超声波反射与传输的特性，判断器件内部材料的晶格结构，有无杂质颗粒以及发现器件中空洞、裂纹、晶元或填胶中的裂缝、IC封装材料内部的气孔、分层剥离等异常情况。

4、开封后SEM检测

芯片开封作为一种有损的检测方式，其优势在于剥除外部IC封胶之后，观察芯片内部结构，主要方法有机械开封与化学开封。芯片开封时，需特别注意保持芯片功能的完整。

开封后的芯片可使用扫描电子显微镜观察其内部形貌、晶体缺陷、飞线分布情况等。

五、结语

芯片封装的工艺流程与封装技术，近几年得到长足发展。结合芯片实际用途与工艺特点，BGA、QFN、SOP、SIP等封装技术日臻成熟。

但芯片在研制、生产和使用的过程中，由于种种原因，芯片失效的情况也偶有发生。当下，生产对部品的质量和可靠性的要求越发严格，芯片失效分析的作用也日益凸显。

通过芯片失效分析，及时找出器件的缺陷或是参数的异常，追本溯源，发现问题所在，并针对此完善生产方案，提高产品质量。这样的举措才能从根本上预防芯片产业出现质量危机。