可靠性和穩定性是保障半導體產品順暢運行的關鍵因素。半導體器件的封裝必須注意避免受到物理
、huaxueheresunshang。yinci，fengzhuangcailiaobixujubeiyidingdezhiliangyaoqiu。suizheyejieduibandaotichanpinyunxingsududeyaoqiubuduantigao，fengzhuangcailiaoxuyaojubeigengyouyidedianqixingneng，birujubeidijiedianchangshu（Permittivity）1和介電損耗（Dielectric Loss）2的基板等。半導體存儲器以及CPU和GPUdengluojixinpianshiyongdecailiaohaixujubeilianghaodedaorexingneng，yibiannenggougaoxiaosanre。xianeryijian，quebaofengzhuangcailiaodexianjinxingyimanzuxingyexuqiushifeichangzhongyaode。zaijiexialaideliangpianwenzhangzhong，womenjiangtantaoliangzhongzhuyaofengzhuangfangfasuoyongcailiaodetexing。zaibenpianwenzhangzhong，womenjiangjieshaochuantongfengzhuangfangfasuoshiyongdecailiao。

1介電常數（Permittivity）：指材料對外部電場的敏感度，或當電場施加到絕緣體上時，內部電荷的反應程度。

2介電損耗（Dielectric Loss）：電介質在交變電場中的電能轉換。

圖1展示了典型傳統封裝工藝中使用的各類材料。在傳統封裝工藝中
，作為原材料使用的有機複合材料包括六種：粘合劑（Adhesive）、基板（Substrate）、環氧樹脂模塑料（EMC）、引線框架（Leadframe）、引線和錫球（Solder Ball）
，其中後三種材料為金屬材料；輔助材料包括膠帶和助焊劑（Flux）3等。接下來，我們將詳細介紹這些尺寸較小但卻不可或缺的材料，並探討這些材料在傳統封裝工藝中的關鍵作用。

3助焊劑（Flux）：一種有助錫球附著在銅表麵的水溶性和油溶性溶劑。

引線框架用於實現封裝內部芯片與封裝外部印刷電路板（PCB）的電氣連接。通常，引線框架使用的金屬板由42號合金（Alloy 42）4或銅合金製成。在製作引線框架時，通常會采用刻蝕（Etching）和衝壓（Stamping）兩種工藝。使用刻蝕工藝製作引線框架時，首先要在金屬板上沿引線框架的圖案塗覆一層光刻膠（Photoresist）
，將其暴露在刻蝕劑（Etchant）5中zhong，以yi便bian去qu除chu光guang刻ke膠jiao未wei覆fu蓋gai的de區qu域yu，這zhe種zhong方fang法fa通tong常chang適shi用yong於yu需xu要yao製zhi作zuo精jing細xi引yin線xian框kuang架jia圖tu案an的de情qing況kuang。使shi用yong衝chong壓ya工gong藝yi製zhi作zuo引yin線xian框kuang架jia時shi，則ze需xu要yao在zai高gao速su衝chong壓ya機ji上shang安an裝zhuang級ji進jin模mo（Progressive die）6。

442號合金（Alloy 42）：一種鐵基合金，其熱膨脹係數與矽相似。

5刻蝕劑（Etchant）：指在刻蝕過程中使用的化學溶液和氣體等具有腐蝕性的物質的總稱。

6級進模（Progressive die）：一種模具技術，能夠將多道工序壓縮為一個連續工序。

與引線框架類似
，基板也用於實現封裝內部芯片與封裝外部印刷電路板之間的電氣連接。在球柵陣列封裝（BGA）中，基板是半導體芯片的一個重要組成部分，該封裝使用錫球來代替引線框架。圖2顯示的是經過封裝工藝處理的基板結構側視圖。其中，錫球附著於基板底部，而引線與基板頂部連接。基板中心位置由名為“芯板（Core）”的材料構成
，這種材料通過將銅箔與浸漬（Impregnation）7過耐高溫雙馬來酰亞胺三嗪（BT）8樹脂的玻璃纖維粘合在一起製成。金屬引線在銅箔表麵形成，之後在銅箔上塗覆阻焊劑，露出作為保護層的金屬焊盤。

7浸漬（Impregnation）：一種填充澆鑄過程中形成空隙的工藝，旨在降低電鍍過程中塗層失效的可能性。

8雙馬來酰亞胺三嗪（BT）：一種用於製造印刷電路板、由耐高溫雙馬來酰亞胺和三嗪反應製成的合成樹脂。

粘(zhan)合(he)劑(ji)有(you)粘(zhan)稠(chou)狀(zhuang)的(de)液(ye)體(ti)形(xing)式(shi)，也(ye)有(you)薄(bo)膜(mo)等(deng)固(gu)體(ti)形(xing)式(shi)。粘(zhan)合(he)劑(ji)主(zhu)要(yao)由(you)熱(re)固(gu)性(xing)環(huan)氧(yang)基(ji)聚(ju)合(he)物(wu)製(zhi)成(cheng)，用(yong)於(yu)將(jiang)芯(xin)片(pian)粘(zhan)接(jie)到(dao)引(yin)線(xian)框(kuang)架(jia)或(huo)基(ji)板(ban)上(shang)
，還(hai)可(ke)以(yi)在(zai)芯(xin)片(pian)堆(dui)疊(die)過(guo)程(cheng)中(zhong)將(jiang)多(duo)個(ge)芯(xin)片(pian)粘(zhan)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)。粘(zhan)合(he)劑(ji)要(yao)想(xiang)在(zai)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)表(biao)現(xian)出(chu)較(jiao)高(gao)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)
，必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)高(gao)粘(zhan)合(he)力(li)
、低吸濕性、良(liang)好(hao)的(de)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)和(he)低(di)離(li)子(zi)雜(za)質(zhi)含(han)量(liang)等(deng)特(te)質(zhi)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)，為(wei)了(le)確(que)保(bao)工(gong)藝(yi)質(zhi)量(liang)，在(zai)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)粘(zhan)合(he)過(guo)程(cheng)中(zhong)，粘(zhan)合(he)劑(ji)必(bi)須(xu)表(biao)現(xian)出(chu)出(chu)色(se)的(de)流(liu)動(dong)性(xing)以(yi)及(ji)能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)粘(zhan)合(he)界(jie)麵(mian)的(de)潤(run)濕(shi)性(xing)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)高(gao)強(qiang)度(du)的(de)界(jie)麵(mian)粘(zhan)合(he)力(li)

，還(hai)需(xu)要(yao)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)空(kong)隙(xi)（Voids）9的形成。這就需要優化其流變特性，如粘度

、觸變性（Thixotropy）10和硬化特性，以及芯片與引線框架或基板表麵之間的強粘合力。

9空隙（Voids）：材料內部形成的空洞或氣孔

，是在材料製造或熱處理過程中出現的一種缺陷。

10觸變性（Thixotropy）：液體物質的一種受到剪切力作用後粘度改變的特性。在受到剪切力作用，如攪拌等，液體物質粘度降低；在未受到剪切力作用時，液體物質粘度增加。

液體粘合劑包括環氧樹脂粘合劑和矽膠粘合劑。固體粘合劑包括用於引線框架的芯片上引線（LOC）膠帶、在堆疊相同尺寸芯片時用於隔離各個芯片的間隔膠帶、以及用於芯片堆疊或將芯片連接到基板的晶片黏結薄膜（DAF）。晶片黏結薄膜可以用於晶圓背麵，因此也被稱為晶圓背麵迭片覆膜（WBL）。

環氧樹脂模塑料是半導體封裝過程中使用的一種膠囊封裝材料（Encapsulant）11
，youwujiguishihereguxinghuanyangjuhewufuheercheng，shourehoukexingchengsanweizhanhejiegou。youyubaofuzaixinpianwaibu，yincihuanyangshuzhimosuliaobixujubeibaohuxinpianmianshouwaibuwulihehuaxuesunshang
，bingqienenggouyouxiaosanfaxinpianyunxingshichanshengdereliangdegongneng。ciwai
，huanyangshuzhimosuliaohaixujubeiyiyumosudetexing，yimanzubutongfengzhuangxingzhuangdexuqiu。tongshi
，youyuxuyaoyujibanhexinpiandengqitafengzhuangcailiaolianjie，yincihuanyangshuzhimosuliaobixudadaonenggouyuzhexiecailiaojinmizhanhedexiaoguo，yiquebaofengzhuangdekekaoxing。

11膠囊封裝材料（Encapsulant）：由熱固性聚合物組成，可形成三維結構
，並在外部加熱作用下硬化。其作用是保護內部器件免受高溫、潮濕和撞擊的影響。

圖3展zhan示shi了le不bu同tong類lei型xing的de環huan氧yang樹shu脂zhi模mo塑su料liao及ji其qi相xiang應ying的de工gong藝yi。片pian狀zhuang環huan氧yang樹shu脂zhi模mo塑su料liao主zhu要yao用yong於yu傳chuan遞di模mo塑su法fa，粉fen狀zhuang環huan氧yang樹shu脂zhi模mo塑su料liao通tong常chang用yong於yu壓ya縮suo模mo塑su或huo大da尺chi寸cun晶jing圓yuan模mo塑su法fa。而er液ye狀zhuang環huan氧yang樹shu脂zhi模mo塑su料liao則ze被bei用yong於yu模mo塑su一yi些xie難nan以yi模mo製zhi的de晶jing圓yuan。近jin年nian來lai，薄bo膜mo型xing環huan氧yang樹shu脂zhi模mo塑su料liao在zai扇shan出chu型xing晶jing圓yuan級ji芯xin片pian封feng裝zhuang（WLCSP）和大尺寸麵板級封裝（PLP）中得到廣泛應用。此外，還有用於模塑底部填充（MUF）的環氧樹脂模塑料，模塑底部填充是指在倒片封裝過程中同時進行底部填充與模塑的工藝。

焊錫是一種熔點較低的金屬，這種特性使其廣泛用於各種結構的電氣和機械連接。在半導體封裝中
，焊錫被用於連接封裝和印刷電路板
；在倒片封裝中
，焊錫被用於連接芯片和基板。在連接封裝和印刷電路板時，通常采用錫球的形式
，尺寸從30微米到760微wei米mi不bu等deng。如ru今jin

，隨sui著zhe電dian氣qi性xing能neng的de不bu斷duan提ti升sheng，連lian接jie封feng裝zhuang和he印yin刷shua電dian路lu板ban之zhi間jian所suo需xu的de引yin腳jiao數shu量liang也ye在zai增zeng加jia，這zhe也ye間jian接jie導dao致zhi了le錫xi球qiu尺chi寸cun被bei要yao求qiu不bu斷duan縮suo小xiao。

製zhi作zuo錫xi球qiu時shi需xu要yao保bao證zheng其qi合he金jin成cheng分fen的de均jun勻yun性xing，否fou則ze會hui對dui跌die落luo衝chong擊ji或huo溫wen度du循xun環huan測ce試shi的de可ke靠kao性xing造zao成cheng影ying響xiang。同tong時shi
，錫xi球qiu還hai必bi須xu具ju有you良liang好hao的de抗kang氧yang化hua性xing，因yin為wei在zai原yuan材cai料liao製zhi備bei過guo程cheng中zhong或huo回hui流liu焊han過guo程cheng中zhong
，氧yang化hua物wu的de過guo度du堆dui積ji可ke能neng導dao致zhi錫xi球qiu出chu現xian粘zhan合he效xiao果guo不bu佳jia或huo脫tuo落luo的de問wen題ti，也ye就jiu是shi所suo謂wei的de“不沾錫（Non-wetting）”問wen題ti
，因yin此ci，在zai焊han接jie過guo程cheng中zhong需xu要yao使shi用yong助zhu焊han劑ji來lai清qing除chu其qi表biao麵mian的de氧yang化hua膜mo聚ju集ji，在zai回hui流liu焊han過guo程cheng中zhong則ze需xu要yao使shi用yong氮dan氣qi來lai形xing成cheng惰duo性xing氣qi氛fen，以yi避bi免mian此ci類lei問wen題ti的de產chan生sheng。除chu此ci之zhi外wai，焊han接jie過guo程cheng中zhong還hai需xu要yao避bi免mian出chu現xian空kong隙xi
，否fou則ze可ke能neng導dao致zhi焊han錫xi量liang不bu足zu，降jiang低di焊han點dian可ke靠kao性xing。錫xi球qiu的de尺chi寸cun也ye至zhi關guan重zhong要yao，大da小xiao均jun勻yun的de錫xi球qiu有you助zhu於yu提ti高gao工gong藝yi效xiao率lv。最zui後hou


，錫xi球qiu表biao麵mian必bi須xu潔jie淨jing無wu汙wu染ran，以yi防fang止zhi枝zhi蔓man晶jing體ti（Dendrite）12生長，上述這些現象都會增加故障率


，降低焊點可靠性。

12枝蔓晶體（Dendrite）：一種具有樹枝狀形態的晶體
，是自然界中常見的一種分形現象。

此前，錫球通常由錫合金（鉛錫合金）製成
，因具有良好的機械性能和導電性。然而在被發現鉛對人體健康具有潛在危害後，鉛的使用開始受到歐盟RoHS指令13等環境保護法規的嚴格監管，因此目前主要采用鉛含量不超過百萬分之700ppm或更低含量的無鉛焊錫。

13RoHS指令：歐盟出台的《關於限製在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》（RoHS），旨在通過使用更安全的替代品，來替換電子電氣設備中的有害物質，以保護環境和人類健康。

本ben節jie將jiang重zhong點dian介jie紹shao兩liang種zhong類lei型xing的de膠jiao帶dai。第di一yi種zhong是shi用yong於yu將jiang固gu體ti表biao麵mian與yu同tong質zhi或huo異yi質zhi表biao麵mian進jin行xing永yong久jiu粘zhan合he的de膠jiao帶dai。另ling一yi種zhong是shi臨lin時shi粘zhan合he膠jiao帶dai，如ru切qie割ge膠jiao帶dai（Dicing tape）和背麵研磨保護膠帶（Back grinding tape），它們可以通過內聚力和彈性來實現粘合或清除作用
，這些膠帶所使用的材料被稱為壓敏膠。

背(bei)麵(mian)研(yan)磨(mo)保(bao)護(hu)膠(jiao)帶(dai)貼(tie)在(zai)晶(jing)圓(yuan)正(zheng)麵(mian)

，作(zuo)用(yong)是(shi)在(zai)背(bei)麵(mian)研(yan)磨(mo)過(guo)程(cheng)中(zhong)保(bao)護(hu)晶(jing)圓(yuan)上(shang)的(de)器(qi)件(jian)。在(zai)背(bei)麵(mian)研(yan)磨(mo)過(guo)程(cheng)結(jie)束(shu)後(hou)，須(xu)將(jiang)這(zhe)些(xie)膠(jiao)帶(dai)清(qing)除(chu)
，以(yi)避(bi)免(mian)在(zai)晶(jing)圓(yuan)表(biao)麵(mian)留(liu)下(xia)粘(zhan)合(he)劑(ji)殘(can)留(liu)物(wu)。

切割膠帶也被稱為承載薄膜（Mounting tape），yongyujiangjingyuanwengudigudingzaitiepianhuanjiashang
，yiquebaozaijingyuanqiegeguochengzhongjingyuanshangdexinpianbuhuituoluo
，yinci，jingyuanqiegeguochengzhongshiyongdeqiegejiaodaibixujubeilianghaodezhanheli
，yebixuyiyutuozhan。youyuyaminjiaohuiduiziwaixianchanshengfanying
，yincizaiyichuxinpianzhiqian，xuyaotongguoziwaixianzhaoshelaichuliqiegejiaodai
，zheyangkeyijianruozhanheli，bianyuyichuxinpian。guoqu，jingyuanzaijingguobeimianyanmohouhuizhijietiefuzaiqiegejiaodaishang；然(ran)而(er)，隨(sui)著(zhe)晶(jing)圓(yuan)背(bei)麵(mian)迭(die)片(pian)覆(fu)膜(mo)作(zuo)為(wei)芯(xin)片(pian)粘(zhan)合(he)劑(ji)的(de)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)，如(ru)今(jin)，晶(jing)圓(yuan)在(zai)經(jing)過(guo)背(bei)麵(mian)研(yan)磨(mo)後(hou)，會(hui)貼(tie)附(fu)在(zai)晶(jing)圓(yuan)背(bei)麵(mian)迭(die)片(pian)覆(fu)膜(mo)和(he)切(qie)割(ge)膠(jiao)帶(dai)相(xiang)結(jie)合(he)處(chu)的(de)膠(jiao)帶(dai)上(shang)。

在芯片的電氣連接中
，用於連接芯片與基板、芯片與引線框架、或(huo)芯(xin)片(pian)與(yu)芯(xin)片(pian)的(de)連(lian)接(jie)引(yin)線(xian)，通(tong)常(chang)由(you)高(gao)純(chun)度(du)金(jin)製(zhi)成(cheng)。金(jin)具(ju)有(you)出(chu)色(se)的(de)延(yan)展(zhan)性(xing)
，既(ji)可(ke)以(yi)加(jia)工(gong)成(cheng)極(ji)薄(bo)的(de)片(pian)材(cai)
，又(you)可(ke)以(yi)拉(la)伸(shen)成(cheng)細(xi)線(xian)，這(zhe)些(xie)特(te)性(xing)都(dou)非(fei)常(chang)有(you)助(zhu)於(yu)布(bu)線(xian)過(guo)程(cheng)的(de)開(kai)展(zhan)。此(ci)外(wai)，金(jin)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)
，因(yin)此(ci)相(xiang)應(ying)可(ke)靠(kao)性(xing)也(ye)得(de)到(dao)提(ti)升(sheng)，同(tong)時(shi)卓(zhuo)越(yue)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)又(you)賦(fu)予(yu)其(qi)良(liang)好(hao)的(de)電(dian)氣(qi)特(te)性(xing)。然(ran)而(er)，由(you)於(yu)金(jin)價(jia)較(jiao)高(gao)，製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)也(ye)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)，因(yin)此(ci)在(zai)布(bu)線(xian)過(guo)程(cheng)中(zhong)有(you)時(shi)會(hui)使(shi)用(yong)較(jiao)細(xi)的(de)金(jin)絲(si)，一(yi)旦(dan)拉(la)伸(shen)過(guo)度(du)便(bian)容(rong)易(yi)發(fa)生(sheng)斷(duan)裂(lie)，這(zhe)也(ye)限(xian)製(zhi)了(le)金(jin)絲(si)的(de)使(shi)用(yong)。為(wei)了(le)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)，人(ren)們(men)開(kai)始(shi)將(jiang)銀(yin)等(deng)其(qi)他(ta)金(jin)屬(shu)與(yu)金(jin)混(hun)合(he)製(zhi)成(cheng)合(he)金(jin)
，同(tong)時(shi)也(ye)會(hui)使(shi)用(yong)鍍(du)金(jin)銀(yin)、銅、鍍鈀銅、鍍金鈀銅等金屬材料。

muqian，tongsizhengzaizhujiantidaijinsi，zheshiyinweitongdekeduanxingheyanzhanxingjinlvexunyujinsi
，tongyangjubeilianghaodedaodianxingneng，danquejubeimingxiandechengbenyoushi。raner
，youyutongyiyanghua，tongsikenenghuizaibuxianguochengzhonghuozhihoubeiyanghua，suoyiyujinsibuxianbutongdeshi，tongsibuxiandeshebeicaiyongmifengmoshiqieneibuchongmandanqi，yifangzhibaoluzaikongqizhongdetongsibeiyanghua。

封裝和測試完成後，半導體產品會被運送給客戶。半導體產品包裝通常采用卷帶（T&R）包裝和托盤（Tray）包裝兩種形式。卷帶包裝是指將產品封裝放在帶有“口袋”的膠帶上，“口袋”dechicunxuyuchanpinfengzhuangchicunyizhi

，juticaozuoshijiangjiaodaijuanqixingchengyigejuanzhou

，zaijiangjuanzhoudabaobingfasonggeikehu。tuopanbaozhuangzhijiangchanpinfengzhuangfangruyigezhuanyongtuopan，ranhoujiangduogetuopanduidieqilai，dabaozhuangyun。