什么是半导体封装？

什么是半导体封装？

半导体电子元器件的封装不仅起到连接内部集成电路芯片键合点和外部电气组建的作用，还为集成电路提供了一个稳定可靠的工作环境，对集成电路芯片起到机械或环境保护的作用。因此，集成电路封装应具有较强的机械性能、良好的电气性能、散热性能和化学稳定性。封装质量的好坏与集成电路的整体性能优劣关系很大。

不同类型的集成电路，使用场合和气密性要求不同，其加工方法和封装材料也不同。早期的集成电路，其封装材料采用有机树脂和蜡的混合体，用填充或贯注的方法进行密封，其可靠性很差；也曾采用橡胶进行密封，但是其耐热、耐压及电性能都不好，现已被淘汰。目前，流行的气密性封装材料是陶瓷-金属、玻璃金属和低熔玻璃-陶瓷等。由于大量生产和降低成本的需求，目前有很多集成电路采用了塑料封装材料，它主要采用热固性树脂通过模具加热加压的方法来完成封装，其可靠性取决于有机树脂及添加剂的特性和成型条件。塑料封装材料属于非气密性性装材料，其耐热性较差，且具有吸湿性。

【LED封装工艺流程】

1、芯片检验：镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill）；芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求；电极图案是否完整。

2、扩片：由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的 *** 作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm，也可以采用手工扩张，但很容易造成芯 片掉落浪费等不良问题。

3、点胶：在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。）工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。

4、备胶：和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。

5、手工刺片：将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。

6、自动装架：自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。自动装架在工艺上主要要熟悉设备 *** 作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

7、烧结：烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170℃，1小时。绝缘胶一般150℃，1小时。银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。

8、压焊：压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程，先在LED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。压焊是LED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金（铝）丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。

9、点胶封装：LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED无法通过气密性试验）一般情况下TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对 *** 作水平要求很高（特别是白光LED），主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

10、灌胶封装：Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。

11、模压封装：将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。

12、固化与后固化：固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135℃，1小时。模压封装一般在150℃，4分钟。

13、后固化：后固化是为了让环氧充分固化，同时对LED进行热老化。后固化对于提高环氧与支架（PCB）的粘接强度非常重要。一般条件为120℃，4小时。

14、切筋和划片：由于LED在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作。

15、测试：测试LED的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LED产品进行分选。

16、包装：将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。

根据国际封装流程，Molding属于后段工程，目前大部分工艺都是半自动或全自动设备系统化封胶，人工的老式一冲一模式生产只用来试验打样模具工艺是Molding的关键，封装胶的处理预热是另一个影响质量的原因，有大量参数必需要监控才能完善封胶程序。谨此大概介绍，实务上有大量细节未尽细说，谨供参考!

---