BGA封装工艺简介1

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,Introduction of BGA Assembly ProcessBGA,封装工艺简介,1,BGA Package,Structure,TOP/Bottom VIEW,SIDE VIEW,2,Typical Assembly Process Flow,FOL/,前段,EOL/,中段,Reflow/,回流,EOL/,后段,Final Test/,测试,3,FOL Front of Line,前段工艺,Back,Grinding,磨片,Wafer,晶圆,Wafer Mount,晶圆安装,Wafer Saw,晶圆切割,Wafer Wash,晶圆清洗,Die Attach,芯片粘接,Epoxy Cure,银浆固化,Wire Bond,引线焊接,Optical,检验,Optical,检验,EOL,4,FOL Front of Line Wafer,【Wafer】,晶圆,5,FOL Back Grinding,背面减薄,Taping,粘膜,Back,Grinding,磨片,De-Taping,去胶带,将从晶圆厂出来的,Wafer,进行背面研磨，来减薄晶圆达到 封装需要的厚度（,5mils10mils,）；,磨片时，需要在正面（,Active Area,）贴胶带保护电路区域 同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；,6,FOL Wafer Saw,晶圆切割,Wafer Mount,晶圆安装,Wafer Saw,晶圆切割,Wafer Wash,清洗,目的：,将晶圆粘贴在蓝膜（,Tape,）上，使得即使被切割开后，不会散落；,通过,Saw Blade,将整片,Wafer,切割成一个个独立的,Dice,，方便后面的,Die Attach,等工序；,Wafer Wash,主要清洗,Saw,时候产生的各种粉尘，清洁,Wafer,；,7,FOL Back Grinding,背面减薄,FRAME,TAPE,WAFER,8,FOL Wafer Saw,晶圆切割,Wafer Saw Machine,Saw Blade(,切割刀片,),：,Life Time,：,9001500M,；,Spindlier Speed,：,3050K rpm,：,Feed Speed,：,3050/s;,9,FOL Optical Inspection,主要是针对,Wafer Saw,之后在显微镜下进行,Wafer,的外观检查，是否有出现不良产品,。,Chipping Die,崩 边,10,FOL Die Attach,芯片粘接,Write Epoxy,Die Attach,Epoxy Cure,Epoxy Storage,：零下,50,度存放；,Epoxy Aging,：使用之前回温，除去气泡；,Epoxy Writing,：点银浆于,L/F,的,Pad,上，,Pattern,可选,；,11,FOL Die Attach,芯片粘接,芯片拾取过程：,1,、,Ejector Pin,从,wafer,下方的,Mylar,顶起芯片，使之便于 脱离蓝膜；,2,、,Collect/Pick up head,从上方吸起芯片，完成从,Wafer,到,L/F,的运输过程；,3,、,Collect,以一定的力将芯片,Bond,在点有银浆的,L/F,的,Pad,上，具体位置可控；,4,、,Bond Head Resolution,：,X-0.2um,；,Y-0.5um,；,Z-1.25um,；,5,、,Bond Head Speed,：,1.3m/s,；,12,FOL Die Attach,芯片粘接,Epoxy Write,：,Coverage 75%;,Die Attach,：,Placement0.05mm;,13,Die Bond,(Die Attach),上 片,BOND HEAD,SUBSTRATE,EPOXY,EPOXY CURE ( DIE BOND CURE),FOL Die Attach,芯片粘接,14,FOL Epoxy Cure,银浆固化，检验,银浆固化：,175C,，,1,个小时；,N2,环境，防止氧化：,Die Shear,（芯片剪切力）,15,FOL Wire Bonding,引线焊接,利用高纯度的金线（,Au,） 、铜线（,Cu,）或铝线（,Al,）把,Pad,和,Lead,通过焊接的方法连接起来。,Pad,是芯片上电路的外接 点，,Lead,是,Lead Frame,上的 连接点。,W/B,是封装工艺中最为关键的一部工艺。,16,FOL Wire Bonding,引线焊接,【Gold Wire】,焊接金线,实现芯片和外部引线框架的电性和物 理连接；,金线采用的是,99.99%,的高纯度金；,同时，出于成本考虑，目前有采用铜 线和铝线工艺的。铜铝线优点是成本降 低，同时工艺难度加大，良率降低；,线径决定可传导的电流；,0.8mil,，,1.0mil,，,1.3mils,，,1.5mils,和,2.0mils,；,17,FOL Wire Bonding,引线焊接,Key Words,：,Capillary,：陶瓷劈刀。,W/B,工艺中最核心的一个,Bonding Tool,，内部为空心，中间穿上金线，并分别在芯片的,Pad,和,Lead Frame,的,Lead,上形成第一和第二焊点；,EFO,：打火杆。用于在形成第一焊点时的烧球。打火杆打火形成高温，将外露于,Capillary,前端的金线高温熔化成球形，以便在,Pad,上形成第一焊点（,Bond Ball,）；,Bond Ball,：第一焊点。指金线在,Cap,的作用下，在,Pad,上形成的焊接点，一般为一个球形；,Wedge,：第二焊点。指金线在,Cap,的作用下，在,Lead Frame,上形成的焊接点，一般为月牙形（或者鱼尾形）；,W/B,四要素：压力（,Force,）、超声（,USG Power,）、时间（,Time,）、温度（,Temperature,）；,18,FOL Wire Bonding,引线焊接,陶瓷的,Capillary,内穿金线，并且在,EFO,的作用下，高温烧球；,金线在,Cap,施加的一定压力和超声的作用下，形成,Bond Ball,；,金线在,Cap,施加的一定压力作用下，形成,Wedge,；,19,FOL Wire Bonding,引线焊接,EFO,打火杆在磁嘴前烧球,Cap,下降到芯片的,Pad,上，加,Force,和,Power,形成第一焊点,Cap,牵引金线上升,Cap,运动轨迹形成良好的,Wire Loop,Cap,下降到,Lead Frame,形成焊接,Cap,侧向划开，将金线切断，形成鱼尾,Cap,上提，完成一次动作,20,FOL Wire Bonding,引线焊接,Wire Bond,的质量控制：,Wire Pull,、,Stitch Pull,（金线颈部和尾部拉力）,Ball Shear,（金球推力）,Wire Loop,（金线弧高）,Ball Thickness,（金球厚度）,Crater Test,（弹坑测试）,Intermetallic,（金属间化合物测试）,Size,Thickness,21,FOLOptical Inspection,检查,检查,Die Attach,和,Wire Bond,之后有无各种废品,22,正常品,23,Material Problem,24,Peeling,1,st,Bond Fail ( I ),25,Ball Lift,1,st,Bond Fail (II),Ball Lift,26,Neck Crack,1,st,Bond Fail ( III ),27,Off Center,1st Bond Fail (IV),Off Center Ball,28,1,st Bond Fail (V),Smash Ball,Smash Ball,29,With Weld,Wire,Capillary Mark,Missing Weld,Wire Broken,Lead,Bonding Weld Inspection,：,Weld Detection,30,2,nd,Bond Fail ( II ),縫點脫落,31,Looping Fail(Wire Short,I,),Wire Short,32,Looping Fail(Wire Short II),Loop Base Bend,Wire Short,33,Looping Fail(Wire Short III),Excessive Loop,Wire Short,34,EOL End of Line,后段工艺,Molding,注塑,EOL,Laser Mark,激光打字,PMC,高温固化,Ball Attach,植 球,Test,测试,S,ingulation,切单,FVI,终检,Packing,包装,35,EOL Molding,（注塑）,【Mold Compound】,塑封料,/,环氧树脂,主要成分为：环氧树脂及各种添加剂（固化剂，改性剂，脱 模剂，染色剂，阻燃剂等）；,主要功能为：在熔融状态下将,Die,和金丝等包裹起来，提供物理和电气保护，防止外界干扰；,存放条件：零下,5,保存，常温下需回温,24,小时；,36,EOL Molding,（注塑）,为了防止外部环境的冲击，利用,EMC,把,Wire Bonding,完成后的产品封装起 来的过程，并需要加热硬化。,Before Molding,After Molding,37,EOL Molding,（注塑）,EMC,（塑封料）为黑色,/,白色块状，低温存储，使用前需先回温。其特性为：在高温下先处于熔融状态，然后会逐渐硬化，最终成型。,Molding,参数：,Molding Temp,：,175185C,；,Clamp Pressure,：,30004000N,；,Transfer Pressure,：,10001500Psi,；,Transfer Time,：,515s,；,Cure Time,：,60120s,；,Top chase,Air vent,Bottom chase,Cavity,Substrate,Plunger,Pot,Gate insert,Runner,Compound,Bottom,cull block,Top,cull block,Molding,SIDE VIEW,上顶式注塑,38,EOL Molding,（注塑）,：下压式注塑,-,基板置于模具,Cavity,中，模具合模。,-,块状,EMC,放入模具注浇口中,-,高温下，,EMC,开始熔化，顺着轨道流向,Cavity,中,-,从底部开始，逐渐覆盖芯片,-,完全覆盖包裹完毕，成型固化,39,EOL Molding,（注塑）,常見之,Molding,缺陷,充填,不良,( Incomplete Fill ),黏膜,( Sticking ),氣孔,( Void/Blister ),金線歪斜,( Wire Sweep ),晶片座偏移,( Pad Shift ),表面針孔,( Rough Surface in Pin Hole),流痕,( Flow Mark ),溢膠,( Resin Bleed ),40,EOL Post Mold Cure,（模后固化）,用于,Molding,后塑封料的固化，保护产品内部结构，消除内部应力。,Cure Temp,：,175+/-5C,；,Cure Time,：,48Hrs,ESPEC Oven,4hrs,41,EOL Laser Mark,（激光打字）,在产品（,Package,）的正面或者背面激光刻字。内容有：产品名称，生产日期，生产批次等；,Before,After,42,EOL,Ball Attach,植球,植球前之產品,植球完成之產品,43,EOL,Ball Attach,植球,MOTOROLA BGA MSA-250-A PLUS,植球機,44,EOL,Ball Attach,植球,CONCEPTRONIC HVC-155,迴銲爐,45,VACUUM,BALL ATTACH TOOL,SOLDER BALL,FLUX,FLUX PRINTING,BALL ATTACH,REFLOW,EOL,Ball Attach,植球,46,Ball,REFLOW,参数,EOL,Ball Attach,植球,47,REFLOW,PROFILE,EOL,Ball Attach,植球,48,EOL,Singulation,將整條,CLAER,完畢之,SUBSTRATE,產品，切割成單顆的正式,BGA,產品,Saw Spindle,49,EOL,Singulation,ASM BG-289,切割机,：,將整條,CLAER,完畢之,SUBSTRATE,產品，切割成單顆的正式,BGA,產品,50,EOL,Singulation,切,单,前之產品,切单,完成之產品,51,EOL,Test,测试,：根据测试程式检测产品的功能、元器件的连接情况等,52,EOL Final Visual Inspection,（终检）,Final Visual Inspection-FVI,在低倍放大镜下，对产品外观进行检查。主要针对,EOL,工艺可能产生的废品：例如,Molding,缺陷，切单缺陷和植球缺陷等；,53,EOL Packing,包装,：按照一定的批次数量等 装箱出货,Ttay,盘,抽真空,纸箱,54,The End,Thank You,！,Introduction of IC Assembly Process,55,