半导体封装工艺介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Introduction of IC Assembly ProcessIC,封装工艺简介,艾,IC Process Flow,Customer,客 户,IC Design,IC,设计,Wafer Fab,晶圆制造,Wafer Probe,晶圆测试,Assembly&Test,IC,封装测试,SMT,IC,组装,IC Package,（,IC,的封装形式）,Package-,封装体：,指芯片（,Die,）和不同类型的框架（,L/F,）和塑封料（,EMC,）形成的不同外形的封装体。,IC Package,种类很多，可以按以下标准分类：,按封装材料划分为：,金属封装、陶瓷封装、塑料封装,按照和,PCB,板连接方式分为：,PTH,封装和,SMT,封装,按照封装外型可分为：,SOT,、,SOIC,、,TSSOP,、,QFN,、,QFP,、,BGA,、,CSP,等；,IC Package,（,IC,的封装形式）,按封装材料划分为：,金属封装,陶瓷封装,塑料封装,金属封装主要用于军工或航天技术，无商业化产品；,陶瓷封装优于金属封装，也用于军事产品，占少量商业化市场；,塑料封装用于消费电子，因为其成本低，工艺简单，可靠性高而占有绝大部分的市场份额；,IC Package,（,IC,的封装形式）,按与,PCB,板的连接方式划分为：,PTH,SMT,PTH-Pin Through Hole,通孔式；,SMT-Surface Mount Technology,，表面贴装式。,目前市面上大部分,IC,均采为,SMT,式的,SMT,IC Package,（,IC,的封装形式）,按封装外型可分为：,SOT,、,QFN,、,SOIC,、,TSSOP,、,QFP,、,BGA,、,CSP,等；,决定封装形式的两个关键因素,:,封装效率。芯片面积,/,封装面积，尽量接近,1:1,；,引脚数。引脚数越多，越高级，但是工艺难度也相应增加；,其中，,CSP,由于采用了,Flip Chip,技术和裸片封装，达到了 芯片面积,/,封装面积,=1:1,，为目前最高级的技术；,封装形式和工艺逐步高级和复杂,IC Package,（,IC,的封装形式）,QFNQuad Flat No-lead Package,四方无引脚扁平封装,SOICSmall Outline IC,小外形,IC,封装,TSSOPThin Small Shrink Outline Package,薄小外形封装,QFPQuad Flat Package,四方引脚扁平式封装,BGABall Grid Array Package,球栅阵列式封装,CSPChip Scale Package,芯片尺寸级封装,IC Package,Structure,（,IC,结构图）,TOP VIEW,SIDE VIEW,Lead Frame,引线框架,Gold Wire,金 线,Die Pad,芯片焊盘,Epoxy,银浆,Mold Compound,环氧树脂,Raw Material in Assembly(,封装原材料,),【Wafer】,晶圆,Raw Material in Assembly(,封装原材料,),【Lead Frame】,引线框架,提供电路连接和,Die,的固定作用；,主要材料为铜，会在上面进行镀银、,NiPdAu,等材料；,L/F,的制程有,Etch,和,Stamp,两种；,易氧化，存放于氮气柜中，湿度小 于,40%RH;,除了,BGA,和,CSP,外，其他,Package,都会采用,Lead Frame,，,BGA,采用的是,Substrate,；,RawMaterialinAssembly(,封装原,材,材料,),【GoldWire】,焊接金,线,线,实现芯,片,片和外,部,部引线,框,框架的,电,电性和,物,物,理,理,连,连接；,金线采,用,用的是,99.99%,的高纯,度,度金；,同时，,出,出于成,本,本考虑,，,，目前,有,有采用,铜,铜,线,线,和,和铝线,工,工艺的,。,。优点,是,是成本,降,降低，,同,同时,工,工艺难,度,度加大,，,，良率,降,降低；,线径决,定,定可传,导,导的电,流,流；,0.8mil,，,1.0mil,，,1.3mils,，,1.5mils,和,2.0mils,；,RawMaterialinAssembly(,封装原,材,材料,),【MoldCompound】,塑封料,/,环氧树,脂,脂,主要成,分,分为：,环,环氧树,脂,脂及各,种,种添加,剂,剂（固,化,化剂，,改,改性剂,，,，脱,模,模剂，,染,染色剂,，,，阻燃,剂,剂等）,；,；,主要功,能,能为：,在,在熔融,状,状态下,将,将,Die,和,Lead Frame,包裹起,来,来，,提,提供物,理,理和电,气,气保护,，,，防止,外,外界干,扰,扰；,存放条,件,件：零,下,下,5,保存，,常,常温下,需,需回温,24,小时；,RawMaterialinAssembly(,封装原,材,材料,),成分为,环,环氧树,脂,脂填充,金,金属粉,末,末（,Ag,）；,有三个,作,作用：,将,将,Die,固定在,DiePad,上；,散,散热,作,作用，,导,导电作,用,用；,-50,以下存,放,放，使,用,用之前,回,回温,24,小时,；,【Epoxy,】,】,银浆,TypicalAssemblyProcess Flow,FOL/,前段,EOL/,中段,Plating/,电镀,EOL/,后段,FinalTest/,测试,FOL,Front of Line,前段工,艺,艺,Back,Grinding,磨片,Wafer,WaferMount,晶圆安,装,装,WaferSaw,晶圆切,割,割,WaferWash,晶圆清,洗,洗,DieAttach,芯片粘,接,接,EpoxyCure,银浆固,化,化,Wire Bond,引线焊,接,接,2ndOptical,第二道,光,光检,3rdOptical,第三道,光,光检,EOL,FOL,BackGrinding,背面减,薄,薄,Taping,粘胶带,Back,Grinding,磨片,De-Taping,去胶带,将从晶,圆,圆厂出,来,来的,Wafer,进行背,面,面研磨,，,，来减,薄,薄晶圆,达,达到,封,封装,需,需要的,厚,厚度（,8mils10mils,）；,磨片时,，,，需要,在,在正面,（,（,ActiveArea,）贴胶,带,带保护,电,电路区,域,域,同,同时,研,研磨背,面,面。研,磨,磨之后,，,，去除,胶,胶带，,测,测量厚,度,度；,FOL,Wafer Saw,晶圆切,割,割,WaferMount,晶圆安,装,装,WaferSaw,晶圆切,割,割,WaferWash,清洗,将晶圆,粘,粘贴在,蓝,蓝膜（,Mylar,）上，,使,使得即,使,使被切,割,割开后,，,，不会,散,散落；,通过,SawBlade,将整片,Wafer,切割成,一,一个个,独,独立的,Dice,，方便,后,后面的,DieAttach,等工序,；,；,WaferWash,主要清,洗,洗,Saw,时候产,生,生的各,种,种粉尘,，,，清洁,Wafer,；,FOL,Wafer Saw,晶圆切,割,割,WaferSawMachine,SawBlade(,切割刀,片,片,),：,Life Time,：,9001500M,；,SpindlierSpeed,：,3050Krpm,：,Feed Speed,：,3050/s;,FOL,2ndOptical Inspection,二光检,查,查,主要是针,对,对,Wafer Saw,之后在显,微,微镜下进,行,行,Wafer,的外观检,查,查，是否,有,有出现废,品,品,。,ChippingDie,崩 边,FOLDieAttach,芯片粘接,Write Epoxy,点银浆,DieAttach,芯片粘接,Epoxy Cure,银浆固化,Epoxy Storage,：零下,50,度存放；,Epoxy Aging,：使用,之,之前回温,，,，除去气,泡,泡；,Epoxy Writing,：点银,浆,浆于,L/F,的,Pad,上，,Pattern,可选,；,FOLDieAttach,芯片粘接,芯片拾取,过,过程：,1,、,EjectorPin,从,wafer,下方的,Mylar,顶起芯片,，,，使之便,于,于,脱,脱离蓝膜,；,；,2,、,Collect/Pickuphead,从上方吸,起,起芯片，,完,完成从,Wafer,到,L/F,的运输过,程,程；,3,、,Collect,以一定的,力,力将芯片,Bond,在点有银,浆,浆的,L/F,的,Pad,上，具体,位,位置可控,；,；,4,、,BondHead Resolution,：,X-0.2um,；,Y-0.5um,；,Z-1.25um,；,5,、,BondHead Speed,：,1.3m/s,；,FOLDieAttach,芯片粘接,Epoxy Write,：,Coverage75%;,DieAttach,：,Placement99.95%,的,高,高,纯,纯,度,度,的,的,锡,锡,（,（,Tin,）,，,，,为,为,目,目,前,前,普,普,遍,遍,采,采,用,用,的,的,技,技,术,术,，,，,符,符,合,合,Rohs,的,要,要,求,求,；,；,Tin-Lead,：,铅,铅,锡,锡,合,合,金,金,。,。,Tin,占,85%,，,Lead,占,15%,，,由,由,于,于,不,不,符,符,合,合,Rohs,，,目,目,前,前,基,基,本,本,被,被,淘,淘,汰,汰,；,；,EOL,PostAnnealingBake,（,电,电,镀,镀,退,退,火,火,）,）,目,的,的,：,：,让,让,无,无,铅,铅,电,电,镀,镀,后,后,的,的,产,产,品,品,在,在,高,高,温,温,下,下,烘,烘,烤,烤,一,一,段,段,时,时,间,间,，,，,目,目,的,的,在,在,于,于,消,消,除,除,电,电,镀,镀,层,层,潜,潜,在,在,的,的,晶,晶,须,须,生,生,长,长,（,（,WhiskerGrowth,）,的,的,问,问,题,题,;,条,件,件,：,：,150+/-5C;2Hrs,；,晶,须,须,晶,须,须,，,，,又,又,叫,叫,Whisker,，,是,是,指,指,锡,锡,在,在,长,长,时,时,间,间,的,的,潮,潮,湿,湿,环,环,境,境,和,和,温,温,度,度,变,变,化,化,环,环,境,境,下,下,生,生,长,长,出,出,的,的,一,一,种,种,须,须,状,状,晶,晶,体,体,，,，,可,可,能,能,导,导,致,致,产,产,品,品,引,引,脚,脚,的,的,短,短,路,路,。,EOL,Trim&Form,（,切,切,筋,筋,成,成,型,型,）,）,Trim,：,将,将,一,一,条,条,片,片,的,的,LeadFrame,切,割,割,成,成,单,单,独,独,的,的,Unit,（,IC,）,的,的,过,过,程,程,；,；,Form,：,对,对,Trim,后,的,的,IC,产,品,品,进,进,行,行,引,引,脚,脚,成,成,型,型,，,，,达,达,到,到,工,工,艺,艺,需,需,要,要,求,求,的,的,形,形,状,状,，,，,并,并,放,放,置,置,进,进,Tube,或,者,者,Tray,盘,中,中,；,；,EOL,Trim&Form,（,切,切,筋,筋,成,成,型,型,）,）,CuttingTool&,FormingPunch,CuttingDie,StripperPad,FormingDie,1,2,3,4,EOL,FinalVisualInspection,（,第,第,四,四,道,道,光,光,检,检,）,）,FinalVisualInspection-FVI,在,低,低,倍,倍,放,放,大,