IC封装工艺简介(PPT 45页)

IC封装工艺简介( ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt 45页)IntroductionofICAssemblyProcess一、概念半导体芯片封装是指运用膜技术及纤细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上规划、粘贴固定及衔接，引出接线端子并经过可塑性绝缘介质灌封固定，构成全体平面结构的工艺。此概念为狭义的封装定义。更狭义的封装是指封装工程，将封装体与基板衔接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个系统综合功用的工程。将前面的两个定义结合起来构成狭义的封装概念。半导体封装的目的及作用第一，维护：半导体芯片的消费车间都有十分严峻的消费条件控制，恒定的温度〔230±3℃〕、恒定的湿度〔50±10%〕、严峻的空气尘埃颗粒度控制〔普通介于1K到10K〕及严峻的静电维护措施，暴露的装芯片只需在这种严峻的环境控制下才不会失效。但是，我们所生活的周围环境完全不可以具有这种条件，高温可以会有-40℃、高温可以会有60℃、湿度可以抵达100%，假定是汽车产品，其义务温度可以高达120℃以上，为了要维护芯片，所以我们需求封装。第二，支撑：支撑有两个作用，一是支撑芯片，将芯片固定好便于电路的衔接，二是封装完成以后，构成一定的外形以支撑整个器件、使得整个器件不易损坏。半导体封装的目的及作用第三，衔接：衔接的作用是将芯片的电极和外界的电路连通。引脚用于和外界电路连通，金线那么将引脚和芯片的电路衔接起来。载片台用于承载芯片，环氧树脂粘合剂用于将芯片粘贴在载片台上，引脚用于支撑整个器件，而塑封体那么起到固定及维护作用。第四，牢靠性：任何封装都需求构成一定的牢靠性，这是整个封装工艺中最重要的权衡目的。原始的芯片分开特定的生活环境后就会损毁，需求封装。芯片的义务寿命，主要决于对封装资料和封装工艺的选择。ICProcessFlowCustomer客户ICDesignIC设计WaferFab晶圆制造WaferProbe晶圆测试Assembly&TestIC封装测试SMTIC组装ICPackage〔IC的封装方式〕Package--封装体：指芯片〔Die〕和不同类型的框架〔L/F〕和塑封料〔EMC〕构成的不同外形的封装体。ICPackage种类很多，可以按以下 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 分类：按封装资料划分为：金属封装、陶瓷封装、塑料封装依照和PCB板衔接方式分为：PTH封装和SMT封装依照封装外型可分为：SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等；ICPackage〔IC的封装方式〕按封装资料划分为：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，占大批商业化市场；塑料封装用于消费电子，由于其本钱低，工艺复杂，牢靠性高而占有绝大局部的市场份额；ICPackage〔IC的封装方式〕按与PCB板的衔接方式划分为：PTHSMTPTH-PinThroughHole,通孔式；SMT-SurfaceMountTechnology，外 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 贴装式。目前市面上大局部IC均采为SMT式的SMTICPackage〔IC的封装方式〕按封装外型可分为：SOT、QFN、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等；决议封装方式的两个关键要素: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，越初级，但是工艺难度也相应添加；其中，CSP由于采用了FlipChip技术和裸片封装，到达了芯片面积/封装面积=1:1，为目前最初级的技术；封装方式和工艺逐渐初级和复杂ICPackage〔IC的封装方式〕QFN—QuadFlatNo-leadPackage四方无引脚扁平封装SOIC—SmallOutlineIC小外形IC封装TSSOP—ThinSmallShrinkOutlinePackage薄小外形封装QFP—QuadFlatPackage四方引脚扁平式封装BGA—BallGridArrayPackage球栅阵列式封装CSP—ChipScalePackage芯片尺寸级封装ICPackageStructure〔IC结构图〕TOPVIEWSIDEVIEWLeadFrame引线框架GoldWire金线DiePad芯片焊盘Epoxy银浆MoldCompound塑封料RawMaterialinAssembly(封装原资料)【Wafer】晶圆晶圆是指硅半导体集成电路制造所用的硅晶片，由于其外形为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制形成各种电路元件结构，而成为有特定电性功用之IC产品。RawMaterialinAssembly(封装原资料)【LeadFrame】引线框架提供电路衔接和Die的固定作用；主要资料为铜，会在下面停止镀银、NiPdAu等资料；L/F的制程有Etch和Stamp两种；易氧化，寄存于氮气柜中，湿度小于40%RH;除了BGA和CSP外，其他Package都会采用LeadFrame，BGA采用的是Substrate；RawMaterialinAssembly(封装原资料)【GoldWire】焊接金线完成芯片和外部引线框架的电性和物理衔接；金线采用的是99.99%的高纯度金；同时，出于本钱思索，目前有采用铜线和铝线工艺的。优点是本钱降低，同时工艺难度加大，良率降低；线径决议可传导的电流；0.8mil，1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils；RawMaterialinAssembly(封装原资料)【MoldCompound】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〕；主要功用为：在熔融形状下将Die和LeadFrame包裹起来，提供物理和电气维护，防止外界搅扰；寄存条件：零下5°保管，常温下需回温24小时；RawMaterialinAssembly(封装原资料)成分为环氧树脂填充金属粉末〔Ag〕；有三个作用：将Die固定在DiePad上；散热作用，导电作用；-50°以下寄存，运用之前回温24小时；【Epoxy】银浆---环氧树脂TypicalAssemblyProcessFlowFOL/前段EOL/中段Plating/电镀EOL/后段FinalTest/测试FOL–FrontofLine前段工艺BackGrinding磨片Wafer晶圆WaferMount晶圆装置WaferSaw晶圆切割WaferWash晶圆清洗DieAttach芯片粘接EpoxyCure银浆固化WireBond引线焊接2ndOptical第二道光检3rdOptical第三道光检EOLFOL–BackGrinding磨片Taping粘胶带BackGrinding磨片De-Taping去胶带将从晶圆厂出来的Wafer晶圆停止反面研磨，来减薄晶圆到达封装需求的厚度〔8mils~10mils〕；磨片时，需求在正面〔ActiveArea〕贴胶带维护电路区域同时研磨反面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；FOL–WaferSaw晶圆切割WaferMount晶圆装置WaferSaw晶圆切割WaferWash清洗将晶圆粘贴在蓝膜〔Mylar〕上，使得即使被切割开后，不会散落；经过SawBlade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便前面的DieAttach等工序；WaferWash主要清洗Saw时分发生的各种粉尘，清洁Wafer；FOL–WaferSaw晶圆切割WaferSawMachineSawBlade(切割刀片)：LifeTime：900~1500M；SpindlierSpeed：30~50Krpm：FeedSpeed：30~50/s;FOL–2ndOpticalInspection二光反省主要是针对WaferSaw之后在显微镜下停止Wafer的外观反省，能否有出现废品。ChippingDie崩边FOL–DieAttach芯片粘接WriteEpoxy点环氧树脂DieAttach芯片粘接EpoxyCure环氧树脂固化EpoxyStorage：零下50度寄存；运用之前回温，除去气泡；EpoxyWriting：点银浆于L/F的Pad上，Pattern可选；第一步：顶针从蓝膜下面将芯片往上顶、同时真空吸嘴将芯片往上吸，将芯片与膜蓝脱离。FOL–DieAttach芯片粘接第二步：将液态环氧树脂涂到引线框架的台载片台上。FOL–DieAttach芯片粘接第三步：将芯片粘贴到涂好环氧树脂的引线框架上。FOL–DieAttach芯片粘接FOL–EpoxyCure环氧树脂固化环氧树脂固化：-175°C，1个小时；N2环境，防止氧化：DieAttach质量反省：DieShear〔芯片剪切力〕FOL–WireBonding引线焊接应用高纯度的金线〔Au〕、铜线〔Cu〕或铝线〔Al〕把Pad和引线经过焊接的方法衔接起来。Pad是芯片上电路的外接点，引线是引线框架上的衔接点。引线焊接是封装工艺中最为关键的一部工艺。FOL–WireBonding引线焊接KeyWords：Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最中心的一个BondingTool，外部为空心，中间穿上金线，并区分在芯片的Pad和引线框架的引线上构成第一和第二焊点；EFO：打火杆。用于在构成第一焊点时的烧球。打火杆打火构成高温，将外露于Capillary前端的金线高温熔化成球形，以便在Pad上构成第一焊点〔BondBall〕；BondBall：第一焊点。指金线在Cap的作用下，在Pad上构成的焊接点，普通为一个球形；Wedge：第二焊点。指金线在Cap的作用下，在LeadFrame上构成的焊接点，普通为月牙形〔或许鱼尾形〕；W/B四要素：压力〔Force〕、超声〔USGPower〕、时间〔Time〕、温度〔Temperature〕；FOL–WireBonding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构成第一焊点Cap牵引金线上升Cap运动轨迹构成良好的WireLoopCap下降到LeadFrame构成焊接Cap侧向划开，将金线切断，构成鱼尾Cap上提，完成一次举措FOL–WireBonding引线焊接WireBond的质量控制：WirePull、StitchPull〔金线颈部和尾部拉力〕BallShear〔金球推力〕WireLoop〔金线弧高〕BallThickness〔金球厚度〕CraterTest〔弹坑测试〕Intermetallic〔金属间化合物测试〕SizeThicknessFOL–3rdOpticalInspection三光反省反省DieAttach和WireBond之后有无各种废品EOL–EndofLine后段工艺Molding注塑EOLLaserMark激光打字PMC高温固化De-flash/Plating去溢料/电镀Trim/Form切筋/成型4thOptical第四道光检Annealing电镀退火EOL–Molding〔注塑〕为了防止外部环境的冲击，应用塑封料把引线键合完成后的产品封装起来的进程，并需求加热硬化。BeforeMoldingAfterMoldingEOL–Molding〔注塑〕MoldingTool〔模具〕EMC〔塑封料〕为黑色块状，高温存储，运用前需先回温。其特性为：在高温下先处于熔融形状，然后会逐渐硬化，最终成型。Molding参数：MoldingTemp：175~185°C；ClampPressure：3000~4000N；TransferPressure：1000~1500Psi；TransferTime：5~15s；CureTime：60~120s；CavityL/FL/FEOL–Molding〔注塑〕MoldingCycle-块状塑封料放入模具孔中-高温下，塑封料末尾熔化，顺着轨道流向孔穴中-从底部末尾，逐渐掩盖芯片-完全掩盖包裹终了，成型固化EOL–LaserMark〔激光打字〕在产品〔Package〕的正面或许反面激光刻字。 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 有：产品称号，消费日期，消费批次等；BeforeAfterEOL–PostMoldCure〔模后固化〕用于Molding后塑封料的固化，维护IC外部结构，消弭外部应力。CureTemp：175+/-5°C；CureTime：8HrsESPECOven4hrsEOL–De-flash〔去溢料〕BeforeAfter目的：去溢料的目的在于去除模具后在管体周围引线之间多余的溢料；方法：弱酸浸泡，高压水冲洗；EOL–Plating〔电镀〕BeforePlatingAfterPlating应用金属和化学的方法，在引线框架的外表镀上一层镀层，以防止外界环境的影响〔湿润和热〕。并且使元器件在PCB板上容易焊接及提高导电性。电镀普通有两种类型：Pb-Free：无铅电镀，采用的是>99.95%的高纯度的锡〔Tin〕，为目前普遍采用的技术，契合Rohs的要求；Tin-Lead：铅锡合金。Tin占85%，Lead占15%，由于不契合Rohs，目前基本被淘汰；EOL–PostAnnealingBake〔电镀退火〕目的：让无铅电镀后的产品在高温下烘烤一段时间，目的在于消弭电镀层潜在的晶须生长的效果;条件：150+/-5C;2Hrs；晶须晶须，是指锡在长时间的湿润环境和温度变化环境下生长出的一种须状晶体，能够招致产品引脚的短路。EOL–Trim&Form〔切筋成型〕Trim：将一条片的引线框架切割成独自的Unit〔IC〕的进程；Form：对切筋后的IC产品停止引脚成型，到达工艺需求求的外形，并放置进Tube或许Tray盘中；EOL–Trim&Form〔切筋成型〕CuttingTool&FormingPunchCuttingDieStripperPadFormingDie1234EOL–FinalVisualInspection〔第四道光检〕FinalVisualInspection-FVI在低倍缩小镜下，对产品外观停止反省。主要针对EOL工艺能够发生的废品：例如Molding缺陷，电镀缺陷和Trim/Form缺陷等；