装片工序简介

1、装片工序简介装片工序简介Prepared By:Prepared By:李晓鹏李晓鹏DateDate: 2016.04.19: 2016.04.19JCET Confidential2目录目录一:半导体产业链及封测流程介绍介绍封测及装片在半导体产业链的位置二: 装片介绍装片人员介绍装片机台介绍装片物料介绍装片方法介绍装片环境介绍测量系统介绍三: 装片工艺趋势及挑战 介绍IC封装的roadmap 介绍装片困难点及发展趋势四:特殊封装工艺 锡膏/共晶/铅锡丝及FC工艺 JCET Confidential3半导体产业链介绍半导体产业链介绍Assy&test流程介绍流程介绍JCET Confi

2、dential4装片介绍装片介绍1.1. 装片解释装片解释: : 又称DA(Die Attach)或DB(Die Bond)，目的为将磨划切割好的芯片固定在框架上以便后续工序作业，是封装的一个重要流程，影响整个芯片封装。1.1. 装片作用：装片作用： a. 使芯片和封装体之间产生牢靠的物理性连接 b. 在芯片或封装体之间产生传导性或绝缘性的连接 c. 提供热量的传导及对内部应力的缓冲吸收3. 3. 装片因素图示：装片因素图示：JCET Confidential装片因素装片因素-人人输入输出设备操作机台正常运行/参数输入正确作业方法作业环境测量方法原物料准备正确的无不良的物料针对不可控因素针对不

3、可控因素人，通过规范标准等方法管控人，通过规范标准等方法管控人管控方法MES/物料handling指导书PM check list/改机查检表/参数查检表SPEC/WI/OCAP规范的作业方法SPECSOP/PFMEA规范的作业环境测量数据准确无偏差JCET Confidential6装片因素装片因素-机机因素设备名称设备型号机生产设备装片机ESEC、ASM、Hitachi等烤箱C sun等量测设备量测显微镜Olympus等低倍显微镜Olympus等存储设备氮气柜NA冰柜NA标准装片生产设备图示标准装片生产设备图示装片设备种类装片设备种类JCET Confidential7装片因素装片因素-机

4、机标准装片设备关键能力标准装片设备关键能力设备名称 关键机构机构模式设备型号关键能力装片机 Input/output LF loader模式ESEC2100SDLF strack to magazineMagazine to magazineASM AD838Hitachi DB700Index适用框架尺寸ESEC2100SD长度90300mm宽度20125mm厚度0.11.6mmASM AD838长度100300mm 宽度12101mm厚度0.121mmHitachi DB700长度100260mm 宽度3896mm厚度0.13mm加热功能ESEC2100SDMax：250CASM AD83

5、8NAHitachi DB7000300CWafer table适用铁圈种类ESEC2100SDRing/double ringASM AD838Ring/double ringHitachi DB700Ring/double ring作业晶圆尺寸ESEC2100SD4/6/8/12ASM AD8384/6/8Hitachi DB7004/6/8/12Dispenser点胶方式ESEC2100SD点胶、画胶ASM AD838点胶、画胶、蘸胶Hitachi DB700点胶、画胶Bondhead可吸片芯片尺寸ESEC2100SDXY:0.4525.4mm2/T:最小1milASM AD8380.1

6、50 x1505080 x5080um Hitachi DB700XY:0.7525mm2/T:23mil装片精度 ESEC2100SDX/Y位置偏差25um，旋转角度0.5ASM AD838X/Y位置偏差1.5mil，旋转角度1Hitachi DB700X/Y位置偏差25um，旋转角度0.5JCET Confidential8装片因素装片因素-机机标准装片设备作业原理标准装片设备作业原理PickDispenserJCET Confidential9装片因素装片因素-机机设备型号关键机构作业能力C sun QMO-2DSF加热机构爬升速率：Max 7C/min温度范围：60250C温度偏差：约

7、1C氮气输入流量Max：15L/min风扇马达Max：60Hz烘烤设备图示烘烤设备图示烘烤设备关键能力烘烤设备关键能力JCET Confidential10装片因素装片因素-机机烘烤设备原理烘烤设备原理 为了使胶固化，需要对装片后的产品进行高温烘烤，固化后胶质凝固，芯片与基板结合更加牢固。胶固化条件，依不同胶的特性，存在不同的烘烤条件。烘烤控制的参数： 升温速率 烘烤温度 恒温时间 氮气流量挥发JCET Confidential11量测设备量测设备设备名称设备图片量测项目目的量测显微镜产品外观检出芯片划伤沾污等装片精度检出芯片偏移量胶层厚度检出胶层厚度芯片倾斜检出芯片倾斜低倍显微镜产品外观检出

8、芯片划伤沾污等装片方向防止wrong bonding溢胶覆盖检出溢胶不足45显微镜爬胶高度检出溢胶不足或银胶沾污Dage4000推晶值检出银胶粘结力装片因素装片因素-机机JCET Confidential12量测设备检测项目及检出异常处理措施量测设备检测项目及检出异常处理措施装片因素装片因素-机机制程名称设备名称产品产品/制程规格/公差测量方法抽样数频率控制方法异常处置装片显微镜芯片背面顶针印GGP-SiP-DB-101SiP装片作业指导书高倍显微镜100X2颗2units1次/改机更换顶针更换吸嘴记录表OCAP:：装片芯片背面有顶针痕迹_B显微镜外观GGP-WI-082-SiP001SIP产

9、品内部目检标准显微镜6.7-100倍、高倍100倍以上1条全检100%首检：1次/开机、改机、修机、换班自检：每料盒记录表OCAP：装片外观不良测量显微镜胶厚（适用于胶装产品）GGP-SiP-DB-101SiP装片作业指导书测量显微镜200X4点/颗；2颗/条；1条/机1次/开机、接班、修机、改机记录表OCAP：胶厚不良显微镜位置布线图测量显微镜2颗1次/开机、接班、修机、改机记录表OCAP：芯片偏移或歪斜DAGE400推晶GGP-SiP-DB-101SiP装片作业指导书推晶1颗每班每烘箱unloading时送测一次SPCOCAP：装片芯片推晶SPC控制异常JCET Confidential1

10、3存储设备存储设备设备型号设备图片存储物料关键项目目的氮气柜晶圆/框架/产品氮气流量避免物料产品氧化冰箱银胶/DAF避免银胶失效避免银胶失效装片因素装片因素-机机JCET Confidential14装片因素装片因素-料料物料种类物料名称作用分类直接材料框架承载装片后的芯片leadframesubstrate黏着剂固定芯片EpoxyDAF芯片功能核心SiliconGaAs间接材料顶针顶出芯片金属顶针塑胶顶针吸嘴吸取芯片橡胶吸嘴电木吸嘴钨钢吸嘴点胶头 银胶出胶粘取芯片点胶头印胶头JCET Confidential15直接材料直接材料-框架图示框架图示装片因素装片因素-料料LFSubstrateJ

11、CET Confidential16直接材料直接材料-框架特性框架特性装片因素装片因素-料料项目框架DAP镀层银铜银/铜镍金/镍钯金/SM镍金/镍钯金/SM优缺点银具有憎水性且较不活泼易氧化但可靠性佳易导致芯片桥架在环镀银层上出现的tilt及void金层亲水性特性易导致Resin bleed金层亲水性特性易导致Resin bleed改善方法NA材料保存及烘烤氮气流量管控管控芯片/pad尺寸比例减小金层毛细效应减小金层毛细效应结构材质铜/银铜/银铜/银PP、core、SM、铜等金属PP、core、SM、铜等金属优缺点CTE匹配CTE匹配CTE匹配CTE差异过大易导致分层CTE差异过大易导致分层改

12、善方法NANANA无有效改善方法无有效改善方法JCET Confidential17装片因素装片因素-料料粘着剂的工艺流程粘着剂的工艺流程点胶点胶JCET Confidential18装片因素装片因素-料料直接材料直接材料-粘着剂特性粘着剂特性Data sheet性能表现常见异常改善方法die shear粘结能力粘结不良脱管改善烘烤程序覆盖率热导率产品散热NANATgTg越高越能抵抗热冲击NANA吸湿率低吸湿率有助于减少分层胶层吸湿分层管控存储条件体积电阻率电传导空洞分层增加电阻率优化装片烘烤参数CTE低的CTE会利于减少分层NANA弹性模量弹性模量越低越有助于减少胶体破裂弹性系数较大增加BL

13、T厚度，针对性应用合适die size触变指数银胶流变性拉丝滴胶优化点胶参数填充物填充物颗粒度/比重较大颗粒度/比重造成点胶头堵塞优化点胶头孔径粘度变化衡量银胶寿命的因素寿命内粘度变化过大NA重量损失越小越好，减少voidChannel void优化烘烤程序离子挥发越少越好，防止腐蚀芯片pad腐蚀增加烤箱排风管孔径JCET Confidential直接材料直接材料-芯片图示及芯片结构芯片图示及芯片结构装片因素装片因素-料料JCET Confidential项目 分类图片 材质 构造 厚度 常见异常 改善方法 TopBottom芯片种类Si 氧化硅无via hole+背金一般100umNA NA

14、 GaAs 砷化镓via hole+背金 一般为50120um爬胶过高 优化点胶头及点胶参数芯片顶裂优化顶针及pick参数调整顶针中心避开via hole20直接材料直接材料-芯片特性芯片特性装片因素装片因素-料料Si芯片工作原理图GaAs芯片工作原理图JCET Confidential21间接材料间接材料-顶针顶针装片因素装片因素-料料多顶针排布，顶针共面性单顶针排布技术指标：长度直径顶针顶部球径角度JCET Confidential22间接材料间接材料-顶针选用顶针选用rulerule装片因素装片因素-料料JCET Confidential23间接材料间接材料-吸嘴吸嘴装片因素装片因素-料

15、料橡胶吸嘴电木吸嘴塑料吸嘴钨钢吸嘴技术指标：吸嘴孔径、吸嘴外围尺寸、吸嘴材质（耐高温、吸嘴硬度）JCET Confidential间接材料间接材料-吸嘴选用吸嘴选用rulerule装片因素装片因素-料料JCET Confidential25间接材料间接材料-点胶头点胶头装片因素装片因素-料料JCET Confidential26间接材料间接材料点胶头选用点胶头选用rulerule装片因素装片因素-料料JCET Confidential装片因素装片因素-法法系统管理方法系统管理方法JCET Confidential28装片因素装片因素-法法规范管制规范管制输入输入输出输出机台正常运行/参数输入正

16、确正确的无不良的物料规范的作业方法规范的作业环境测量数据准确无偏差设备操作作业方法作业环境测量方法原物料准备人员按照标准作业JCET Confidential29装片因素装片因素-环境环境项目防护措施 规格作业规范环境无尘防护1000级01-00-008_电路事业中心无尘室管理规范_K空调温度设定25cESD防护1.0E5-1.0E901-00-144_集成电路事业中心ESD特殊防护作业规范_AJCET Confidential30装片因素装片因素-测测人 数据设备测量过程材料方法程序 输入 输出测量系统的能力-3个重要指数测量系统JCET Confidential31装片工艺趋势及挑战装片工艺趋势及挑战ICIC封装封装roadmaproadmapJCET Confidential32装片工艺趋势及挑战装片工艺趋势及挑战ICIC的封装形式的封装形式1. 按封装外型可分为： SOT 、QFN 、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP/WLSP等；2. 封装形式和工艺的发展趋势: 封装效率：芯片面积/封装面积，尽量接近1:1； 封装厚度：封装体厚度越来越薄小，且功能越来越强，需集成多颗芯片； 引脚数：引脚数越多，越高级，但是工艺难度也相应增加；封装形式