《集成电路封装工艺项目教程（活页式）》 课件汇 杨莉 项目1-4 晶圆减薄-引线键合

晶圆减薄项目导读集成电路封装主要有晶圆贴膜、减薄、划片、芯片粘接、引线键合、芯片封装、激光打标、电镀以及切筋成型等专业技能。从晶圆贴膜任务入手，先让读者对集成电路封装工艺有一个初步了解；然后详细介绍集晶圆贴膜、晶圆减薄等职业技能。通过晶圆减薄的任务实施，让读者进一步了解晶圆贴膜与减薄工艺。知识目标1.了解集成电路封装2.掌握晶圆贴膜与减薄的工艺操作3.掌握晶圆贴膜与减薄的质量评估4.会识读晶圆贴膜与减薄工艺相关的随件单技能目标1.能正确操作晶圆贴膜与减薄的设备，设置相关设备的常规参数2.能正确排查晶圆贴膜与减薄设备常见故障教学重点1．晶圆贴膜与减薄的工艺2．检验晶圆贴膜与减薄的质量教学难点晶圆贴膜与减薄的实施建议学时6学时推荐教学方法从任务入手，通过晶圆贴膜的操作，让读者了解晶圆贴膜的工艺操作，进而通过晶圆减薄的操作，熟悉晶圆减薄的质量评估推荐学习方法勤学勤练、动手操作是学好晶圆贴膜与减薄工艺的关键，动手完成晶圆贴膜与减薄任务实施，通过“边做边学”达到更好的学习效果晶圆减薄知识准备知识准备半导体封装是半导体制造工艺的后道工序，是指将通过测试的晶圆加工得到独立芯片的过程，即将制作好的半导体器件放入具有支持、保护的塑料、陶瓷或金属外壳中，并与外界驱动电路及其他电子元器件相连的过程。主要分传统封装和先进封装两种。传统封装是以引线框架型封装为主，芯片与引线框架通过焊线连接，引线框架的接脚连接PCB，主要包括DIP、SOP、QFP、QFN等封装形式，传统封装的功能主要在于芯片保护、尺度放大、电气连接三项功能。先进封装也称为高密度封装，采用先进的设计和工艺对芯片进行封装级重构，并有效提升系统性能。相较于传统封装，先进封装具有引脚数量增加、芯片系统更小型化且系统集成度更高等特点。据预测，2021-2025年，中国先进封装市场规模复合增速达到29.9%，预计2025年中国先进封装市场规模为1137亿元。先进封装的发展为我国的封测企业和设备制造公司带来了新一轮的机遇和挑战，工艺水平的提升为中国芯制造提供了坚实的保障。1.了解集成电路封装的结构与功能2.了解集成电路常见的分类方式3.了解典型的封装工艺流程知识目标知识准备背景封装好的芯片半导体封装是半导体制造工艺的后道工序，是指将通过测试的晶圆加工得到独立芯片的过程。传统封装先进封装背景2021-2025年，中国先进封装市场规模复合增速达到29.9%新一轮的挑战！2025年中国先进封装市场规模为1137亿元一、集成电路封装结构与功能集成电路封装是指利用微细加工技术及膜技术，将芯片和其他要素在框架或载板上布置、粘贴固定及连接，并引出接线端子，通过各自绝缘介质固定，构成整体立体结构的工艺。什么是封装？壳体引线框架芯片键合的引线封装结构图一、集成电路封装结构与功能为什么要封装？壳体引线框架芯片键合的引线封装结构图功能结构保护与支撑传递电能传递电信号提供散热通路集成电路封装是指利用微细加工技术及膜技术，将芯片和其他要素在框架或载板上布置、粘贴固定及连接，并引出接线端子，通过各自绝缘介质固定，构成整体立体结构的工艺。一、集成电路封装结构与功能封装后的外观？裸露芯片（晶粒）包封芯片测试后的晶圆集成电路封装是指利用微细加工技术及膜技术，将芯片和其他要素在框架或载板上布置、粘贴固定及连接，并引出接线端子，通过各自绝缘介质固定，构成整体立体结构的工艺。1.封装材料二、集成电路封装类型金属封装陶瓷封装塑料封装它采用金属作为壳体或底座，芯片直接或通过基板安装在外壳或底座上，并完成封盖。它采用陶瓷作为壳体或底座，通常采用的封装体材料是Al2O3。塑料封装采用环氧树脂、塑料、硅树脂等有机树脂材料完成封装。2.集成电路封装方式（与电路板的互连方式）二、集成电路封装类型通孔插装式PTH（Pinthroughhole）表面贴装式SMT（Surfacemounttechnology）直插式表面贴装式3.集成电路封装外形二、集成电路封装类型单边引脚交叉引脚式封装ZIP单列直插式封装SIP晶体管外形封装TO双列直插式封装DIP窄间距小外形封装SSOP小外形封装SOP双边引脚四侧引脚扁平封装QFP方形扁平无引脚封装QFN塑料有引线片式封装载体PLCC四边引脚底部引脚针脚阵列封装PGA

球栅阵列封装BGA芯片尺寸封装CSP1.集成电路封装工艺流程三、集成电路封装工艺集成电路封装通常在封装厂完成，不同的集成电路芯片加工顺序及工艺都有所区别。一般而言，集成电路封装始于集成电路晶圆完成之后，基本工艺流程分为前道工序和后道工序。芯片粘接贴膜/晶圆划片塑封电镀切筋成型激光打标贴膜/晶圆减薄引线键合前道工序后道工序1.集成电路封装工艺流程三、集成电路封装工艺芯片粘接贴膜/晶圆划片塑封电镀切筋成型激光打标贴膜/晶圆减薄引线键合减薄前减薄后LB1830LB1830LB18302.集成电路封装工序三、集成电路封装工艺晶圆减薄对晶圆背面进行减薄，减小晶圆的厚度，使其变薄、变轻，以满足封装的工艺要求。减薄之前在晶圆正面贴上一层保护膜以防止减薄过程中硅片表面电路受损。晶圆划片对完整的晶圆进行切割，将其切成一颗颗独立的晶粒，为后面单颗芯片的制作打好基础。在划片之前要在晶圆背面进行贴膜，主要就是起到保护和固定的作用。芯片粘接将切割好的晶粒从保护膜上取下，放到引线框架上并固定。引线键合使用金线等键合线，将晶粒的引线位和引线框架的引脚连接，使晶粒能与外部电路连接。2.集成电路封装工序三、集成电路封装工艺塑封对完成引线键合的半导体器件或电路芯片采用树脂等材料进行包装的一类封装。它可以保护器件免受外力损坏，同时加强器件的物理特性，便于使用。激光打标利用激光在塑封体表面打上去不掉的、字迹清楚的标识，这可以方便后续对元件的跟踪与辨识。根据客户需求，产品批次、产品名称、生产日期、制造商信息等可以作为打标的内容。打标工序一般在塑封或电镀之后进行，有时也会在切筋成型之后进行。电镀一般使用锡作为电镀材料进行电镀，目的是为了防止外露的引线框架生锈或受到其他污染。切筋成型去除引线框架上多余的引脚连接边，再将引脚打弯成所需要的形状。2.集成电路封装工序三、集成电路封装工艺1.封装的定义及其结构、功能2.封装产品根据封装材料、与电路板的互连方式、外形等的区分3.典型的传统封装流程课程小结知识准备任务一物料准备与晶圆贴膜工艺实施晶圆减薄知识目标任务一物料准备与晶圆贴膜工艺实施1.了解晶圆贴膜工艺作用、要求和实训设备2.理解晶圆减薄工位环境和作业注意事项3.掌握减薄工序的物料准备与贴膜的设备操作流程和岗位技能任务描述（1）按照产品要求与工艺流程单（随件单）信息，导入设备参数与物料信息；（2）根据生产安排，领取待减薄晶圆物料；（3）调整贴膜机，完成减薄前的贴膜操作。合格的晶圆贴膜要求如下：晶圆和蓝膜贴合紧密、无气泡、完整、无破损、划伤以及两者贴合处洁净，无污点；蓝膜边缘光滑、平整、无起皱、无毛边、渣刺。（1）按照产品要求与工艺流程单（随件单）信息，导入设备参数与物料信息；（2）根据生产安排，领取待减薄晶圆物料；（3）调整贴膜机，完成减薄前的贴膜操作。任务描述一、晶圆贴膜工艺1.晶圆贴膜的作用晶圆贴膜（FilmAttaching）是在晶圆表面贴上保护膜的过程，通常采用蓝膜作为保护膜。一般情况下，晶圆减薄工序和晶圆划片工序之前需要进行贴膜操作。晶圆划片。背面贴膜保护晶圆，防止损坏或污染

固定晶圆，防止划片时发生移动粘附晶粒，防止分离后分散支撑划片后的晶圆，使其保持原来形状晶圆减薄,正面贴膜保护晶圆电路，防止损坏或污染

固定晶圆，防止减薄时发生移动

36DA63.1-01一、晶圆贴膜工艺2.晶圆贴膜原材料晶圆贴片环晶圆框架盒定位缺口蓝膜（蓝色）UV膜（无色透明）蓝膜/UV膜一、晶圆贴膜工艺3.晶圆贴膜的质量要求蓝膜平整，无起皱现象；晶圆和蓝膜贴合紧密，无气泡；晶圆、蓝膜表面以及两者贴合处洁净，无污点；蓝膜边缘光滑，无毛边、扎刺；晶圆和蓝膜完整，无破损、划伤。注：遇到贴膜质量不良的情况需要先排查原因，确定是否设备或工艺出现问题，并对不合格的贴膜产品做出相应处理。一、晶圆贴膜工艺4.晶圆贴膜设备贴膜机是通过橡胶滚轮，使一定材料的保护膜（如蓝膜或UV膜）与晶圆、晶圆贴片环形成良好粘结的设备。晶圆贴膜机蓝膜区贴膜区设置区俯视图橡胶滚轮一、晶圆贴膜工艺4.晶圆贴膜设备贴膜机贴膜区域主要结构示意图①②③④⑤⑥⑦晶圆贴膜机一、晶圆贴膜工艺4.晶圆贴膜设备等离子风扇（离子风扇）调节旋钮离子指示灯离子针架等离子风扇是一种可提供平衡离子气流的离子消除器，可消除或中和集中目标和不易接触区域的静电荷。贴膜过程中需要要进行静电消除，防止晶圆上的电路受静电击穿而损坏，此时需要使用等离子风扇。二、晶圆减薄作业指导书贴膜与减薄位置二、晶圆减薄作业指导书外检位置二、晶圆减薄作业指导书减薄机操作面板说明二、晶圆减薄作业指导书减薄操作步骤1.物料准备：领取物料，核对信息。2.设备准备：确认贴膜机、减薄机等相关设备正常。3.贴膜操作：①将晶圆正面朝上放置于贴膜盘中央；②覆膜并切断，检查贴膜质量。4.减薄操作①将待减晶圆置于上料区，收料花篮置于下料区，注意位置准确；②点击“Start”运行减薄机，完成减薄；③质检、去膜。三、晶圆物料准备与贴膜1.设备与物料信息（1）导入减薄作业参数根据随件单上减薄参数的内容，在参数设置界面设置粗糙度、Z1/Z2转速、Z1/Z2冷却水流量等参数信息。注意：①新上产线：先进行作业参数调试，后导入合适的参数。②已上产线：直接调取已导入的数据。随件单-减薄参数部分参数设置界面三、晶圆物料准备与贴膜1.设备与物料信息（2）识读作业产品信息根据随件单上物料信息的内容，在作业产品信息填写界面填写产品名称、芯片批号、封装形式等信息。随件单-物料信息部分作业产品信息填写界面三、晶圆物料准备与贴膜2.物料领取（1）查看生产安排根据生产安排表，确认自己当前进行的工序，以及作业产品与生产的工位。生产安排表三、晶圆物料准备与贴膜2.物料领取（2）领取晶圆到待减薄产品区，打开对应氮气柜，领取本次作业的晶圆。待减薄产品区示意图三、晶圆物料准备与贴膜2.物料领取（3）核对物料信息将领取的晶圆移动至物流系统处，核对实物（包括标签）与随件单的信息，如名称、批号、片数等信息是否一致，核对完成后需要签字确认结果，保证进入生产的产品信息正确。核对物料信息并签字确认结果三、晶圆物料准备与贴膜2.物料领取（4）登陆物流系统在物流系统上，输入个人账户的用户名、密码，登录物流系统。生产物流管理系统界面三、晶圆物料准备与贴膜2.物料领取（5）出库物流信息拿起扫描枪，扫描花篮上的信息条码，确认屏幕出现的内容后，输入作业的工位号，完成物流出库程序。扫描枪扫描示意图三、晶圆物料准备与贴膜2.物料领取（6）送至贴膜区将出库后的物料转移至减薄贴膜区，准备贴膜。转移至减薄贴膜区示意图三、晶圆物料准备与贴膜3.贴膜准备（1）开启等离子风扇打开等离子风扇的开关旋钮，开启等离子风扇。目的：消除作业区域周围的静电，防止芯片受到静电损害。开启等离子风扇示意图三、晶圆物料准备与贴膜3.贴膜准备（2）确认蓝膜余量检查贴膜机的蓝膜区，如发现无蓝膜，需要给贴膜机补充蓝膜。补充蓝膜示意图三、晶圆物料准备与贴膜3.贴膜准备（3）开启贴膜机翻开贴膜机上盖后，打开贴膜机电源，开启贴膜机。电源开关：控制贴膜机的通电/断电。温控盘：设置割刀、台盘的温度。6/8转换：晶圆尺寸模式切换。贴膜机操作界面三、晶圆物料准备与贴膜3.贴膜准备（4）设置台盘温度在台盘温控盘上设置贴膜盘温度。点击“上升”、“下降”键调节温度，最后按“确定”键确认。注意：①蓝膜粘性会随着温度变化而变化，每一款蓝膜都存在最佳温度范围。②设置的温度低于或高于最佳温度范围，都可能使贴膜不牢固。设置台盘温度示意图三、晶圆物料准备与贴膜3.贴膜准备（5）调节贴膜机尺寸根据待作业晶圆尺寸，调节贴膜机的6寸、8寸档位，保证台盘、外沿割刀能够与晶圆匹配。调节贴膜机尺寸示意图三、晶圆物料准备与贴膜4.晶圆贴膜（1）放置晶圆将晶圆正面朝上放置于贴膜机台盘中央。注意：①晶圆背面减薄。②晶圆正面贴膜，目的是保护晶圆正面电路，防止晶圆减薄时滑动。晶圆放置示意图三、晶圆物料准备与贴膜4.晶圆贴膜（2）打开真空点击真空键，开启贴膜台盘真空模式，将晶圆吸附在贴膜台盘中央处。打开贴膜机的真空示意图三、晶圆物料准备与贴膜4.晶圆贴膜（3）覆膜从出膜口拉出蓝膜，覆盖整个贴膜台盘。然后来回拉动1次橡胶滚轮，使蓝膜与晶圆粘附牢固。蓝膜覆盖整个贴膜台盘示意图橡胶滚轮来回拉动1次橡胶滚轮示意图①②橡胶滚轮三、晶圆物料准备与贴膜4.晶圆贴膜（4）切除蓝膜将上盖合上，旋转外沿割刀（环切刀）的手柄，沿着晶圆外沿切断蓝膜。然后打开机盖，横切刀横向划动将蓝膜切断。盒盖并割除晶圆外沿蓝膜示意图切除蓝膜横向的相连部分示意图①②三、晶圆物料准备与贴膜4.晶圆贴膜（5）关闭真空单击贴膜机上的真空按键，关闭贴膜机的真空模式。关闭真空示意图三、晶圆物料准备与贴膜4.晶圆贴膜（6）取下晶圆并查看贴膜质量作业中，若贴膜合格，则将其放回花篮对应位置；若不合格则重新贴膜。查看贴膜质量放回花篮（7）剩余晶圆贴膜把本批次剩余的晶圆按照上述步骤完成贴膜。1.晶圆贴膜作用与实训设备2.减薄作业指导书内容3.设备与物料信息导入4.物料领取、贴膜设备准备、晶圆贴膜课程小结任务一物料准备与晶圆贴膜工艺实施任务二晶圆减薄工艺实施晶圆减薄知识目标任务二晶圆减薄工艺实施1.了解减薄工艺的基础知识与设备2.理解减薄工序的设备操作与检查作业注意事项3.掌握减薄工序的设备操作与检查的岗位技能任务描述（1）在减薄机上料、下料区（即进料、收料区）装料；（2）根据作业产品，在减薄机界面创建生产批次，并调取减薄程序；（3）运行减薄设备，并在前两片晶圆减薄后，检查质量；（4）收料后，调整揭膜机，完成晶圆撕膜处理；（5）完成物流回库与物料交接。一、晶圆减薄工艺1.晶圆减薄工艺磨片属于晶圆减薄的方式，晶圆减薄是指对晶圆背面的衬底进行减薄，去除晶圆背面一部分多余的基体材料，从而使晶圆达到封装需要的合适厚度，也称为背面减薄。减薄前减薄后电路层硅衬底减薄的硅衬底一、晶圆减薄工艺2.晶圆减薄作用满足划片、压焊等封装工艺的要求；去掉晶圆背面的氧化物，保证芯片粘接时良好的黏结性；消除晶圆背面的扩散层，防止寄生结的存在；减少串联电阻和提高散热性能，同时改善欧姆接触。为什么要减薄一、晶圆减薄工艺3.常规工艺要求（1）厚度要求：250μm左右（2）粗糙度要求：5-20nm（3）平整度要求：±3μm减薄示意图减薄机主要有粗磨区和精磨区两部分。粗磨区域可以去除晶圆背面大部分的多余材料。上料区：放置待减薄晶圆。出料区：放置减薄后晶圆。清洗干燥区：减薄后晶圆的清洗及干燥。气枪：清洁减薄机台盘与晶圆背面的固体颗粒。减薄机的主要功能区域和设备示意图一、晶圆贴膜工艺4.晶圆减薄设备减薄机显微镜用于目检来料质量和减薄质量，观察表面是否有损伤。显微镜一、晶圆贴膜工艺4.晶圆减薄设备检测减薄厚度是否符合要求。晶圆测厚仪一、晶圆贴膜工艺4.晶圆减薄设备氮气柜可以达到防氧化防潮的作用。一、晶圆贴膜工艺4.晶圆减薄设备氮气柜晶圆花篮用于放置和输送晶圆，一般有25

个晶圆槽，晶圆片号与其对应。一、晶圆贴膜工艺4.晶圆减薄设备晶圆花篮任务实施1.减薄机准备（1）上料区装料将贴膜完成的晶圆转移至减薄区的对应工位处，晶圆放置到减薄机上料区。上料区二、晶圆减薄设备操作与作业结批（2）收料区装料将桌面上的空花篮放于减薄机的收料区。放置空花篮收料区（3）调整收料区载台位置点击“DOWN”按键，将收料载台下降至底部，方便减薄后的晶圆从收料花篮上端依次放置。1.减薄机准备点击“DOWN”按键示意图任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批（4）创建批次在减薄机显示屏中的“LOTID”栏中输入批号，完成减薄作业批次的创建，记录设备运行时的作业信息。1.减薄机准备创建批次示意图任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批（5）调用程序根据随件单，选择对应的减薄作业程序，一般来说，按“LOAD”调取按键即可完成程序的调用，按“UNLOAD”键可卸载程序，用于更换调取的程序。注意：①程序选择错误将影响减薄质量，使得作业晶圆偏离要求效果。②发现问题时需重新调用程序，并对出现问题的晶圆重新减薄/报废处理。1.减薄机准备调取减薄程序示意图任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批2.减薄机生产运行（1）开始生产①运行减薄机。点击减薄机操作盘上的“START”按键，运行减薄机。操作盘的按键示意图②暂停减薄机。减薄机送入两片晶圆后，按下“STOP”按键，使设备进料暂停，此时已进入设备的晶圆继续完成减薄，完成后设备自动暂停。晶圆送入后的示意图任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批2.减薄机生产运行（2）减薄首检①转移至外检区。打开减薄机收料区上盖，然后取出晶圆花篮，移动至减薄外检区。将晶圆移至减薄外检区任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批开启晶圆测厚仪（2）减薄首检②开启测厚仪。在晶圆测厚仪的操作面板上，按“ON/OFF”键，开启测厚仪。2.减薄机生产运行（2）减薄首检③晶圆厚度测量。检查前两片晶圆的减薄质量，防止后续批量出错。依次将2片晶圆放于测厚仪下测量厚度并记录数据，在本次测量中每片晶圆选取3个采样点。④首检结果确认，签字记录。晶圆测厚仪测试减薄检验记录单任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批2.减薄机生产运行（3）减薄继续生产①物料放回。首检完成后，将装有减薄晶圆的花篮放回减薄机的收料区。将花篮放回减薄区的收料区任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批②继续生产。点击操作盘“START”按键，继续运行减薄机。减薄过程示意3.作业结批（1）设备确认作业完成①确认作业结束。在本次作业完成的弹窗，点击“确定”键。作业完成的弹窗任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批②结束批次。在批次创建界面，点击“结束批次”按键，完成设备上的结批操作。3.作业结批（2）减薄作业数据记录作业正常完成后，在流程卡（随件单）对应位置记录作业情况。在流程卡上记录作业情况任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批3.作业结批（3）揭膜①收料。打开收料区盖子，取出减薄机收料区的晶圆。取出减薄机收料区的晶圆任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批②移至揭膜区。将减薄后的晶圆转移至揭膜区（撕膜区），准备去除其正面的蓝膜，再进行入库。转移至揭膜区3.作业结批（3）揭膜③设置揭膜机参数。点击揭膜机（撕膜机）界面的“编辑”键，根据随件单信息，设置晶圆尺寸、紫外光功率、照射时间等参数，然后点击“保存”键确认。揭膜机界面设置揭膜机的相关参数任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批3.作业结批揭膜机操作面板任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批3.作业结批（3）揭膜④撕膜。在撕膜机上按照操作规范完成撕膜操作。真空吸附晶圆任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批3.作业结批（3）揭膜⑤收料。取出揭膜后的晶圆，将其放回花篮对应位置，剩余晶圆按相同步骤完成揭膜。注意：①常规蓝膜的粘性受温度影响较大。②UV膜的粘性受紫外光的照射强度和时间影响较大，紫外光照射强度越强、时间越长，它的粘性则越低。③撕下来的膜不可重复使用，需要统一丢弃在指定的回收位置。收料任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批3.作业结批（4）物流回库①送至物流系统。拿起晶圆花篮，将晶圆转移至物流系统处。将晶圆移至物流系统任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批②物流入库。用扫描枪扫描花篮上的标签条码，加载本次减薄作业的晶圆批次信息。在出入库界面单击“入库”按键，将完成减薄的晶圆信息导回中间库，等待划片作业。出入库界面3.作业结批（4）物流回库③产品存放。拿起晶圆花篮，将结批后的物料装入外盒，然后将其转移至待划产品区，存入待划产品氮气柜。将晶圆存入待划产品氮气柜任务实施二、晶圆减薄设备操作与作业结批1.减薄机准备2.减薄机生产运行3.作业结批课程小结任务二晶圆减薄工艺实施任务三晶圆减薄质量检查及异常处理晶圆减薄知识目标任务三晶圆减薄质量检查及异常处理1.了解减薄故障的分析与处理流程2.理解减薄故障的分析与处理过程注意事项3.掌握减薄故障的分析与处理的设备操作和岗位技能任务描述（1）判断减薄过程中不同的故障现象，分析其产生的原因；（2）针对故障进行排查与处理。一、晶圆贴膜气泡每完成一片晶圆贴膜，都要对贴膜外观进行检查，确认晶圆贴膜质量是否合格，并对存在问题的贴膜进行相应处理，保证后续工艺的正常进行。一、晶圆贴膜气泡1.异常现象与原因晶圆背面存在颗粒物操作时贴膜的温度未达到设定值贴膜温度设置不合适晶圆贴膜气泡一、晶圆贴膜气泡2.异常排查与处理晶圆贴膜气泡转移至揭膜区揭膜检查与处理步骤一、晶圆贴膜气泡2.异常排查与处理转移至揭膜区揭膜检查晶圆背面，排查异物检查与处理步骤一、晶圆贴膜气泡2.异常排查与处理转移至揭膜区揭膜检查晶圆背面，排查异物去除背面灰尘重新贴膜检查贴膜质量检查与处理步骤二、晶圆划伤遇到晶圆划伤异常现象时，需要针对可能的原因，进行排查与处理。背面划伤：重新研磨。正面划伤：报废处理。晶圆正面划伤示意图二、晶圆划伤1.异常现象与原因晶圆划伤固体颗粒物或尖锐物造成的减薄机台盘与晶圆背面有固体颗粒2．异常排查与处理晶圆放入减薄机上料区上料区二、晶圆划伤异常晶圆放入减薄机检查与处理步骤2．异常排查与处理二、晶圆划伤用气枪清理减薄的减薄载片台异常晶圆放入减薄机排除颗粒杂质的影响检查与处理步骤2．异常排查与处理二、晶圆划伤异常晶圆放入减薄机排除颗粒杂质的影响处理划伤晶圆检查与处理步骤显示器下方操作盘2．异常排查与处理二、晶圆划伤异常晶圆放入减薄机排除颗粒杂质的影响处理划伤晶圆确认处理情况检查与处理步骤晶圆划伤处理完成遇到该故障时，需要针对可能的原因，进行排查与处理。损坏严重：报废处理。损伤较轻：重新减薄。注意：厚度不可低于规定的最小范围，否则芯片在后续作业中易损坏。三、晶圆裂痕晶圆裂痕示意图1.异常现象与原因三、晶圆裂痕晶圆裂痕有不良外力造成晶圆表面损伤如：作业参数不良如：磨削砂轮磨损2.异常排查与处理三、晶圆裂痕到对应的作业工位检查与处理步骤前往减薄区作业工位检查2.异常排查与处理三、晶圆裂痕到对应的作业工位检查减薄参数检查与处理步骤核对减薄机界面参数减薄作业参数2.异常排查与处理三、晶圆裂痕到对应的作业工位检查减薄参数检查磨削砂轮检查与处理步骤磨削砂轮损坏严重2.异常排查与处理三、晶圆裂痕到对应的作业工位检查减薄参数检查磨削砂轮更换磨削砂轮检查与处理步骤更换新的磨削砂轮2.异常排查与处理三、晶圆裂痕到对应的作业工位检查减薄参数检查磨削砂轮更换磨削砂轮设备调试，确认更换正常检查与处理步骤1.晶圆贴膜气泡的可能原因分析、操作处理2.晶圆划伤的可能原因分析、操作处理3.晶圆裂痕的可能原因分析、操作处理课程小结任务三晶圆减薄质量检查及异常处理关键知识梳理1．目前普遍认为，集成电路封装具有结构保护与支撑、传递电能、传递电信号以及提供散热通路等4个基本功能。（1）从封装材料来看，封装可以划分为玻璃封装、金属封装、陶瓷封装和塑料封装。（2）从与电路板的互连方式来看，封装可以划分为通孔插装式和表面贴装式封装。（3）从集成电路芯片的外形来看，封装可以划分为单边引脚、双边引脚、四边引脚和底部引脚等外形封装。2．集成电路封装的基本工艺流程分为前道工序和后道工序。前道工序主要包括晶圆减薄、晶圆划片、芯片粘接和引线键合，后道工序主要包括塑封、激光打标、电镀和切筋成型。关键知识梳理3．晶圆贴膜是在晶圆表面贴上保护膜的过程，通常采用蓝膜作为保护膜。（1）在进行晶圆减薄操作之前，需要在晶圆的正面进行覆膜。其目的是保护晶圆正面的电路，防止晶圆在减薄过程中被损坏或受到污染，同时增强晶圆在减薄时的固定能力，不易发生移动。（2）在晶圆划片操作之前，需要在晶圆的背面进行覆膜。其目的是使晶圆在划片过程中不脱落、不飞散，即固定晶圆不发生移动以及保证划片后的晶粒不散落，从而能被准确的切割。4．晶圆贴膜时，需要的原材料有蓝膜、晶圆贴片环以及晶圆框架盒，贴膜完成的晶圆放入晶圆框架盒，方便搬运。（1）晶圆贴膜机是由设置区、贴膜区和蓝膜区组成。（2）贴膜机是通过橡胶滚轮，使蓝膜与晶圆、晶圆贴片环形成良好粘贴的设备。关键知识梳理5．每完成一片晶圆贴膜，都要对贴膜外观进行检查。合格的晶圆贴膜，其贴膜平整，并且蓝膜和晶圆都无损坏。常见不合格的贴膜主要有贴膜气泡、蓝膜褶皱、蓝膜毛边、沾污、蓝膜或晶圆划伤等不良现象。6．晶圆减薄就是对晶圆背面的衬底进行减薄，以使得芯片厚度能够满足封装要求。常见的背面减薄工艺主要有磨削、研磨、化学机械抛光、干式抛光、腐蚀等。晶圆减薄的目的，主要有如下5点：（1）去掉晶圆背面的氧化物，保证芯片焊接时良好的黏结性；（2）消除晶圆背面的扩散层，防止寄生结的存在；（3）减小晶圆的厚度，提高晶圆划片的质量；（4）由于大直径的晶圆较厚，需减薄来减小晶粒的体积，以满足芯片封装工艺要求；（5）减少串联电阻和提高散热性能，同时改善欧姆接触。项目考核与评价1.若晶圆减薄领料错误会造成什么影响？2.在晶圆贴膜时，小型等离子风扇作用范围一般有多大？3.减薄前进行贴膜的作用是什么？4.贴膜时需要注意些什么？5.若调取了错误的减薄程序，可能会造成哪些影响？该如何处理？6.减薄进行首检的目的是什么？7.简述减薄机的运行过程与原理。8.对于UV膜，紫外光照射强度越强、时间越长，它的粘性则越低，那么在揭膜时是否紫外光强度、照射时间设置的越长越好？为什么？项目考核与评价9.对于常规蓝膜，该如何揭膜？10.为提高减薄效率，是否磨削砂轮转速越高越好？为什么？11.磨削砂轮的修锐工作如何操作？12.减薄过程中，除了本任务中介绍的异常现象，还可能遇到哪些异常现象？晶圆划片认识晶圆划片项目导读本项目将从基础理论出发，逐步深入探讨晶圆划片的基本原理、设备介绍以及参数调整等关键内容。通过理论学习的强化，建立起与工艺相关的坚实基础，并能够将所学知识有效地应用于实际生产中。同时，通过实训操作和异常模拟模块，为学生提供深度的操作技能训练，培养学生实际操作能力和异常排查经验，真正将理论知识与实践技能相结合。知识目标1.了解贴膜、晶圆划片工艺2.掌握贴膜、晶圆划片的工艺操作3.掌握晶圆划片的质量评估4.会识读晶圆划片工艺相关的随件单技能目标1.能正确进行贴膜操作2.能正确操作晶圆划片的设备，设置相关设备的常规参数3.能正确排查晶圆划片设备常见异常教学重点1．贴膜、晶圆划片的工艺流程2．检验晶圆划片的质量教学难点晶圆划片工艺的实施建议学时6学时推荐教学方法以实际操作为切入点，引导学生深入了解晶圆划片工艺操作的方方面面，并逐步培养学生熟练掌握排故技能。推荐学习方法积极动手操作，通过不断实践，深入地了解晶圆划片工序的各个环节操作流程，从而在实际操作中建立起直观的认知。晶圆划片知识准备知识准备晶圆划片是半导体制造工艺中的关键步骤，将整个晶圆切割成小块独立的芯片，为后续封装和测试提供基础。在学习晶圆划片之前，同学们需要理解半导体制造的整体工艺流程，包括晶圆生长、清洗、光刻、刻蚀、离子注入、退火等步骤，以确保在晶圆划片过程中不影响芯片质量和性能，提升划片质量。随着特征尺寸逼近物理极限，摩尔定律处于失效的边缘，先进封装技术、新材料、新工艺等被社会越来越多的关注。因此，关注半导体领域的创新技术，如三维封装、异构集成、新材料应用等，将对同学们学习本节内容以及为未来发展做好准备。1.理解晶圆划片的原理与流程2.了解晶圆划片设备与物料知识目标知识准备一、晶圆划片工艺1.晶圆划片工艺1.晶圆划片工艺晶圆划片，又称晶圆切割，是指在对晶圆进行背面薄化处理后，按照预定的切割路径将晶圆上的单个晶粒分离的工艺过程。在切割完成后，这些晶粒会有序地排列在基底上，保持着晶圆原有的形状。一、晶圆划片工艺2.晶圆划片方式机械切割是使用机械力对晶圆进行切割，如砂轮刀、金刚刀等，这种方式是直接接触式的切割方法。机械切割受砂轮转速、切割道宽度等，这需要在实际操作中得到严格遵守规则，确保切割过程的稳定性以及划片质量的一致性。（1）机械切割一、晶圆划片工艺2.晶圆划片方式激光切割是利用聚焦的高能激光束照射晶圆切割道，实现晶粒的分离，这是一种非接触式的切割方式。激光切割特别适用于对晶圆进行微小尺度处理，切割速度远远超过了机械划片的速率。传统封装工厂通常采用机械切割方式。（2）激光切割一、晶圆划片工艺3.辅料选择辅料主要涉及刀片和蓝膜。刀片选择：刀片的刀刃厚度、颗粒大小、颗粒密度和粘接剂硬度等参数会影响切割时的应力大小，从而影响芯片表面和背面的切割质量。蓝膜选择：根据芯片背面材质，选择不同粘度的蓝膜。过大的粘度会影响芯片粘接和取片，过小的粘度会导致切割时晶粒脱落或飞散（即飞晶）。一、晶圆划片工艺4.晶圆划片质量分析在切割过程中，常见的划片不良情况主要包括崩边、划伤、和沾污这三种一、晶圆划片工艺二、晶圆划片材料与设备1.贴膜机晶圆贴膜机是用于给晶圆贴保护膜的设备在晶圆划片工艺中，贴膜机是用蓝膜或UV膜将晶圆和晶圆贴片环固定在一起的设备。晶圆划片材料与设备2.划片机划片机又称切割机，是进行晶圆划片的设备，划片机的整体结构包括显示区和切割区两个主要部分。二、晶圆划片材料与设备晶圆划片材料与设备3.清洗机清洗机用于切割后的工作物清洗，可控制清洗液的喷射压力、清洗臂的移动范围、工作物的转速、清洗时间等二、晶圆划片材料与设备晶圆划片材料与设备4.晶圆框架盒晶圆框架盒是装载带有贴片环的晶圆的容器，用于放置、输送晶圆。根据具体需求选择型号，常见的晶圆框架盒一般最多装25片晶圆。二、晶圆划片材料与设备晶圆划片材料与设备5.划片刀二、晶圆划片材料与设备三、晶圆划片作业指导书1.晶圆划片工艺基本内容2.晶圆划片材料与设备3.晶圆划片作业指导书课程小结认识晶圆划片晶圆划片任务四

晶圆划片工艺实施1.掌握晶圆划片工艺实施流程2.能够设置晶圆划片工艺参数知识目标任务四

晶圆划片工艺实施一、物料与设备准备1.物料领取（1）查看生产安排作业前，需根据生产排班，领取待划片的晶圆，并将物流从待生产库中导出。1.物料领取（2）领取晶圆根据路面指示，到待划产品区，从氮气柜中选择本次划片作业的晶圆。一、物料与设备准备1.物料领取（3）出库物流信息。单击扫描枪，扫描花篮上的信息条码，随后显示界面出现扫描的内容。一、物料与设备准备1.物料领取（4）送至贴膜区一、物料与设备准备2.贴膜设备准备一、物料与设备准备3.晶圆贴膜取出01号晶圆放置于贴膜盘中央。由于晶圆划片是切割晶圆的正面，故贴膜需要在其背面进行。（1）放置晶圆一、物料与设备准备3.晶圆贴膜（2）打开真空放置晶圆后开启真空一、物料与设备准备3.晶圆贴膜（3）放置晶圆单击晶圆贴片环放在晶圆外围，调整其定位缺口与贴膜盘的定位钉一致，以保证晶圆贴片环居中，如图所示。晶圆贴片环起到支撑晶圆的作用。一、物料与设备准备3.晶圆贴膜（4）覆膜（拉出蓝膜与拉动橡胶滚轮）从出膜口拉出蓝膜，然后来回拉动橡胶滚轮，蓝膜将晶圆与晶圆贴片环粘附牢固一、物料与设备准备3.晶圆贴膜（5）切除蓝膜使用横切刀，手动沿着晶圆贴片环将外围多余的蓝膜切除一、物料与设备准备3.晶圆贴膜（6）关闭真空，取下晶圆，并判断贴膜质量单击贴膜机上的真空按键，关闭贴膜机的真空模式。然后取下晶圆。贴膜后需要判断贴膜质量是否合格。若贴膜合格，则将其放入晶圆框架盒；若不合格则重新贴膜。一、物料与设备准备4.划片机准备（1）物料放至划片工位首先将物料放至划片工位。将贴膜完成的晶圆转移至划片区的对应工位处，放到减划工作桌上，然后点击01号晶圆，并将其正确放置于承载台上。一、物料与设备准备4.划片机准备（2）装片将01号晶圆放置于划片机的载片台上。为保证晶圆能够平整、稳固的吸附，注意晶圆贴片环定位缺口要与载片台定位钉一致。一、物料与设备准备4.划片机准备（3）参数设置单击划片机的显示器，根据本批次晶圆信息完成对应的步进、主轴转速、进给速度、刀片厚度的创建。然后点击右上角的“Save”按钮确定。一、物料与设备准备4.划片机准备（4）调用程序并核对程序参数设置完毕后切换到程序调取界面，根据随件单信息选择对应的文件。单击“确定”键即可完成程序的调用。程序调用后，可以看到程序内保存的参数，首先核对参数名称是否正确，并且需要保证各参数都在规范值内，每一项都决定着划片的质量。一、物料与设备准备4.划片机准备（5）开启真空真空吸附可以保证划片机在运行过程中晶圆不会移动，有效防止因晶圆的移位而造成划伤，若不开启该功能，设备无法运行。一、物料与设备准备4.划片机准备（6）手动对刀单击“手动对齐”键，进入对刀界面，屏幕图像中间的绿线为法线（即基准线），单击图像右侧的方向键，移动图像至切割道与法线重合后，单击“保存”键，确认设置一、物料与设备准备二、晶圆划片设备生产运行1.首片晶圆生产取出首片晶圆，并将其放置在划片机的载片台上。然后打开真空，固定晶圆。通过调整图像的位置，使切割道与屏幕上的法线重合。2.批量生产首片晶圆生产完成经检验合格后，可以进行批量生产。生产时，晶圆刚切割几条切割道后，需检查划片情况，确保质量合格，方可继续批量生产。二、晶圆划片设备生产运行2.批量生产单击“开始”键，运行划片机（1）运行划片机二、晶圆划片设备生产运行2.批量生产载片台缓慢进入切割区，刀架轴向前伸，到晶圆的一端（对齐切割道），然后载片台水平移动、划片刀高速旋转，划片刀经过的地方，切割道被切割开，（2）划片机运行过程二、晶圆划片设备生产运行2.批量生产在划片机运行过程中，划片刀架处的喷嘴喷射冷却水，具有以下作用：1）冷却降温，防止机械切割时产生的热量或火花损坏芯片；2）冲洗掉切割产生的硅粉尘，减少崩边现象，并防止芯片污染；3）消除静电，防止芯片受静电损坏。（2）划片机运行过程二、晶圆划片设备生产运行2.批量生产（3）继续生产二、晶圆划片设备生产运行2.批量生产（4）初步清理发现界面图像模糊，一般是晶圆表面残留大量冷凝水有关，需要暂停设备并用气枪去除晶圆表面的冷凝水二、晶圆划片设备生产运行晶圆划片设备生产运行2.批量生产（6）二次清理用气枪对切割完成的晶圆进行初步清理，去除表面的去离子水和硅粉尘二、晶圆划片设备生产运行晶圆划片设备生产运行3.运行清洗设备（1）清洗机装片取出完成划片的晶圆移至清洗机处，放置于清洗机的载片台上。清洗主要针对晶圆正面，保证晶粒表面洁净。二、晶圆划片设备生产运行晶圆划片设备生产运行3.运行清洗设备（2）运行清洗机单击清洗机操作盘上的“关门”按键，机盖自动合上；然后单击“开始”按键，运行清洗机二、晶圆划片设备生产运行3.运行清洗设备（3）清洗机运行中清洗机运行时，喷头绕轴左右摆动并喷射去离子水，同时放有晶圆的载片台高速旋转，使去离子水充分接触晶圆表面，清洗掉晶圆表面残留的硅粉尘。二、晶圆划片设备生产运行三、晶圆划片作业结批结束批次结束批次旋转调焦按钮至显微镜中的图像清晰，根据图像判断晶圆划片质量是否合格。检查后，将晶圆放回晶圆框架盒对应位置。在划片出库界面，单击“入库”按键划片完成的晶圆被存放到待粘接产品的氮气柜中三、晶圆划片作业结批1.晶圆划片物料与设备准备2.晶圆划片实施3.作业结批课程小结任务四

晶圆划片工艺实施晶圆划片任务五

晶圆划片质量检查及异常处理1.掌握晶圆划片异常情况及处理方法知识目标任务5晶圆划片质量检查及异常处理一、划片机运行图像模糊1.检查异常现象图像出现模糊情况，会影响设备监测划片状态和执行对位操作。同时，设备会暂停并发出警报2.异常排查与解决图像模糊的原因可能是在切割过程中，用于冲洗的冷却水大面积残留在晶圆表面，导致摄像设备无法获得清晰图像。除此之外，模糊图像也可能由于摄像头被污染或者聚焦出现问题等原因造成。一、划片机运行图像模糊3.重新运行并检查（1）异常排除完成后，点击操作盘上的“START”按键试运行设备。

（2）判断运行图像是否清晰，晶圆运行图像没有出现模糊现象，质量合格，异常处理完毕。一、划片机运行图像模糊二、晶圆崩边1.检查异常现象（1）使用显微镜观察划片后的晶圆，检查晶圆是否存在崩边现象；（2）从局部图中发现晶圆存在大量崩边的现象，选择产生崩边的原因，然后点击确定按钮。（3）单击“确定”键后，回到作业视角。二、晶圆崩边2.异常排查与处理出现晶圆崩边的现象，可能引起的原因有：参数设置有误、划片刀磨损2.异常排查与处理（1）检查划片刀从划片刀的外观可以发现，其刀刃边缘有明显的磨损，由于磨损较严重，无法修复，需要直接更换新的划片刀二、晶圆崩边2.异常排查与处理（2）刀片更换取出包装盒内2000#的划片刀，用换刀扳手将其安装至刀架上，刀片更换完成。二、晶圆崩边2.异常排查与处理（3）检查划片机运行参数前往划片工位，在划片机参数界面，检查划片参数是否正常，根据如图所示的参数信息，与界面核对得知，设备的主轴转速偏低，综合考虑效率、质量与划片刀寿命，需要将主轴转速设置在30000~60000rmp二、晶圆崩边三、晶圆划伤1.检查异常现象（1）使用显微镜观察划片，并判断当前晶圆的质量。（2）从局部图中发现晶圆表面存在明显的划痕，这些划痕之间的间距不合理，同时中间的切割道也不平整，选择产生划伤的原因，然后点击确定按钮。2.异常排查与解决出现晶圆划伤的现象，可能是参数设置有误引起的，需要进行排查处理。（1）点击参数设置界面的“切割参数选择”合理设置对应参数。如图2-52所示。（2）切换到切割参数设置界面，进行步进、主轴转速的参数设置，设置完成后，点击“Save”按键保存参数信息。三、晶圆划伤1.图像模糊异常检查及处理2.晶圆崩边异常检查及处理3.晶圆划伤异常检查及处理课程小结任务五

晶圆划片质量检查及异常处理关键知识梳理1.通常划片方式有机械切割（机械划片）和激光切割（激光划片）两种。（1）机械切割方式，是利用机械力对晶圆进行切割，比如砂轮刀、金刚刀等划片刀具，它是一种直接接触的切割方式；（2）激光切割方式，是利用聚焦的高能激光束照射晶圆切割道，实现晶粒的分离，它是一种非接触式的切割方式。2.晶圆划片主要有晶圆划伤、晶粒崩边、晶粒碎角等不良现象。3.手动贴膜机需要人工操作，每片单独进行，完成贴膜。划片贴膜过程中，主要经过了装片、吸附、覆膜、切膜、下片、检查等几个步骤。4.划片机的准备工作，需要根据产品信息，在划片机界面创建生产批次、调取划片程序，并将划片晶圆装料，进行划片位置对刀，保证划片区能够精准切割。5.晶圆崩边是指切割边缘出现的裂隙，这需要利用显微镜观察。造成崩边的原因比较多，比如划片机参数设置不当、划片刀型号不合适、划片刀磨损等。关键知识梳理6.晶圆划伤在其正面和背面都可能遇到，对于普通的无规则划伤，它一般是固体颗粒物或尖锐物造成的；对于有规则的大面积划伤，一般是划片步进错误，导致芯片划坏。7.划痕之间的间距是和步进设置有关，它是指划片刀每切割完一条切割道后，需要移动到下一条切割道的移动距离。步进的计算方式是：步进（X或Y）=单颗芯片尺寸（X或Y）+切割道宽度。中间的切割道不平整，即出现蛇形切割，一般是主轴转速过高导致的，要通过划片刀规格和加工质量标准对主轴转速进行平衡选择，一般为30000~60000rmp。项目考核与评价1.若晶圆减薄领料错误会造成什么影响？2.在晶圆贴膜时，小型等离子风扇作用范围一般有多大？3.减薄前进行贴膜的作用是什么？4.贴膜时需要注意些什么？5.若调取了错误的减薄程序，可能会造成哪些影响？该如何处理？6.减薄进行首检的目的是什么？7.简述减薄机的运行过程与原理。8.对于UV膜，紫外光照射强度越强、时间越长，它的粘性则越低，那么在揭膜时是否紫外光强度、照射时间设置的越长越好？为什么？芯片粘接项目导读本项目从芯片粘接工艺任务入手，先让读者对芯片粘接工艺有一个初步了解；然后详细介绍芯片粘接工序中的物料准备、设备准备、芯片粘接生产作业等职业技能。通过芯片粘接工艺的任务实施，让读者进一步了解芯片粘接工艺。知识目标1.了解芯片粘接工艺2.掌握芯片粘接的工艺操作3.掌握芯片粘接的质量评估4.会识读芯片粘接工艺相关的随件单技能目标1.能正确操作芯片粘接的设备，设置相关设备的常规参数2.能正确排查芯片粘接设备常见异常教学重点1．芯片粘接的工艺2．检验芯片粘接的质量教学难点芯片粘接工艺的实施建议学时6学时推荐教学方法从任务入手，通过芯片粘接的操作，让读者了解芯片粘接的工艺操作，进而通过芯片粘接工序的操作，熟悉芯片粘接的质量评估推荐学习方法勤学勤练、动手操作是学好芯片粘接工艺的关键，动手完成芯片粘接工艺任务实施，通过“边做边学”达到更好的学习效果芯片粘接知识准备1.了解芯片粘接的工艺、作用、材料和要求2.了解芯片粘接的实训设备3.识读芯片粘接的现场作业指导书知识目标知识准备知识准备在集成电路的生产过程中，芯片粘接，又称芯片贴装，是一个非常重要的环节，不仅确保电子元件之间的物理连接，还影响电性能、信号完整性、可靠性和系统寿命，它直接影响到芯片的成品率和质量。随着集成度的不断提高以及多芯片系统的出现，芯片粘接技术变得越来越重要。目前，芯片贴装的方法主要包括有共晶粘贴法、导电胶粘贴法、玻璃胶粘贴法、焊接粘贴法等。激光芯片贴装和倒装芯片贴装等先进芯片贴装技术的发展是为了满足现代高性能、高密度应用的需求。虽然每种技术都有其优点和挑战，但它们都努力实现最佳的热管理、可靠的机械粘合和高效的电气互连。随着行业不断突破小型化和性能的界限，新的芯片贴装技术和材料无疑将会出现，从而进一步推动电子设备的进步。一、芯片粘接工艺1.芯片粘接的目的

完成划片的晶圆，其芯片（晶粒）已经处于分离状态，但此时的芯片还不能直接投入市场使用，还需要完成从裸露状态到包裹状态的转变，也就是要将其制成常见的成品芯片。要完成这一转变需经过一系列的操作工序，首先通过芯片粘接来实现芯片（晶粒）在封装基板或引线框架上的固定。

芯片粘接工序将芯片从蓝膜上转移到基板或引线架上，为封装基板或引线框架作为芯片的外部电极打好基础。一、芯片粘接工艺2.芯片粘接工艺芯片粘接又称装片、粘片、贴片、固晶等，简称DA（DieAttach）或DB（DieBond），它是把芯片（指晶粒）固定到引线框架或基板指定位置的工艺，固定芯片的位置称为芯片座或晶粒座。芯片粘接是后续在芯片上进行各种作业的基础。2.芯片粘接工艺芯片粘接方法共晶粘贴法玻璃胶粘贴法导电胶粘贴法焊接粘贴法一、芯片粘接工艺3.芯片粘接的质量要求（1）使芯片和封装框架之间产生牢靠的物理性连接；（2）提供热量的传导以及对内部应力的缓冲吸收。（a）装片位置错误（b）溢胶造成引脚相连（c）漏装

（d）装歪一、芯片粘接工艺1.装片机装片机又称固晶机、粘片机，是一台通过视觉识别系统与传送系统来进行芯片粘接的设备，它主要包括吸嘴、顶针、点胶头、传动轨道、载片台、摄像头、上/下料机构等部件。二、芯片粘接材料与设备2.高温烘箱高温烘箱简称烘箱，是一种进行高温加热的设备，可以提供洁净无尘、持续稳定的高温环境。为了使芯片与引线框架之间焊接牢固，芯片粘接收料后，一般会进一步高温固化。二、芯片粘接材料与设备3.芯片粘接材料（1）银浆银浆是由高纯度（99.9%）的金属银微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的机械混合物浆料，有一定的粘稠度。点胶头与银浆，如图所示。在芯片粘接中，银浆的作用主要包括固定芯片、散热和导电，其通常存放在-50℃的环境下，使用之前需要回温，除去气泡。二、芯片粘接材料与设备3.芯片粘接材料（2）点胶头点银浆的装置结构包括装银浆的针筒和出银浆的点胶头。点胶头图左图所示二、芯片粘接材料与设备3.芯片粘接材料（3）引线框架引线框架作为集成电路的芯片载体，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架。它提供了固定芯片的底座、连通芯片与外界的引脚。主要材质为铜，也有铁或铁镍，或在表面镀铜的。二、芯片粘接材料与设备3.芯片粘接材料（4）引线框架盒引线框架盒也称料盒，是封装前道工序中用来传递产品的一种辅助工具，不同的引线框架需要对应型号的料盒装载。料盒的腔体侧壁有一定数量的凹槽来装载框架，两侧有滑盖防止转移时框架划出料盒。二、芯片粘接材料与设备3.芯片粘接材料（5）顶针顶针是较细的针状金属，可顶起芯片（晶粒），便于芯片的拾取操作，安装于装片机载片台的下方。根据芯片的大小选择顶针规格，以及单PIN或多PIN。二、芯片粘接材料与设备三、芯片粘接现场作业指导书参照企业中各工艺的现场作业指导书模式，本实验中设置了对应的作业指导书，帮助了解作业工位信息以及作业流程。现场作业指导书主要介绍装片工位、设备主界面以及装片流程等。（a）①装片（芯片粘接）工位主要包括装片位置、质检位置和高温烘烤位置等，如图a和b所示；（b）三、芯片粘接现场作业指导书（c）②设备主要界面有装片机的Bond界面、Setup界面等，如图c、d、e所示；（d）（e）三、芯片粘接现场作业指导书③装片流程主要包括物料准备、设备准备、设备运行等，如图f所示。（f）三、芯片粘接现场作业指导书1.认识芯片粘接2.芯片粘接实训设备3.芯片粘接现场作业指导书课程小结知识准备芯片粘接任务六芯片粘接工艺实施1.认识装片作业的设备与物料信息2.了解物料及辅料领取的操作流程3.了解芯片粘接工序的设备操作流程4.了解芯片粘接工序的首检流程5.了解芯片粘接中的高温固化原理及操作流程6.了解芯片粘接中入库的操作流程知识目标任务六芯片粘接工艺实施任务描述（1）根据生产安排，领取待装片晶圆物料；（2）根据产品信息，领取引线框架、点胶头等材料；（3）将银浆、晶圆、引线框架、引线框架盒等物料，装载到装片机对应位置；（4）根据作业产品，在装片机界面调取装片程序；（5）在装片机界面，调整图像、取芯位置等；（6）运行装片设备，先生产一条引线框架，到装片质检区检查质量，进行首检；（7）完成批量生产后，检查芯片粘接的质量；（8）利用高温烘箱，设置烘烤时间和温度后，完成装片后框架的高温固化作业；（9）完成物料回库与物料交接。1．物料领取

物料领取的操作，需要根据生产排班，从氮气柜中领取待装片晶圆，并将物流从待生产库中导出。操作步骤如下：（1）查看生产安排。到生产排班屏幕下方，单击显示屏确认生产安排。（2）领取晶圆。到待装片产品区，从氮气柜中选择本次作业的晶圆，如图所示。一、芯片粘接物料准备1．物料领取（3）出库物流信息。单击扫描枪，扫描工艺流程卡（随件单）上的信息条码，输入作业的工位号，单击“出库”按键，完成物流出库。（4）放至工位。单击晶圆框架盒，将出库后的物料转移至装片区，如图所示。一、芯片粘接物料准备2．辅料领取除了待装片的晶圆，装片作业还需要领取空引线框架、点胶头、银浆、引线框架盒（收料盒）等材料，且型号需与作业产品匹配。操作步骤如下：（1）到辅料区。按照地面指示，前往辅料区，如图所示。一、芯片粘接物料准备2．辅料领取（2）领取辅料。根据作业芯片与随件单信息，依次选择对应型号的空引线框架、点胶头、银浆和收料引线框架盒，如图所示。选择后单击“确定”进行领取。（3）放至工位。单击小推车，将领取的辅料转移至装片工位。一、芯片粘接物料准备切换Materials界面

3．装片机装料（1）安装银浆（即银胶）：切换Materials界面；

移出银浆模组；安装银胶；退回银浆模组。安装银胶银胶安装完毕一、芯片粘接物料准备3．装片机装料（2）装载晶圆：

拿取晶圆；放置晶圆。一、芯片粘接物料准备3．装片机装料（3）装载空引线框架：拿取空引线框架；放置引线框架。键合图一、芯片粘接物料准备1．调取引线框架与料盒程序（1）单击装片机显示屏的“Setup”按钮，进入参数设置界面，然后对引线框架、料盒载具、点胶、焊接的参数进行设置，设置完成后点击“确定”按钮进行确定，如图所示。二、装片机准备与生产运行1．调取引线框架与料盒程序（2）参数设置完成后，依次单击“Setup

DataSetup

PackageFile”按钮，切换到封装文件调用界面，选择对应的引线框架与料盒程序，单击“LoadPackage”按钮调用，如图所示。二、装片机准备与生产运行（1）返回参数设置界面；（2）进入芯片编程界面;（3）自动校正;（4）设定合格芯片。晶圆方向歪斜校正后的图像2．进行芯片编程二、装片机准备与生产运行（1）进入焊接设置界面;（2）开启顶针编辑;（3）对齐顶针、取芯、吸嘴位置；（4）返回生产界面。3．对三点一线BondingProcess界面顶针编辑二、装片机准备与生产运行4．装片机生产运行

在装片机生产运行时，先按单片生产模式进行首条框架装片，然后检查装片质量，装片合格后继续批量生产。（1）选择单片生产模式。（2）运行装片机。如图所示二、装片机准备与生产运行4．装片机生产运行（3）取出首条框架（4）检查装片质量（5）装回收料区（6）选择连续生产模式（7）继续运行二、装片机准备与生产运行5．装片机运行过程（1）对单条框架进行装片：选择单片生产模式；运行装片机。（2）点胶点银浆时，要保证银浆在晶粒座上的覆盖范围大于75%。二、装片机准备与生产运行（3）首检芯片的位置是否正确；芯片表面有没有异常；引线框架有没有异常；蓝膜有没有异常。（4）收料5．装片机运行过程二、装片机准备与生产运行

注意：在芯片粘接过程中，若遇到设备开机、设备调试、换批、换班等情况，需要对第一个完成芯片粘接的引线框架进行首检，以保证后续批量生产时产品的质量。1.银浆固化

银浆固化也称为高温固化。为使芯片与引线框架之间焊接牢固，保证装片牢固并去除水分，需进行银浆固化作业。一般情况下，将贴装完成的引线框架放于烘干箱中，在175℃的环境下高温烘烤一个小时。三、芯片粘接高温固化与作业结批1.银浆固化（1）转移至烘烤区装片完成后，将收料区的引线框架盒放到旁边的小推车上，然后依据指示，将推车推到烘烤区。三、芯片粘接高温固化与作业结批1.银浆固化（2）设置烘烤温度与时间根据工程指令单，在高温烘箱的操作盘上，设置烘烤的温度与时间。三、芯片粘接高温固化与作业结批1.银浆固化（3）放入物料打开箱门，将待烘烤引线框架放入；（4）运行烤箱

单击“Run”键，运行高温烘箱。三、芯片粘接高温固化与作业结批1.银浆固化（5）取出物料烘烤完成，温度开始下降，待降温结束后，此时物料已经冷却到室温，开启烘箱门将烘烤完成的引线框架取出。三、芯片粘接高温固化与作业结批2.抽检三、芯片粘接高温固化与作业结批

为监控芯片粘接过程中的质量情况，需要进行抽检工作。在银浆固化后，抽检员随机抽取若干个已完成的芯片粘接进行检查，抽检员根据抽检情况在抽检记录单上做好记录。3.作业结批本批次合格产品装片作业完成后，回到待生产库，交接至下一道工序，等待继续生产。（1）入库将装片制品转移至物流系统处，在系统中将物料信息入库。三、芯片粘接高温固化与作业结批入库3.作业结批（2）存放将装片制品存放至待键合产品的氮气柜中。注意：在完成结批后，要对工位进行除尘、清理，防止出现异物残留。完成粘接的芯片，可以进入引线键合工序。存放三、芯片粘接高温固化与作业结批1.装片作业的设备与物料信息2.物料及辅料领取的操作流程3.芯片粘接工序的设备操作流程4.芯片粘接工序的首检流程5.芯片粘接中的高温固化原理及操作流程6.芯片粘接中入库的操作流程课程小结任务六芯片粘接工艺实施芯片粘接任务七芯片粘接质量检查及异常处理1.了解芯片粘接中的常见故障现象2.了解芯片粘接中常见故障的分析和处理知识目标任务七芯片粘接质量检查及异常处理任务描述（1）判断芯片粘接过程中不同的异常现象，分析其产生的原因。（2）针对异常进行排查与处理。（3）重新运行并检查异常是否已排除。一、取芯失败1.异常现象与原因通过装片机显示屏查看报警内容，发现吸嘴连续取芯失败，单击“关闭”按钮，关闭报警对话框。一、取芯失败2.异常排查与处理（1）检查吸嘴（2）检查顶针（3）进入顶针更换模式（4）更换顶针一、取芯失败3.重新运行并检查（1）更换新的顶针后，单击显示界面上的“AutoBond”按钮，进行设备的试运行。（2）根据设备试运行的情况，若没有出现取芯失败的现象以及设备正常运行，取芯失败异常处理完毕。二、芯片装偏二、芯片装偏1.异常现象与原因

通过装片机显示屏查看报警内容，发现芯片的装片位置存在差异，需要重新设置装片位置。芯片装偏异常，如图所示。二、芯片装偏2.异常排查与处理（1）进入焊接设置界面（2）装片位置设置（3）保存设置。二、芯片装偏3.重新运行并检查（1）参数设置完成后，单击显示界面上的“AutoBond”按钮，进行设备的试运行。（2）根据设备试运行的情况，芯片没有出现破损或装偏现象以及设备正常运行，芯片装偏异常处理完毕。1.芯片粘接故障的分类2.芯片粘接故障分析及处理课程小结任务七芯片粘接质量检查及异常处理关键知识梳理1．芯片粘接（DieBonding或DieMount）也称芯片贴装，是将集成电路芯片固定在封装基板或引线框架上的工艺过程，以便于后续的制造作业。分割后的芯片（晶粒）可以被独立的拾取出来进行芯片粘接，芯片牢固且准确的粘接在引线框架上是顺利进行引线键合的基础。

此处芯片粘接中的“芯片”即晶粒，是产业中通常使用的名称。2．在芯片粘接时，需要的原材料主要有银浆、引线框架。（1）银浆是由高纯度（99.9%）的金属银微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的机械混合物浆料，有一定的粘稠度。（2）银浆的作用主要包括固定芯片、散热和导电，其通常存放在-50℃的环境下，使用之前需要回温，除去气泡。关键知识梳理（3）引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝），实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用。（4）引线框架具有散热、导电以及机械支撑等作用。3．在芯片粘接工艺中，把已切割下来的芯片贴装到引线框架中间的芯片座上，芯片座的尺寸要与芯片大小相匹配。（1）若芯片座尺寸太大，在键合时会导致引线跨度太大，在转移成型塑封的过程中，会由于流动产生的应力，而造成引线弯曲及芯片位移等现象；若芯片座尺寸太小，则芯片会超出芯片座的位置，影响键合与塑封。（2）芯片粘接主要有共晶粘贴法（金-硅合金）、焊接粘贴法（铅-锡合金）、玻璃胶粘贴法以及导电胶粘贴法（环氧树脂粘接）等4种贴装方法。关键知识梳理（3）对芯片粘接工艺检查时，常见的不合格现象有歪片、错装、漏装、误装、碎片以及溢胶等。4．芯片粘接设备即装片机，又称固晶机、粘片机，是一台通过视觉识别系统与传送系统来进行芯片粘接的设备。装片机主要包括吸嘴、顶针、点胶头、传动轨道、载片台、摄像头、上/下料机构等部件。5．高温烘箱简称烘箱，是一种进行高温加热的设备，可以提供洁净无尘、持续稳定的高温环境。为了使芯片与引线框架之间焊接牢固，通常会将贴装完成的引线框架放于烘干箱中，在175℃的环境下高温烘烤一个小时。6．芯片粘接的质量要求：在银浆固化后，为了确保产品的合格率，需要对已经完成芯片粘接的引线框架进行抽检。对芯片粘接工艺检查时，常见的不合格现象有歪片、错装、漏装、误装、碎片以及溢胶等。项目考核与评价1.在导电胶粘接工艺中，银浆一般在使用前需要回温（）。A.30分钟B.1小时C.4小时D.24小时2.以下选项中，对于装片机作业过程描述正确的是（）。A.进料→上芯→点胶→出料B.进料→点胶→上芯→出料C.点胶→进料→上芯→出料D.点胶→进料→出料→上芯3.装片机通过视觉系统判断晶粒是否合格，从而控制吸嘴的取芯动作，若检测到芯片有以下哪些等情况时，将不进行吸取动作。A.有墨点B.无图形C.缺角D.崩边严重项目考核与评价4.根据芯片标准键合图，在以下选项中，装片质量不合格的是（）。A.

ABCD5.若引线框架、料盒载具的数据设置错误，会造成什么影响？6.“拆分批号”是指什么？7.点胶头的选择原则是什么？8.冷库中的银浆取出后如何处理？9.安装或更换银浆后，是否需要清理？项目考核与评价10.装料时需要注意些什么？11.对三点一线的目的是什么？12.简述装片机的运行原理。13.烘烤参数设置不当，会造成什么影响？14.烘烤结束，取出物料时需要注意什么？15.银胶的点胶量根据什么确定？对装片质量有什么影响？16.哪些情况下需要更换吸嘴？如何更换？17.芯片漏装可能有哪些原因？18.在装片过程中，除了本任务中介绍的异常现象，还可能遇到哪些异常现象？引线键合知识准备1.了解引线键合工艺的基本原理及相应的设备、材料2.熟悉引线键合现场作业流程知识目标知识准备引线键合工艺，又称为线键合工艺，是将集成电路芯片内部的电极与外部引线连接的一种技术。其主要目的是实现集成电路与外部电路的可靠连接，确保电子产品正常运行。引线键合工艺包括金线键合、银线键合、铜线键合等，可根据产品性能和成本要求选择适当的工艺。1986年出生的闫敏芳，是中国电子科技集团公司第十三研究所半导体分立器件装调工，被誉为“键合行业‘军工绣娘’”。从业以来，她专注引线键合工作，刻苦专研，狠练技能，熟练掌握了多种规格金丝、金带和铝丝的键合操作，从一个引线键合“小白”，成长为理论扎实、技能全面的键合高手。正式因为有这样“十年磨一剑”的付出，采用我国精密制造中国“芯”的坚实力量。引线键合工艺作为集成电路封装技术的重要环节，在电子产品的性能和可靠性方面发挥着关键作用。未来，引线键合工艺将继续在多元化、高性能、低成本和环保可持续性等方面取得突破，以满足不断变化的市场需求和技术挑战。背景一、引线键合工艺1.引线键合工艺简介引线键合基本概念引线键合也称引线焊接、打线，它是利用热、压力、超声波能量使金属引线与焊盘紧密焊合的一种工艺。芯片互连工艺芯片互连是将芯片焊区与封装外壳的I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接的工艺。常见芯片互连工艺引线键合、载带自动焊、倒装芯片焊。1.引线键合工艺简介引线键合形式楔形健合球形键合第一键合点第一键合点第二键合点第二键合点键合方向灵活性高单一方向键合工艺一、引线键合工艺2.引线键合的作用引线非常细小的金属线，常用的引线有金线、银线、铜线和铝线。键合利用金属引线的