半导体封装制程与设备材料知识介绍

1、半导体封装制程与设备材料知识介绍,半导体封装制程概述,半导体前段晶圆wafer制程半导体后段封装测试封装前段（b/g-mold）封装后段（mark-plant）测试封装就是將前製程加工完成後所提供晶圓中之每一顆ic晶粒獨立分離，並外接信號線至導線架上分离而予以包覆包装测试直至ic成品。,半导体制程,封装型式概述,ic封装型式可以分为两大类，一为引脚插入型，另一为表面黏着型,封裝型式(package),封裝型式,封裝型式,封裝型式,封裝型式,封裝型式,sandiskassemblymainprocess,diecure(optional),diebond,diesaw,plasma,cardas

2、y,memorytest,cleaner,cardtest,packingforoutgoing,detaping(optional),grinding(optional),taping(optional),wafermount,uvcure(optional),lasermark,postmoldcure,molding,lasercut,packagesaw,wirebond,smt(optional),半导体设备供应商介绍-前道部分,半导体设备供应商介绍-前道部分,半导体设备供应商介绍,半导体设备供应商介绍,半导体设备供应商介绍,常用术语介绍,sop-standardoperationp

3、rocedurefmea-failuremodeeffectanalysisspc-statisticalprocesscontroldoe-designofexperimentiqc/oqc-incoming/outingqualitycontrolmtba/mtbf-betweenassit/failureuph-unitsperhourcpk-品质参数,晶圆研磨(grinding),1.grinding工艺,l研磨1.研磨分為粗磨與細磨,晶圓粗糙度需小於0.08um.2.細磨厚度在1020um之間,而二次研磨參數中,細磨厚度為15um(二次研磨變更作業膠膜為230um).3.研磨標準厚度

4、:a.hsbga:1113mil標準研磨厚度為12milb.pbga:1116mil標準研磨厚度為12mil.c.lbga:9.510.5mil標準研磨厚度為10mil.5.研磨時機器會先量側晶片厚度以此為初始值,粗磨厚度及最終厚度(即細磨要求的厚度).,spindle1粗磨,spindle2細磨,清洗區,離心除水,離心除水,背面朝上,wafer,研磨時晶圓與spindle轉向,2.grinding相关材料atape麦拉bginding砂轮cwafercassettle,工艺对tape麦拉的要求：,1。mountnodelaminationstrong2。sawadhesionnodiefly

5、ingoffnodiecrack,工艺对麦拉的要求：,3。expandingtapediedistanceelongationuniformity4。pickingupweakadhesionnocontamination,tape種類:a.adwilld-575uv膠膜(黏晶片膠膜白色)厚度150umb.adwill-295黏晶片膠膜黑色厚度120umc.adwills-200熱封式膠帶(去膠膜膠帶)白色厚度d.furukawauc-353ep-110ap(pre-cut)uv膠膜白色厚度110ume.furukawauc-353ep-110auv膠膜白色厚110umf.furukawauc

6、-353ep-110bpuvtape白色厚110um.g.adwillg16p370黑色厚80um.h.nitto224sp75um,3.grinding辅助设备awaferthicknessmeasurement厚度测量仪一般有接触式和非接触式光学测量仪两种；bwaferroughnessmeasurement粗糙度测量仪主要为光学反射式粗糙度测量方式；,4.grinding配套设备ataping贴膜机bdetaping揭膜机cwafermounter贴膜机,taping需確認wafer是否有破片或污染或者有氣泡等等現象.特别是void；上膠膜後容易發生的defect为龟裂或破片；,切割,正

7、面上膠,上膠,電腦偵測方向,取出,背面朝下,detaping,lwafermount,waferframe,晶圓切割(dicing),1.dicing设备介绍adisco641/651系列baccertech东京精密200t/300t,mainsectionsintroduction,cuttingarea:spindles(blade,flange,carbonbrush),cuttingtable,axes(x,y1,y2,z1,z2,theta),opcloaderunits:spinner,elevator,cassette,rotationarm,bladeclose-view,bl

8、ade,cuttingwaternozzle,coolingwaternozzle,twin-spindlestructure,rear,front,x-axisspeed:upto600mm/scuttingspeed:upto80mm/s,afewconcepts,bbd(bladebrokendetector)cutter-set:contactandopticalprecisioninspectionup-cutanddown-cutcut-inandcut-remain,晶圓切割(dicing),2.dicing相关工艺adiechipping芯片崩角bdiecorrosive芯片腐

9、蚀cdieflying芯片飞片,wmax,wmin,lmax,ddy,dy,規格dy0.008mmwmax0.070mmwmin0.8*刀厚lmax0.035,切割時之轉速予切速:a.轉速:指的是切割刀自身的轉速b.切速:指的是wafer移動速度.,主軸轉速:s1230:3000045000rpms1440:3000045000rpm27heed:3500045000rpm27hccd:3500045000rpm27hddc:3500045000rpm,切割至膠膜時所能切割之深度uvtape:0.100+/-0.005mm(forlintec)bluetape:0.050+/-0.005mm(

10、fornittospv224)g-16tape:0.050+/-0.005mm(forlintecg-16)uvtape:0.08+/-0.005mm(forfurukawauc-353ep-110ap),晶圓切割(dicing),3.dicing相关材料atapebsawblade切割刀cdi去离子水、ro纯水,切割刀的規格因所切產品的特性不同(wafer材質、厚度、切割道寬度)，所需要的切割刀規格也就有所不同，其中規格就包括了刀刃長度、刀刃寬度、鑽石顆粒大小、濃度及nickelbondhardness軟硬度的選擇，只要任何一種規格的不同，所切出來的品質也就不一樣。,p4,sawblade对

11、製程的影響propercutdepthintotape(切入膠膜的理想深度),分析:理想的切割深度可防止1.背崩之發生。2.切割街区的ddy理想的切割深度須切入膠膜(tape)1/3厚度。,p11,切割刀的影響diamondgritsize(鑽石顆粒大小),分析:小顆粒之鑽石1.切割品質較好。2.切割速度不宜太快。3.刀子磨耗較大。大顆粒之鑽石1.刀子磨耗量小。2.切割速度可較快。3.負載電流較小。,p15,tape粘度对saw製程的影響mountingtape(膠膜黏力),分析:使用較黏膠膜可獲得1.沒有飛die。2.較好的切割品質。潛在風險dieattachprocesspickupdie

12、影響。,p10,晶圓切割(dicing),4.dicing辅助设备aco2bubbler二氧化碳发泡机bdiwater电阻率监测仪cdiamaflow发生器duv照射机,上片(diebond),1.diebond设备介绍aesec2007/2008系列balphasem8002/9002系列casm829/889/898系列,上片(diebond),2.diebond相关工艺,上片(diebond),3.diebond相关材料aleadframebsubstratecepoxy银浆dwaferaftersawemagazine弹夹,substrate,basicstructure:,core,

13、au,ni,cu,soldermask,bondfinger,viahole,ballpad,basicinformation,core：玻璃纤维+树脂，0.1-0.4mm镀铜层：25um+/-5um镀镍层：5.0-12.5um镀金层：0.50-1.10umsoldermask：25um+/-5um总厚度：0.21-0.56mmsubstratedrawing厚度：0.22+/-0.06mmmcel建议vendor提供的substrate厚度：0.24+/-0.04mm,發料烘烤,線路形成(內層),aoi自動光學檢測,壓合,4layer,2layer,蝕薄銅,綠漆,線路形成,塞孔,鍍銅,deb

14、urr,鑽孔,鍍ni/au,包裝,終檢,o/s電測,成型,aoi自動光學檢測,出貨,bga基板製造流程,(option),上片(diebond),4.diebond辅助设备a银浆搅拌机利用公转自转离心力原理脱泡及混合；主要参数有：mixing/deformingrevolutionspeed外加计时器；公转用于去泡；自转用于混合；,bcuringoven无氧化烤箱主要控制要素：n2流量；排气量；profile温度曲线；每箱摆放magazine数量；,cwafermapping应用,焊线(wirebond),1.wirebond相关工艺padopenballsize=y;area=(y/2)x/

15、(y/2)=zg/mil,plasmacleaning的原理：,plasma的产生：电极(电能)plasma气体(o2,h2,he,ar.),vacuumchamber,organic,plasma,pcbsubstrate,die,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,electrode,+,plasmacleaning机理:,等离子工艺plasmaprocess,气相-固相表面相互作用gasphase-solidphaseinteractionphysicalandchemical分子级污染物去除molecularlevelremovalofcontaminants30to300an

16、gstroms可去除污染物包括contaminantsremoved难去除污染物包括difficultcontaminantsfingerprintsfluxgrosscontaminants,oxidesepoxysoldermask,organicresiduephotoresistmetalsalts(nickelhydroxide),noclean(organiccontamination),wellcleanedwithplasma,80o,8o,organiccontaminationvscontactangle,waterdrop,chip,chip,塑封(molding),molding设备介绍atoway1-seriesbasaonega3.8,towaautomoldtraining,机器上指示灯的说明：1、绿灯机器处于正常工作状态；2、黄灯机器在自动运行过程中出现了报警提示，但机器不会立即停机；3、红灯机器在自动运行过程中出现了故障，会立即停机，需要马上处理。,机器结构了解正面,towaautomoldtraining,机器结构了解背面,cullbox用来装切下来的料饼；outmg用来装封装好的l/f；配电柜用来安装整个模机的电源和plc