半导体封装制程与设备材料知识介绍-PPT

1、半导体封装制程与设备材料知识简介Prepare By：William Guo 2007 . 11 Update,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 裝 型 式 (PACKAGE),封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,Assembly Main Process,Die Cure (Optional),Die

2、Bond,Die Saw,Plasma,Card Asy,Memory Test,Cleaner,Card Test,Packing for Outgoing,Detaping (Optional),Grinding (Optional),Taping (Optional),Wafer Mount,UV Cure (Optional),Laser mark,Post Mold Cure,Molding,Laser Cut,Package Saw,Wire Bond,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,常用术语介绍,SOP-Standar

3、d Operation Procedure 标准操作手册 WI Working Instruction 作业指导书 PM Preventive Maintenance 预防性维护 FMEA- Failure Mode Effect Analysis 失效模式影响分析 SPC- Statistical Process Control 统计制程控制 DOE- Design Of Experiment 工程试验设计 IQC/OQC-Incoming/Outing Quality Control 来料/出货质量检验 MTBA/MTBF-Mean Time between assist/Failure

4、平均无故障工作时间 CPK-品质参数 UPH-Units Per Hour 每小时产出 QC 7 Tools ( Quality Control 品管七工具 ) OCAP ( Out of Control Action Plan 异常改善计划 ) 8D ( 问题解决八大步骤 ) ECN Engineering Change Notice ( 制程变更通知 ) ISO9001， 14001 质量管理体系,前道 ,后道 EOL,Wire Bond 引线键合,Mold 模塑,Laser Mark 激光印字,Laser Cutting 激光切割,EVI 产品目检,SanDisk Assembly Pr

5、ocess Flow SanDisk 封装工艺流程,Die Prepare 芯片预处理,ie Attach 芯片粘贴,Wafer IQC 来料检验,Plasma Clean 清洗,Plasma Clean 清洗,Saw Singulation 切割成型,SMT 表面贴装,PMC 模塑后烘烤,SMT（表面贴装） -包括锡膏印刷(Solder paste printing),置件(Chip shooting),回流焊(Reflow),DI水清洗(DI water cleaning),自动光学检查(Automatic optical inspection),使贴片零件牢固焊接在substrate上,

6、Die Prepare(芯片预处理) To Grind the wafer to target thickness then separate to single chip -包括来片目检(Wafer Incoming), 贴膜(Wafer Tape),磨片(Back Grind),剥膜(Detape),贴片(Wafer Mount),切割(Wafer Saw)等系列工序,使芯片达到工艺所要求的形状,厚度和尺寸,并经过芯片目检(DVI)检测出所有由于芯片生产,分类或处理不当造成的废品.,Wafer tape,Back Grind,Wafer Detape,Wafer Saw,Inline Gr

7、inding 2. Bonding Accuracy X/Y: 25 um; 3. Angle Accuracy : 0.5 degree; 4. Thin Die Pick Up Solution: Up to 2 mils (Electromagnetic ,上片 (Die Bond),2.Die Bond 相关工艺,上片 (Die Bond),3.Die Bond 相关材料 A Substrate / Lead frame B Die Attach Film C Wafer after Saw D Magazine 弹夹,Substrate,Basic Structure:,Substr

8、ate Basic Information,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：0.50-1.10um Solder Mask：25um+/-5um 总厚度：0.10-0.56mm,發料烘烤,線路形成(內層),AOI自動光學檢測,壓合,4 layer,2 layer,蝕薄銅,綠漆,線路形成,塞孔,鍍銅,Deburr,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 (Die Bond),4.Die Bond 辅助设备 A 银浆搅拌机 利用公转自转离

9、心力原理脱泡及混合；主要参数有： MIXING/DEFORMING REVOLUTION SPEED 外加计时器；公转用于去泡；自转用于混合；,B Curing Oven 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；,C Wafer mapping 应用,Wire Bond(引线键合) Die to Package Interconnects How a die is connected to the package or board. -用金线将芯片上的引线孔和基片上的引脚连接，使芯片能与外部电路相连。在引线键合前需要经过等离

10、子清洗(Pre-Bond Plasma Clean)以保证键合质量,在引线键合后需要经过内部目检(IVI),检测出所有芯片预处理,芯片粘贴和引线键合产生的废品.,Wire Bond K Ball Size = y; Area = (y/2) x/(y/2) = z g/mil,等离子工艺Plasma Process,气相-固相表面相互作用 Gas Phase - Solid Phase Interaction Physical and Chemical 分子级污染物去除 Molecular Level Removal of Contaminants 30 to 300 Angstroms 可去

11、除污染物包括 Contaminants Removed 难去除污染物包括 Difficult Contaminants Finger Prints Flux Gross Contaminants,Oxides Epoxy Solder Mask,Organic Residue Photoresist Metal Salts (Nickel Hydroxide),Plasma Clean March AP1000,Key Technology:,1. Argon Condition, No oxidation. 2. Vacuum Pump dust collector. 3. Clean Le

12、vel : blob Test Angle 8 Degree.,Plasma,PCB Substrate,Die,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,Electrode,+,Ar,Well Cleaned with Plasma, 8 o,Chip,Ar,Ar,No Clean (Organic Contamination),Well Cleaned with Plasma, 80 o, 8 o,Organic Contamination vs Contact Angle,Water Drop,Chip,Chip,Mold(模塑) To mold strip with plastic

13、compound then protect the chip to prevent from damaged -塑封元件的线路，以保护元件免受外力损坏，同时加强元件的物理特性,便于使用.在模塑前要经过等离子清洗(Pre-Mold Plasma Clean),以确保模塑质量.在模塑后要经过模塑后固化(Post Mold Cure),以固化模塑料.,塑封 (Molding),Molding设备 A TOWA YPS & Y-Series B ASA OMEGA 3.8,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,机器结构了解背面,CULL BOX 用来装切下来的料饼； OUT MG 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，以及伺服电机的SERVO PACK。,塑封 (Molding),2. Molding相关材料 A Compound 塑封胶 B Mold Chase 塑