IC-封装技术.ppt
《IC-封装技术.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《IC-封装技术.ppt(147页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 IC的活動鏈 IC封裝之目的,演進及趨勢 封裝體外型簡介 封裝體構造 IC 封裝流程 可靠度及信賴性測試簡介IC的活動鏈IC封裝(電子構裝)之目的,演進及趨勢封裝之目的 支撐產品實體 滿足電子產品的電性功能及訊號傳輸的要求 使產品得以散熱避免電路因熱受到損壞 保護電路避免受到環境破壞IC封裝(電子構裝)之目的,演進及趨勢封裝之演進封裝之趨勢-輕、薄、短、小IC封裝(電子構裝)之目的,演進及趨勢電子構裝之分級IC黏著於電路板之型態封裝體外型簡介-名詞釋意 DIP: Dual Inline Package ZIP: Zigzag Inline Package SIP: Single Inline
2、 Package (M)SOP(N,W): (Mini)Small Outline Package(Narrow, Wide) SSOP: Shrink Small Outline Package TSSOP: Thin Shrink Small Outline Package PLCC/ CLCC: Plastic/Ceramic leadless chip carrier SOJ: Small Outline J-lead package TO: Transistor Outline Package SOT: Small Outline Transistor QFN: Quad Flat
3、No-lead DFN: Dual Flat No-lead QFP: Quad Flat Package LQFP/TQFP: Low/ Thin Flat Quad Flat Package CSP: Chip Size(Scale) Package WLCSP: Wafer Level Chip Size(Scale) Package BGA/PBA: Ball/ Pin Grid Array TAB: Tape Automated Bonding封裝體外型簡介四方扁平封裝 (QFP)無引腳晶片載器(LCC)有引腳晶片塑膠載器 (PLCC)雙排引腳封裝 (DIP)薄小外形輪廓封裝 (TS
4、OP)單排引腳封裝 (SIP)廠內封裝體SOT-23(1.45mm)3,5,6,8LTSOT-23(0.8mm)JSOT6,8LSOT-893,5LSOT-2233LSC-703L5LTO-2203L,5LTO-2633L,4L,5LTO-251TO-2523L,4L,5LTO-923L, M3L,M4LQFN(1.0mil)TQFN(0.8mil)DFN(1.0mil)TDFN(0.8mil)PunchSawKPAKDIPSOPMSOPSSOPTSSOPSOP-PSOPSSOPSOP-Exposed padMini-SOPTSSOPLQFP(1.6mm)TQFP(1.2mm)BGAWLCSP
5、封裝體構造晶片晶片托盤黏粒Epoxy外引腳銲線:二銲點導通線材:Au, Cu, Al熱固型環氧樹脂晶片保護層銲線:一銲點IC封裝流程Wafer GrindingDie Attach(DA 黏晶)Epoxy Curing(EC 銀膠烘烤)Wire Bond(WB 銲線)Die Coating(DC 晶粒封膠) Plasma(Option)Molding(MD 封膠) Post Mold Cure(PMC 封膠後烘烤)Dejunk/Trim(DT 去膠去緯)Wafer Saw (WS 切割)Solder Plating(SP 錫鉛電鍍)Top Mark(TM 正面印碼)Forming/Singul
6、ation(FS 去框/成型)Scanning(Option)Dry PackingShippingIC封裝流程:全製程接單下線進料檢驗晶圓切割異常處理l 由PC或Sales接到客戶訂單,檢查相關物料後下製造命令l 接獲客戶之晶圓(晶片)後做進料檢驗l 將晶片研磨至適當厚度l 將整片晶圓上的晶片切成具有完整功能的單一晶粒晶片研磨IC封裝流程:細部概要說明二目視黏粒銀膠烘烤l 切割完後針對切割品質做目檢l 烘烤基板內之水氣l 將單一晶粒黏到導線架上l 利用熱將黏晶粒之銀膠固化以固定晶粒基板烘烤銲線點膠(選項)三目視l 清除表面污染物l 以金線將晶片上之線路連結到導線架上l 使用保護膠將晶粒表面覆
7、蓋,使其免於被外部應力或放射線破壞l 抽檢上述製造過程所產生的缺點電漿清洗(選項)100%目檢壓模去膠緯(SMD)除膠膜l 將產品之內部線路以環氧樹脂(黑膠)保護起來l 去除膠體邊緣多餘的黑渣及環繞膠體邊圓的金屬線(緯線,Dam bar)l 去除溢出在導線架腳上的膠膜,以利導線架外部(外腳)的電鍍蓋印電鍍(植球 )四目視-1l 用油墨或雷射將產品品牌型號種類等相資料蓋或刻在膠體表面l 將錫鉛電鍍於導線架外部(外腳)以保護其免於氧化及提供銲錫l 檢查壓模到電鍍所有可能發生的缺點成型四目視-2品管驗收重工報廢報廢l 將導線架外腳依銲接之需求做成不同的外型尺寸l 檢查壓模到成型的所有缺點(主要為成型
8、)l 出貨前之品質抽驗l 依客戶或產品需求包裝成所需樣式出貨包裝出貨IC封裝流程: 晶圓進料檢驗(Wafer income inspection)l目的:檢驗晶片來料品質,以判斷是否需做特殊製程及通知客戶l檢驗項目-文件,晶片數量,晶片刻號,Mapping File-缺點項目: 1.CP缺點:探針痕跡過重、過大,刮傷,Ink不良 2.FAB問題:金屬橋接、斷裂,銲墊變色、未開窗 3.其他缺點:混料,破片,外物沾附l工具:顯微鏡, Z軸顯微鏡, Contact Angle儀器l製程目的:將晶片從背面磨至適當厚度,以符合相關封裝體之需求.l 研磨目的1.防止翹曲(Warpage)2.平衡上下模流,
9、防止灌不滿或保護層剝離3.薄型封裝需求:DIP-不磨; PLCC,QFP-19mil; TSOP,TQFP-12mil SOP15mill設備:Taping Machine, Grinder, De-taping Machinel材料:膠帶Tape(for taping and de-taping)l置具:晶舟盒(Wafer cassette)IC封裝流程:晶圓研磨(Wafer grinding)27mil12mill 晶圓研磨步驟l將晶片正面黏貼在膠帶上l以平面砂輪在晶片背面研磨至設定厚度l除去膠帶,並將晶片退入Cassette內Wafer TapingWafer GrindingWafer
10、 de-tapingl 研磨膠帶(Grinding tape) 1.目的:在研磨製程時作為保護功用 2.種類:UV Type和Non UV Type(Blue tape) 3.重要特性: a.厚度:100250 m b.黏性:Non UV Type: 20200 gf/20mm UV Type: 350 gf/20mm(before) 3 gf/20mm(after UV irradiation) 4.研磨膠帶選用之考量: a.晶圓Ink的厚度或晶圓長突塊之高度 b.研磨之晶圓尺寸及研磨後之厚度 c.低殘膠低污染Grinding tapeDe-taping typeTaping Process
11、l 研磨機(Grinder) 研磨機的外型研磨的行程-1TimeWafer (Cross section)Air cutSpark outEscape cut1st cut2nd cutOriginal thicknessFinish thicknessHeight研磨的行程-2l 製程關鍵因素(Process key factor) 1.貼片前須確認Ink之大小及高度,避免凸塊效應造成研磨破片. 2.貼片機之切割刀需有壽命控制,以避免膠絲殘留造成研磨破片. 3.粗磨砂輪需須定時整治清理,以控制表面粗糙度. 4.研磨機之清潔需特別注意,避免殘留矽渣在Chuck table表面 造成研磨時破片.
12、 5.貼片及撕片時有靜電產生,注意ESD防護. 6.晶圓貼片時需注意不得有氣泡殘留. IC封裝流程:晶圓貼片(Wafer mount)l製程目的:將晶片藉膠帶固定在晶圓環(wafer ring)上,以利後製程(晶圓切割,黏晶)之操作.l設備:Taping Machinel材料:膠帶Tape(UV Type 和Non UV Type) 重要特性: a.厚度:80150 m b.黏性:Non UV Type:50200 gf/20mm UV Type:1501000 gf/20mm(before) 530 gf/20mm(after UV irradiation) c.擴張性:250350 m (
13、5mm)l置具:晶舟盒(Wafer cassette) l 切割膠帶選用之考量 1. 晶片大小 2. 上片機之吸片強度 3. 良好之擴張性 l製程目的:利用鑽石砂輪為將晶圓之上的晶粒(Die)切割分離.l設備:Saw Machinel材料:切割刀(Blade)l置具:晶片彈匣(Wafer cassette)IC封裝流程:晶圓切割(Wafer saw, die saw, wafer cut)l 晶片切割步驟l將晶片背面連同鐵環(固定用)黏貼在膠帶上l以100度左右溫度烘烤十分鐘可稍增加黏度(Blue tape)l連同Cassette送入切割機中,設定位置座標,進行切割,並以DI Water沖洗殘
14、屑及Spin Dryl使用UV Tape需用UV光源照射以降低黏性,便於將晶粒取下Wafer MountBaking(Option)Wafer SawUV Release(Option)l 切割刀(Blade) 1.種類Type: Z and ZH type. 2.組成:鑽石顆粒,結合劑,矽袋 3.重要特性: a.鑽石顆粒大小:切割能力,刀片壽命,正崩情形 b.鑽石的集中度(密度):刀片壽命,正崩 c.結合劑種類:正崩,切割能力,刀片壽命 4.切割刀選用之考量:產品種類,切割道寬度, 晶片厚度(刀刃長度)l 切割機(Saw machine) Machine lay-out: l 切割方式及結構
15、-1: l 切割方式及結構-2: l 切割方式及結構-3: l 切割道: 1.切割刀中心線與實際切割中心線之偏差.2.切割道寬度,不含切割缺陷(chipping)3.實際切割道寬度4.切割道中心至晶粒邊緣之距離5.碎裂缺陷之深度(chipping size)l 切割站之異常: l 製程關鍵因素(Process key factor) 1.Saw Blade Life Time Control及破損偵測功能 2.進刀速度,轉速及切穿次數-Die Crack 3.使用DI Water,減少晶片表面銲墊污染 4.DI Water中加入CO2以增高水阻值,降低ESD Issue 5.清洗水壓控制,以避
16、免清洗不完全或應力破壞 6.清洗角度控制亦可減少矽粉殘留 7.Kerf Width Control(Blade thickness, 進刀深度,進刀速度,轉速) l製程目的:將晶粒(Chip / Dies)依照所需之位置置於導線架(Lead Frame)上並用膠(Epoxy)加以黏著固定。黏晶完成後之導線架則經由傳輸設備送至金屬匣(Magazine)內,以送至下一製程進行銲線。在此步驟中導線架提供晶粒黏著的位置,並預設有可延伸晶粒電路的內、外引腳。導線架依不同設計可有一個或數個晶粒座l設備:Die bonder, ionizerl材料:基板或導線架(substrate or Leadframe
17、),銀膠或絕緣 膠(Epoxy)l工具: 點膠頭(Dispenser),頂針(Needle), 吸嘴(Pick-up tool)l置具:彈匣(Magazine)IC封裝流程: 上片,黏晶,黏片(die bond, die mount, die attach)l 黏粒步驟l依BOM準備花架(基板)及銀膠l將已切割完畢之Wafer及Cassette放入Die Bonder之進料區,並設定座標位置及讀入mapping資料l設備自動點適當膠量至Die Pad上並吸取晶粒壓於其上做接合l烘烤以將Epoxy固化,連結基座晶粒Material PrepareWafer PrepareDie BondEpox
18、y Curel 黏粒製程準備1.花架/基板準備:產品封裝型態, Die Pad尺寸2.銀膠準備:回溫,震盪混合(離心脫泡),管制標簽3.Good Die資料抓取 a.Ink Die - 調整光學讀取燈光強度 - 一般取用未上Ink之Good Die - 常因燈光強度或Ink濃淡而有誤取或漏取 b.Mapping - 使用電子檔案儲存存於磁片中,或連線傳送 - 不因燈光或Ink而有誤差 - 會因各廠家而有不同之檔案格式而需轉檔l 上片膠(Epoxy) 組成: a.樹脂(Resin):會影響製程特性和化學反應性 b.催化劑(Curing agents):催化劑與樹脂不同的組合會影響 化學反應性,一
19、般也稱為觸媒 c.填充劑(Fillers):影響製程特性,比如黏性及流動性還會 影響熱應力特性、熱傳導、機械強度和 電傳導性 d.稀釋劑(Diluent):在樹脂系統中可用來降低黏度的任何 物質。 e.加速劑(Accelerators):縮短烘烤時間及烘烤溫度 l 工具: 1.點膠頭(Dispenser):依據不同晶粒大小做設計,使其在點膠 後晶粒mount上後不會包氣,並於擴散過 程中不至攀爬到晶粒表面 -主要選用因子:口徑大小,外型配置形狀 2.頂針(Needle):需依照不同的產品外型,特性,大小,膠帶的 特性,去設計選擇頂針的外型,數量及配置 位置 -主要選用因子:針數,Radius
20、3.吸嘴總成(Pick-up tool):依據不同晶粒大小做設計,選擇不 同尺寸的吸嘴(Rubber tip) -主要選用因子:晶粒尺寸,材質 l 上片機(Die bonder) Machine lay-out: Leadframe inputWafer elevatorMagazine output beltMagazine input beltMonitorDispenser systemIndexerWafer tableKeyboard and mouseWafer inspectionPick-up systemPost-bond inspectionMagazine elevato
21、rl 上片製程:Dispense and attach l 上片製程:Ejector and pick-up l 上片站之異常: 晶粒脫落,偏移膠量不足花架腳沾膠膠量過多晶粒正面沾膠l 製程關鍵因素(Process key factor) 1.導線架或基板上料時之方向 2.點膠頭的出膠方式設計,控制膠量 3.吸嘴定期清理更換,以避免異物沾附刮傷 4.膠量要控制,過多容易造成銀膠攀爬,污染晶粒表面;太少 則附著不良或引起可靠性問題 5.頂針選擇需注意針尖曲率,頂針數及受力位置 6.頂針壓力及頂出高度不宜造成Tape貫穿Crack 7.燈光調整需準確 8.黏粒位置需控制良好 IC封裝流程: 上片烘
22、烤(Curing)l製程目的:利用溫度將接著劑固化(聚合),並使其與晶粒及導線架或基板表面結合,使其固著於基座上l設備:烤箱Ovenl材料:氮氣(N2)l置具:彈匣(Magazine), 彈匣托盤(Carrier)1.Normal Cure Epoxya.固化時間長12小時b.兩段式固化溫度c.成本低2.Snap Cure Epoxy a.Cure時間短數十秒鐘三分鐘b.成本高3.Fast Cure Epoxya.Cure時間短510 Minutesb.成本高l 上片烘烤製程種類: l 製程關鍵因素(Process key factor) 1.氮氣流量 2.迴風方式 3.擺放產品數量 4.擺放
23、方向 l 烘烤異常事項 1.溫度不足:晶粒脫落 2.溫度過高:銀膠裂解,花架氧化 3.脫層Delaminationl製程目的:利用電漿之物理與化學雙特性有效去除leadframe, wafer, substrate表面有機物,無機物,光阻殘留以提升產品之良率; 藉由Ar轟擊表面達到表面活化加強表面附著的能力. -WB前使用:去除die及基材表面之污染物,藉以提升表 面共晶強度. -Molding前使用:清洗晶粒及基材表面,使molding compound附著良好,減少脫層之發生.l設備:Plasma cleanerl材料:需做表面清潔的產品,相關之氣體l置具:Plasma專用彈匣(Magaz
24、ine)IC封裝流程: 濺擊清潔(Plasma clean)l製程目的:依照線圖,利用熱及超音波,使用金(鋁/銅)線銲接於晶片上的銲墊及導線架或基板的銲墊上,連接內外部線路,使晶片得以與外界溝通l設備:Wire bonderl材料:金線,銅線或鋁線(鋁片)l工具:鋼嘴(capillary)l置具:彈匣(Magazine)IC封裝流程: 銲線,打線(Wire bond)l 銲線步驟l參照銲線圖設定銲線位置,並設定銲線參數l檢驗Wire pull, Ball shear, Bond Position, Loop Height, Ball sizel銲線機依照設定之程式,連續生產Program &P
25、arameterBuy-offWire Bondl 銲線的種類及模式 1. 銲線的種類Bonding mode: a.Thermocompression Process: temperature: 350C b.Thermoultrasonic process: temperature: 150250 C c.Ultrasonic process: temperature: Wire diameter。 - 對於 FA = 0之鋼嘴, OR Wire diameter 之24倍。f.鋼嘴內孔之錐度 Inside chamfer angle “IDA”: - CDA值愈大,在Bonding時向下
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- IC 封装 技术
限制150内