BGA封裝工藝簡介1

1、TOP/Bottom VIEWSIDE VIEWFOL/前段前段EOL/中段中段Reflow/回流回流EOL/后段后段Final Test/測試測試BackGrinding磨片磨片Wafer晶圓晶圓Wafer Mount晶圓安裝晶圓安裝Wafer Saw晶圓切割晶圓切割Wafer Wash晶圓清洗晶圓清洗Die Attach芯片粘接芯片粘接Epoxy Cure銀漿固化銀漿固化Wire Bond引線焊接引線焊接Optical檢驗(yàn)檢驗(yàn)Optical檢驗(yàn)檢驗(yàn)EOL【W(wǎng)afer】晶圓晶圓Taping粘膜粘膜BackGrinding磨片磨片De-Taping去膠帶去膠帶將從晶圓廠出來的將從晶圓廠出來的W

2、afer進(jìn)行背面研磨，來減薄晶圓達(dá)到進(jìn)行背面研磨，來減薄晶圓達(dá)到 封裝需要的厚度（封裝需要的厚度（5mils10mils）；）；磨片時(shí)，需要在正面（磨片時(shí)，需要在正面（Active Area）貼膠帶保護(hù)電路區(qū)域）貼膠帶保護(hù)電路區(qū)域 同時(shí)研磨背面。研磨之后，去除膠帶，測量厚度；同時(shí)研磨背面。研磨之后，去除膠帶，測量厚度；Wafer Mount晶圓安裝晶圓安裝Wafer Saw晶圓切割晶圓切割Wafer Wash清洗清洗目的：目的：將晶圓粘貼在藍(lán)膜（將晶圓粘貼在藍(lán)膜（Tape）上，使得即使被切割開后，不會(huì)散落；）上，使得即使被切割開后，不會(huì)散落；通過通過Saw Blade將整片將整片Wafer切割

3、成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的切割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的Dice，方便后面的，方便后面的 Die Attach等工序；等工序；Wafer Wash主要清洗主要清洗Saw時(shí)候產(chǎn)生的各種粉塵，清潔時(shí)候產(chǎn)生的各種粉塵，清潔Wafer；FRAMETAPEWAFERWafer Saw MachineSaw Blade(切割刀片切割刀片)：Life Time：9001500M；Spindlier Speed：3050K rpm：Feed Speed：3050/s;主要是針對(duì)主要是針對(duì)Wafer Saw之后在顯微鏡下進(jìn)行之后在顯微鏡下進(jìn)行Wafer的外觀檢查，是否有的外觀檢查，是否有出現(xiàn)不良產(chǎn)品出現(xiàn)不良產(chǎn)品。Chipping Di

4、e 崩崩 邊邊Write EpoxyDie AttachEpoxy CureEpoxy Storage：零下零下50度存放；度存放；Epoxy Aging：使用之前回溫，除使用之前回溫，除去氣泡；去氣泡；Epoxy Writing：點(diǎn)銀漿于點(diǎn)銀漿于L/F的的Pad上，上，Pattern可選可選；芯片拾取過程：芯片拾取過程：1、Ejector Pin從從wafer下方的下方的Mylar頂起芯片，使之便于頂起芯片，使之便于 脫離藍(lán)膜；脫離藍(lán)膜；2、Collect/Pick up head從上方吸起芯片，完成從從上方吸起芯片，完成從Wafer 到到L/F的運(yùn)輸過程；的運(yùn)輸過程；3、Collect以一

5、定的力將芯片以一定的力將芯片Bond在點(diǎn)有銀漿的在點(diǎn)有銀漿的L/F 的的Pad上，具體位置可控；上，具體位置可控；4、Bond Head Resolution： X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um；5、Bond Head Speed：1.3m/s；Epoxy Write：Coverage 75%;Die Attach：Placement0.05mm;Die Bond (Die Attach)上上 片片BOND HEADSUBSTRATEEPOXYEPOXY CURE ( DIE BOND CURE)銀漿固化：銀漿固化：175C，1個(gè)小時(shí)；個(gè)小時(shí)；N2環(huán)境，防止氧化：環(huán)境，防止氧化

6、：Die Shear（芯片剪切力）（芯片剪切力）利用高純度的金線（利用高純度的金線（Au） 、銅線（、銅線（Cu）或鋁線（）或鋁線（Al）把）把 Pad 和和 Lead通過焊接的方法連接起來。通過焊接的方法連接起來。Pad是芯片上電路的外接是芯片上電路的外接 點(diǎn)，點(diǎn)，Lead是是 Lead Frame上的上的 連接點(diǎn)。連接點(diǎn)。 W/B是封裝工藝中最為關(guān)鍵的一部工藝。是封裝工藝中最為關(guān)鍵的一部工藝?！綠old Wire】焊接金線焊接金線實(shí)現(xiàn)芯片和外部引線框架的電性和物實(shí)現(xiàn)芯片和外部引線框架的電性和物 理連接；理連接；金線采用的是金線采用的是99.99%的高純度金；的高純度金；同時(shí)，出于成本考慮，

7、目前有采用銅同時(shí)，出于成本考慮，目前有采用銅 線和鋁線工藝的。銅鋁線優(yōu)點(diǎn)是成本降線和鋁線工藝的。銅鋁線優(yōu)點(diǎn)是成本降 低，同時(shí)工藝難度加大，良率降低；低，同時(shí)工藝難度加大，良率降低；線徑?jīng)Q定可傳導(dǎo)的電流；線徑?jīng)Q定可傳導(dǎo)的電流；0.8mil， 1.0mil，1.3mils，1.5mils和和2.0mils；Key Words：Capillary：陶瓷劈刀。：陶瓷劈刀。W/B工藝中最核心的一個(gè)工藝中最核心的一個(gè)Bonding Tool，內(nèi)部為，內(nèi)部為空心，中間穿上金線，并分別在芯片的空心，中間穿上金線，并分別在芯片的Pad和和Lead Frame的的Lead上形成上形成第一和第二焊點(diǎn)；第一和第二焊點(diǎn)

8、；EFO：打火桿。用于在形成第一焊點(diǎn)時(shí)的燒球。打火桿打火形成高溫，：打火桿。用于在形成第一焊點(diǎn)時(shí)的燒球。打火桿打火形成高溫，將外露于將外露于Capillary前端的金線高溫熔化成球形，以便在前端的金線高溫熔化成球形，以便在Pad上形成第一上形成第一焊點(diǎn)（焊點(diǎn)（Bond Ball）；）；Bond Ball：第一焊點(diǎn)。指金線在：第一焊點(diǎn)。指金線在Cap的作用下，在的作用下，在Pad上形成的焊接點(diǎn)上形成的焊接點(diǎn)，一般為一個(gè)球形；，一般為一個(gè)球形；Wedge：第二焊點(diǎn)。指金線在：第二焊點(diǎn)。指金線在Cap的作用下，在的作用下，在Lead Frame上形成的焊上形成的焊接點(diǎn)，一般為月牙形（或者魚尾形）；接

9、點(diǎn)，一般為月牙形（或者魚尾形）；W/B四要素：壓力（四要素：壓力（Force）、超聲（）、超聲（USG Power）、時(shí)間（）、時(shí)間（Time）、）、溫度（溫度（Temperature）；）；陶瓷的陶瓷的Capillary內(nèi)穿金線，并且在內(nèi)穿金線，并且在EFO的的作用下，高溫?zé)颍蛔饔孟?，高溫?zé)?；金線在金線在Cap施加的一定施加的一定壓力和超聲的作用下，壓力和超聲的作用下，形成形成Bond Ball；金線在金線在Cap施加的一施加的一定壓力作用下，形成定壓力作用下，形成Wedge；EFO打火桿在打火桿在磁嘴前燒球磁嘴前燒球Cap下降到芯片的下降到芯片的Pad上，加上，加Force和和Powe

10、r形成第一焊點(diǎn)形成第一焊點(diǎn)Cap牽引金牽引金線上升線上升Cap運(yùn)動(dòng)軌跡形成運(yùn)動(dòng)軌跡形成良好的良好的Wire LoopCap下降到下降到Lead Frame形成焊接形成焊接Cap側(cè)向劃開，將金側(cè)向劃開，將金線切斷，形成魚尾線切斷，形成魚尾Cap上提，完成一次上提，完成一次動(dòng)作動(dòng)作Wire Bond的質(zhì)量控制：的質(zhì)量控制：Wire Pull、Stitch Pull（金線頸部和尾部拉力）（金線頸部和尾部拉力）Ball Shear（金球推力）（金球推力）Wire Loop（金線弧高）（金線弧高）Ball Thickness（金球厚度）（金球厚度）Crater Test（彈坑測試）（彈坑測試）Inter

11、metallic（金屬間化合物測試）（金屬間化合物測試）SizeThickness檢查檢查Die Attach和和Wire Bond之后有無各種廢品之后有無各種廢品 PeelingBall Lift Ball Lift Neck CrackOff Center Off Center BallSmash BallSmash BallWith WeldWireCapillary MarkMissing WeldWire BrokenLead：Weld Detection縫點(diǎn)脫落縫點(diǎn)脫落Wire ShortLoop Base BendWire ShortExcessive Loop Wire Sho

12、rtMolding注塑注塑EOLLaser Mark激光打字激光打字PMC高溫固化高溫固化Ball Attach植植 球球Test測試測試Singulation切單切單 FVI終檢終檢Packing包裝包裝【Mold Compound】塑封料塑封料/環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂主要成分為：環(huán)氧樹脂及各種添加劑（固化劑，改性劑，脫主要成分為：環(huán)氧樹脂及各種添加劑（固化劑，改性劑，脫 模劑，染色劑，阻燃劑等）；模劑，染色劑，阻燃劑等）；主要功能為：在熔融狀態(tài)下將主要功能為：在熔融狀態(tài)下將Die和金絲等包裹起來，提供物和金絲等包裹起來，提供物理和電氣保護(hù)，防止外界干擾；理和電氣保護(hù)，防止外界干擾；存放條件：零下

13、存放條件：零下5保存，常溫下需回溫保存，常溫下需回溫24小時(shí)；小時(shí)；為了防止外部環(huán)境的沖擊，利用為了防止外部環(huán)境的沖擊，利用EMC 把把Wire Bonding完成后的產(chǎn)品封裝起完成后的產(chǎn)品封裝起 來的過程，并需要加熱硬化。來的過程，并需要加熱硬化。Before MoldingAfter MoldingEMC（塑封料）為黑色（塑封料）為黑色/白色塊狀，低溫存儲(chǔ)，使用前需先回溫。其白色塊狀，低溫存儲(chǔ)，使用前需先回溫。其特性為：在高溫下先處于熔融狀態(tài)，然后會(huì)逐漸硬化，最終成型。特性為：在高溫下先處于熔融狀態(tài)，然后會(huì)逐漸硬化，最終成型。Molding參數(shù)：參數(shù)： Molding Temp：17518

14、5C；Clamp Pressure：30004000N； Transfer Pressure：10001500Psi；Transfer Time：515s； Cure Time：60120s；Top chaseAir vent Bottom chase Cavity Substrate Plunger PotGate insertRunner CompoundBottom cull blockTop cull blockMolding SIDE VIEW上頂式注塑上頂式注塑：下壓式注塑：下壓式注塑-基板置于模具基板置于模具Cavity中，模具合模。中，模具合模。-塊狀塊狀EMC放入模具注放入模

15、具注澆口中澆口中-高溫下，高溫下，EMC開始開始熔化，順著軌道流熔化，順著軌道流向向Cavity中中-從底部開始，逐漸從底部開始，逐漸覆蓋芯片覆蓋芯片-完全覆蓋包裹完畢完全覆蓋包裹完畢，成型固化，成型固化常見之常見之Molding 缺陷缺陷充填不良充填不良 ( Incomplete Fill )黏膜黏膜 ( Sticking )氣孔氣孔 ( Void/Blister )金線歪斜金線歪斜 ( Wire Sweep )晶片座偏移晶片座偏移 ( Pad Shift )表面針孔表面針孔 ( Rough Surface in Pin Hole)流痕流痕 ( Flow Mark )1.溢膠溢膠 ( Res

16、in Bleed )用于用于Molding后塑封料的固化，保護(hù)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，消除內(nèi)部應(yīng)力后塑封料的固化，保護(hù)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，消除內(nèi)部應(yīng)力。Cure Temp：175+/-5C；Cure Time：48HrsESPEC Oven4hrs在產(chǎn)品（在產(chǎn)品（Package）的正面或者背面）的正面或者背面激光刻字。內(nèi)容有：產(chǎn)品名稱，生產(chǎn)激光刻字。內(nèi)容有：產(chǎn)品名稱，生產(chǎn)日期，生產(chǎn)批次等；日期，生產(chǎn)批次等；BeforeAfter植球前之產(chǎn)品植球前之產(chǎn)品植球完成之產(chǎn)品植球完成之產(chǎn)品MOTOROLA BGA MSA-250-A PLUS 植球機(jī)植球機(jī)CONCEPTRONIC HVC-155迴銲爐迴銲爐VACUUM

17、BALL ATTACH TOOLSOLDER BALLFLUXFLUX PRINTINGBALL ATTACHREFLOW 抽氣 抽氣 N2 N2 N2 N2 N2 吹吹氣氣 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10ONLOAD OFFLOAD 110 130 145 150 150 150 150 165 220 240 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 N2 N2 N2 N2 N2 REFLOW PROFILE 將整條將整條CLAER 完畢之完畢之SUBSTRATE產(chǎn)品，切割成單顆的產(chǎn)品，切割成單顆的正式正式 BGA 產(chǎn)品產(chǎn)品Saw SpindleASM BG-289 切