IC芯片封裝流程

IntroductionofICAssemblyProcess

IC封裝工藝簡介FOL–BackGrinding背面減薄Taping粘膠帶BackGrinding磨片De-Taping去膠帶將從晶圓廠出來的Wafer進(jìn)行背面研磨，來減薄晶圓達(dá)到

封裝需要的厚度（8mils~10mils）；磨片時，需要在正面（ActiveArea）貼膠帶保護(hù)電路區(qū)域

同時研磨背面。研磨之后，去除膠帶，測量厚度；FOL–WaferSaw晶圓切割WaferMount晶圓安裝WaferSaw晶圓切割WaferWash清洗將晶圓粘貼在藍(lán)膜（Mylar）上，使得即使被切割開后，不會散落；通過SawBlade將整片Wafer切割成一個個獨立的Dice，方便后面的

DieAttach等工序；WaferWash主要清洗Saw時候產(chǎn)生的各種粉塵，清潔Wafer；FOL–WaferSaw晶圓切割WaferSawMachineSawBlade(切割刀片)：LifeTime：900~1500M；

SpindlierSpeed：30~50Krpm：FeedSpeed：30~50/s;FOL–2ndOpticalInspection二光檢查主要是針對WaferSaw之后在顯微鏡下進(jìn)行Wafer的外觀檢查，是否有出現(xiàn)廢品。ChippingDie

崩邊FOL–DieAttach芯片粘接WriteEpoxy點銀漿DieAttach芯片粘接EpoxyCure銀漿固化EpoxyStorage：

零下50度存放；EpoxyAging：

使用之前回溫，除去氣泡；EpoxyWriting：

點銀漿于L/F的Pad上，Pattern可選；FOL–DieAttach芯片粘接芯片拾取過程：

1、EjectorPin從wafer下方的Mylar頂起芯片，使之便于

脫離藍(lán)膜；

2、Collect/Pickuphead從上方吸起芯片，完成從Wafer

到L/F的運輸過程；

3、Collect以一定的力將芯片Bond在點有銀漿的L/F

的Pad上，具體位置可控；

4、BondHeadResolution：

X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um；

5、BondHeadSpeed：1.3m/s；FOL–DieAttach芯片粘接EpoxyWrite：

Coverage>75%;DieAttach：

Placement<0.05mm;FOL–EpoxyCure銀漿固化銀漿固化：175°C，1個小時；

N2環(huán)境，防止氧化：DieAttach質(zhì)量檢查：DieShear（芯片剪切力）FOL–WireBonding引線焊接利用高純度的金線（Au）、銅線（Cu）或鋁線（Al）把Pad

和Lead通過焊接的方法連接起來。Pad是芯片上電路的外接

點，Lead是LeadFrame上的連接點。

W/B是封裝工藝中最為關(guān)鍵的一部工藝。FOL–WireBonding引線焊接KeyWords：Capillary：陶瓷劈刀。W/B工藝中最核心的一個BondingTool，內(nèi)部為空心，中間穿上金線，并分別在芯片的Pad和LeadFrame的Lead上形成第一和第二焊點；EFO：打火桿。用于在形成第一焊點時的燒球。打火桿打火形成高溫，將外露于Capillary前端的金線高溫熔化成球形，以便在Pad上形成第一焊點（BondBall）；BondBall：第一焊點。指金線在Cap的作用下，在Pad上形成的焊接點，一般為一個球形；Wedge：第二焊點。指金線在Cap的作用下，在LeadFrame上形成的焊接點，一般為月牙形（或者魚尾形）；W/B四要素：壓力（Force）、超聲（USGPower）、時間（Time）、溫度（Temperature）；FOL–WireBonding引線焊接陶瓷的Capillary內(nèi)穿金線，并且在EFO的作用下，高溫?zé)?；金線在Cap施加的一定壓力和超聲的作用下，形成BondBall；金線在Cap施加的一定壓力作用下，形成Wedge；FOL–WireBonding引線焊接利用高純度的金線（Au）、銅線（Cu）或鋁線（Al）把Pad

和Lead通過焊接的方法連接起來。Pad是芯片上電路的外接

點，Lead是LeadFrame上的連接點。

W/B是封裝工藝中最為關(guān)鍵的一部工藝。FOL–WireBonding引線焊接EFO打火桿在磁嘴前燒球Cap下降到芯片的Pad上，加Force和Power形成第一焊點Cap牽引金線上升Cap運動軌跡形成良好的WireLoopCap下降到LeadFrame形成焊接Cap側(cè)向劃開，將金線切斷，形成魚尾Cap上提，完成一次動作FOL–WireBonding引線焊接WireBond的質(zhì)量控制：WirePull、StitchPull（金線頸部和尾部拉力）BallShear（金球推力）WireLoop（金線弧高）BallThickness（金球厚度）CraterTest（彈坑測試）Intermetallic（金屬間化合物測試）SizeThicknessFOL–3rdOpticalInspection三光檢查檢查DieAttach和WireBond之后有無各種廢品EOL–EndofLine后段工藝Molding注塑EOLLaserMark激光打字PMC高溫固化De-flash/Plating去溢料/電鍍Trim/Form切筋/成型4thOptical第四道光檢Annealing電鍍退火Note：JustForTSSOP/SOIC/QFPpackageEOL–Molding（注塑）為了防止外部環(huán)境的沖擊，利用EMC

把WireBonding完成后的產(chǎn)品封裝起

來的過程，并需要加熱硬化。BeforeMoldingAfterMoldingEOL–Molding（注塑）MoldingTool（模具）EMC（塑封料）為黑色塊狀，低溫存儲，使用前需先回溫。其特

性為：在高溫下先處于熔融狀態(tài)，然后會逐漸硬化，最終成型。Molding參數(shù)：

MoldingTemp：175~185°C；ClampPressure：3000~4000N；

TransferPressure：1000~1500Psi；TransferTime：5~15s；

CureTime：60~120s；CavityL/FL/FEOL–Molding（注塑）MoldingCycle-L/F置于模具中，每個Die位于Cavity中，模具合模。-塊狀EMC放入模具孔中-高溫下，EMC開始熔化，順著軌道流向Cavity中-從底部開始，逐漸覆蓋芯片-完全覆蓋包裹完畢，成型固化EOL皂–L舟ase瓜rM麥ark（激光竊打字）在產(chǎn)品（Pack寧age）的正面足或者背面為激光刻字誕。內(nèi)容有備：產(chǎn)品名池稱，生產(chǎn)敲日期，生靈產(chǎn)批次等醉；Befo剃reAft毒erEOL灶–P缸o(hù)st零Mo與ld遞Cur翁e（模后固床化）用于Mol恨din者g后塑封敲料的固岡化，保棄護(hù)IC內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，消除內(nèi)播部應(yīng)力。Cure服Tem揮p：175握+/-揭5°C；Cur陸eT揀ime：8HrsESP腿EC爬Ove筆n4hr少sEOL救–D衛(wèi)e-f駕las紋h（去溢倦料）Befo觸reAfte制r目的：De-械fla妨sh的目的澤在于去綱除Mold騎ing后在管奶體周圍Lead之間知多咬余的溢榆料；山方法：蘆弱酸浸殺泡，高慌壓水沖叼洗；EOL援–P攪lat椅ing（電鍍）Bef接ore個Pl棒ati如ngAft協(xié)er鍵Pla畫tin若g利用金屬準(zhǔn)和化學(xué)的敞方法，在Lead戲fram竟e的表面佩鍍上一近層鍍層市，以防扯止外界鍬環(huán)境的屋影響（載潮濕桌和棚熱）。測并且使京元器件勵在PCB板上容易災(zāi)焊接及盆提高導(dǎo)填電性。電鍍一般氧有兩種類庸型：Pb-F曠ree：無鉛規(guī)電鍍，樓采用的棍是>99.量95%的高純歪度的錫尖（Tin），為青目前普姑遍采用馳的技術(shù)啟，符合Roh頃s的要求創(chuàng)；Tin沉-Le斑ad：鉛錫傳合金。Tin占85%，Lea上d占15%，由于不狠符合Roh缺s，目前基擔(dān)本被淘汰爸；EOL–皂Pos垮tAn棉neal再ing鎮(zhèn)Bake（電鍍退荒火）目的：派讓無鉛電擠鍍后的產(chǎn)年品在高溫殲下烘烤一些段時間，墨目的在于泄消除電奧鍍層潛在枯的晶須生未長（Whis脖ker病Grow兔th）的問題;條件：150+呆/-5C撤;2H即rs；晶須晶須，窩又叫Whi食ske局r，是指錫亦在長時間像的潮濕環(huán)湯境和溫度務(wù)變化環(huán)境吩下生長出顫的一種須組狀晶體，甚可能導(dǎo)致洗產(chǎn)品引腳旋的短路。EOL己–T立rim瓦&Fo護(hù)rm（切筋成太型）Trim：將一條腐片的Lead跡Fra扣me切割成單塑獨的Uni躁t（IC）的過極程；Form：對Trim后的IC產(chǎn)品進(jìn)唐行引腳聾成型，升達(dá)到工鞋藝需要器求的形尼狀，仙并放確置進(jìn)Tube或者Tra痰y盤中；EOL–箏Tri期m&Fo崇rm（切筋成佳型）Cutt臉ing忽Tool惰&Form金ing吸Punc悠hCutt淚ing乒DieStri禽pper車PadForm供ing脈Die1234EOL陳–F博ina孤lV乳isu談al持Ins雖pec記tio蹈n（第四祖道光檢潛）Fin圈al敞Vis麗ual岡In蜂spe痰cti太on-晃FVI在低倍放促大鏡下，受對產(chǎn)品外塞觀進(jìn)行檢腫查。主要眼針對EOL工藝可能套產(chǎn)生的廢終品：例如Mol羅din新g缺陷，電種鍍?nèi)毕莺蚑ri筒m/F踐orm缺陷等；ICP濤roce盜ssF品lowCus肅tom炊er客軍戶IC周Des滾ignIC設(shè)計Waf夫er俊Fab晶圓制繭造Wafe托rPr撥obe晶圓測驢試Asse資mbly貴&Te梅stIC封裝測試SMTIC組裝IC溪Pac攝kag俘e（IC的封裝形娃式）Pack謀age-憑-封裝體：指芯片緩（Die）和不同孫類型的框虜架（L/F）和塑封紹料（EMC）形成的瞧不同外形糾的封裝體桶。ICP賺acka附ge種類很姿多，可帥以按以稼下標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)分類：按封裝旨材料劃互分為：金屬封稀裝、陶檔瓷封裝貪、塑料羞封裝按照和PCB板連接方現(xiàn)式分為：PTH封裝和SMT封裝按照封裝默外型可分垃為：SOT、SOIC、TSS頌OP、QFN、QFP、BGA、CSP等；IC吊Pac救kag昏e（IC的封裝形扁式）按封裝材渴料劃分為述：金屬封裝陶瓷封裝塑料封孕裝金屬封歌裝主要枝用于軍心工或航漸天技術(shù)駕，無商碧業(yè)化產(chǎn)館品；陶瓷封格裝優(yōu)于陰金屬封德裝，也予用于軍淹事產(chǎn)品欠，占少魄量商業(yè)環(huán)化市場揚；塑料封裝翠用于消費惑電子，因初為其成本考低，工藝正簡單，可局靠性高而弱占有絕大仔部分的市糞場份額；IC昏Pac松kag紗e（IC的封裝形洽式）按與PCB板的連婆接方式扛劃分為笛：PTHSMTPTH-斧Pin農(nóng)Thro抵ugh北Hole度,通孔式爪；SMT盈-Su丟rfa管ce居Mou辣nt產(chǎn)Tec沉hno俯log劣y，表面貼恭裝式。目前市面瓣上大部分IC均采為SMT式的SMTICP湊acka晉ge（IC的封裝形仔式）按封裝外會型可分為頑：SOT、QFN、SOIC、TSS看OP、QFP、BGA、CSP等；決定封裝許形式的兩抵個關(guān)鍵因托素:封裝效確率。芯碗片面積/封裝面楚積，盡確量接近1:1；引腳數(shù)臘。引腳繳數(shù)越多單，越高胡級，但武是工藝?yán)y度也倚相應(yīng)增石加；其中，CSP由于采用切了Flip伏Chi剖p技術(shù)和裸憤片封裝，紫達(dá)到了料芯片面鳳積/封裝面逗積=1:1，為目奶前最高疏級的技獵術(shù)；封裝形邊式和工姓藝逐步剪高級和也復(fù)雜IC鬼Pac鄰kag歉e（IC的封裝僻形式）QFN煙—Qu報ad凳Fla鼻tN喇o-l晨ead讀Pa誰cka屢ge四方無齊引腳扁暑平封裝SOIC生—Sma拐llO趣utli珠neI瞎C小外形IC封裝TSS寬OP—奔Thi紹nS熱mal鄉(xiāng)豐l槳Shr貨ink酸Ou王tli菠ne誤Pac絞kag范e薄小外慶形封裝QFP厲—Qu豬ad驅(qū)Fla房誠tP歲ack滔age四方引查腳扁平?jīng)鍪椒庋bBGA—寫B(tài)all剛Gri族dAr都ray罩Pack利age球柵陣敢列式封魚裝CSP晶—Ch墻ip結(jié)Sca牲le葬Pac微kag黃e芯片尺寸壯級封裝IC味Pac息kag暫eS段tru陳ctu貞re（IC結(jié)構(gòu)圖）TOP汪VIEWSID誤EV援IEWLead淋Fra濁me引線框龍架Gold莊Wir莊e金線Die肉Pa賊d芯片焊受盤Epo薯xy銀漿Mold住Com廉poun向d環(huán)氧樹脂Raw抄Mate鹽rial予in答Asse戰(zhàn)mbly棚(封裝原材惜料)【W(wǎng)a較fer鳴】晶圓……Raw并Ma孟ter卵ial巧in岡As武sem臺bly彩(封裝原喊材料)【Lea著dFr萄ame】引線框架提供電路刮連接和Die的固定作感用；主要材味料為銅企，會在塔上面進(jìn)喚行鍍銀鹽、NiP即dAu等材料晉；L/F的制程有Etc伸h和Sta松mp兩種；易氧化，孕存放于氮肝氣柜中，湊濕度小紐奉于40%R素H;除了BGA和CSP外，其非他Pack渣age都會采聽用Lea慕dF進(jìn)ram或e，BGA采用的長是Sub滋str搜ate；Raw捐Mate杯rial吃in慎Asse漫mbly泛(封裝原纏材料)【Gol挺dWi醬re】焊接金線實現(xiàn)芯頂片和外答部引線饞框架的乒電性和準(zhǔn)物詠理看連接；金線采挖用的是99.劣99%的高純度篇金；同時，出賺于成本考飄慮，目前章有采用銅跡線和鋁線彼工藝的。戀優(yōu)點是成昏本降低，棉同話時工藝難護(hù)度加大，迷良率降低脅；線徑?jīng)Q跟定可傳竿導(dǎo)的電閃流；0.8翼mil，1.0m到il，1.3m奔ils，1.5殊mil固s和2.0律mil袖s；Raw耳Ma焰ter立ial聽in揭As賤sem擠bly夕(封裝原材很料)【Mo濃ld脂Com尊pou奧nd】塑封料/環(huán)氧樹抬脂主要成鑼分為：彼環(huán)氧樹掠脂及各臟種添加初劑（固將化劑，演改性劑嬌，脫怠模劑，云染色劑數(shù)，阻燃狠劑等）睜；主要功菌能為：葉在熔融綠狀態(tài)下發(fā)將Die和Lead就Fra舞me包裹起巧來，腹提供物陣?yán)砗碗妰獗Ｗo(hù)艙，防止捷外界干錦擾；存放條件改：零下5°保存，常疲溫下需回獻(xiàn)溫24小時；Raw菌Ma膜ter信ial稈in什As標(biāo)sem拒bly券(封裝原材抄料)成分為環(huán)厚