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1、半导体封装知识培训 生产部 2011-09-06,IC Process Flow,Customer客 户,IC DesignIC设计,Wafer Fab晶圆制造,Wafer Probe晶圆测试,Assembly&TestIC 封装测试,SMTIC组装,什么是封装,封装，就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接。可以这么理解：芯片（Die）和不同类型的框架（L/F）和塑封料（EMC）形成的不同外形的封装体。,封装功用,电力和电子讯号的传输。散热。保护电路。方便运输。,封装分类,按封装材料划分为：,金属封装,陶瓷封装,塑料封装,金属封装主要用于军工或航天技术，无商业化产
2、品；陶瓷封装优于金属封装，也用于军事产品，占少量商业化市场；塑料封装用于消费电子，因为其成本低，工艺简单，可靠性高而占有绝大部分的市场份额；,封装分类,按与PCB板的连接方式划分为：,PTH,PTH-Pin Through Hole,通孔式；SMT-Surface Mount Technology，表面贴装式。目前市面上大部分IC均采为SMT式的,SMT,Package,Lead,PCB,封装分类,按封装外型可分为：SOT、QFN、SOIC、TSSOP、QFP、BGA、CSP等；决定封装形式的两个关键因素:封装效率。芯片面积/封装面积，尽量接近1:1；引脚数。引脚数越多，越高级，但是工艺难度也
3、相应增加；,封装流程,封装流程,SE8117T331101-LF,Back Grinding背面减薄,Taping粘胶带,BackGrinding磨片,De-Taping去胶带,将从晶圆厂出来的Wafer进行背面研磨，来减薄晶圆达到 封装需要的厚度（8mils10mils）；磨片时，需要在正面（Active Area）贴胶带保护电路区域 同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；,高速旋转的砂轮,真空吸盘工作台,DIE Saw晶圆切割,Wafer Mount晶圆安装,Wafer Saw晶圆切割,Wafer Wash清洗,将晶圆粘贴在蓝膜（Mylar）上，使得即使被切割开后，不会散落；通过Sa
4、w Blade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便后面的 Die Attach等工序；Wafer Wash主要清洗Saw时候产生的各种粉尘，清洁Wafer；,DIE Saw晶圆切割,Wafer Saw Machine,Saw Blade(切割刀片)：Life Time：9001500M；Spindlier Speed：3050K rpm：Feed Speed：3050/s;,Die Attach 芯片粘接,Write Epoxy点银浆,Die Attach芯片粘接,Epoxy Cure银浆固化,Epoxy Storage：零下50度存放；,Epoxy Aging：使用之前回温，除去
5、气泡；,Epoxy Writing：点银浆于L/F的Pad上，Pattern可选；,Die Attach 芯片粘接,芯片拾取过程：1、Ejector Pin从wafer下方的Mylar顶起芯片，使之便于 脱离蓝膜；2、Collect/Pick up head从上方吸起芯片，完成从Wafer 到L/F的运输过程；3、Collect以一定的力将芯片Bond在点有银浆的L/F 的Pad上，具体位置可控；4、Bond Head Resolution：X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um；5、Bond Head Speed：1.3m/s；,FOL Die Attach 芯片粘接,Epoxy
6、Write：Coverage 75%;,Die Attach：Placement0.05mm;,Epoxy Cure 银浆固化,银浆固化：175C，1个小时；N2环境，防止氧化：,Die Attach质量检查：Die Shear（芯片剪切力）,Wire Bonding 引线焊接,利用高纯度的金线（Au）、铜线（Cu）或铝线（Al）把 Pad 和 Lead通过焊接的方法连接起来。Pad是芯片上电路的外接 点，Lead是 Lead Frame上的 连接点。W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。,Wire Bonding 引线焊接,Key Words：Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心
7、的一个Bonding Tool，内部为空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和Lead Frame的Lead上形成第一和第二焊点；EFO：打火杆。用于在形成第一焊点时的烧球。打火杆打火形成高温，将外露于Capillary前端的金线高温熔化成球形，以便在Pad上形成第一焊点（Bond Ball）；Bond Ball：第一焊点。指金线在Cap的作用下，在Pad上形成的焊接点，一般为一个球形；Wedge：第二焊点。指金线在Cap的作用下，在Lead Frame上形成的焊接点，一般为月牙形（或者鱼尾形）；W/B四要素：压力（Force）、超声（USG Power）、时间（Time）、温度（Tempe
8、rature）；,Wire Bonding 引线焊接,陶瓷的Capillary,内穿金线，并且在EFO的作用下，高温烧球；,金线在Cap施加的一定压力和超声的作用下，形成Bond Ball；,金线在Cap施加的一定压力作用下，形成Wedge；,Wire Bonding 引线焊接,EFO打火杆在磁嘴前烧球,Cap下降到芯片的Pad上，加Force和Power形成第一焊点,Cap牵引金线上升,Cap运动轨迹形成良好的Wire Loop,Cap下降到Lead Frame形成焊接,Cap侧向划开，将金线切断，形成鱼尾,Cap上提，完成一次动作,Wire Bonding Examples,Stacked
9、 wiring,Multi-layer,1st bond,Molding（注塑）,为了防止外部环境的冲击，利用EMC 把Wire Bonding完成后的产品封装起 来的过程，并需要加热硬化。,Before Molding,After Molding,Molding（注塑）,Molding Tool（模具）,EMC（塑封料）为黑色块状，低温存储，使用前需先回温。其特 性为：在高温下先处于熔融状态，然后会逐渐硬化，最终成型。Molding参数：Molding Temp：175185C；Clamp Pressure：30004000N；Transfer Pressure：10001500Psi；Tr
10、ansfer Time：515s；Cure Time：60120s；,Cavity,L/F,L/F,Molding（注塑）,Molding Cycle,-L/F置于模具中，每个Die位于Cavity中，模具合模。-块状EMC放入模具孔中,-高温下，EMC开始熔化，顺着轨道流向Cavity中,-从底部开始，逐渐覆盖芯片,-完全覆盖包裹完毕，成型固化,De-flash（去溢料）,Before,After,目的：De-flash的目的在于去除Molding后在管体周围Lead之间 多余的溢料；方法：弱酸浸泡，高压水冲洗；,切筋,切筋的目的：切筋是指利用机械模具将脚间金属连接杆切除。,Plating（
11、电镀）,Before Plating,After Plating,利用金属和化学的方法，在Leadframe的表面 镀上一层镀层，以防止外界环境的影响（潮湿 和热）。并且使元器件在PCB板上容易焊接及 提高导电性。,电镀一般有两种类型：Pb-Free：无铅电镀，采用的是99.95%的高纯 度的锡（Tin），为目前普遍采用的技术，符合 Rohs的要求；Tin-Lead：铅锡合金。Tin占85%，Lead占 15%，由于不符合Rohs，目前基本被淘汰；,Form（成型）,Cutting Tool&Forming Punch,Cutting Die,Stripper Pad,Forming Die,1,2,3,4,Form（成型）,Thanks!,
