Wafer晶圓半導(dǎo)體工藝介紹

芯片封裝的目的（The purpose of chip packaging）:

芯片上的IC管芯被切割以進(jìn)行管芯間連接，通過引線鍵合連接外部引腳，然后進(jìn)行成型，以保護(hù)電子封裝器件免受環(huán)境污染（水分、溫度、污染物等）；保護(hù)芯片免受機(jī)械沖擊；提供結(jié)構(gòu)支撐；提供電絕緣支撐保護(hù)。它可以更輕松地連接到PCB板上。

工藝流程（Process flow）:

晶圓研磨（Wafer Grinding）:

目的Purpose:

Make the wafer to suitable thickness for the package

將芯片制作成適合封裝的厚度

Machine	Disco(DFG8540)
Material	UVTape
Control	DIWaferResistivity
	VacuumPressure
Check	WaferRoughness
	WaferWarpage
	WaferThickness
	VisualInspection

放入晶圓 Wafer Mount:

目的Purpose:

Combine the wafer with Dicing tape onto the frame for die sawing

將晶圓片與切割帶裝在框架上進(jìn)行模切

鋸晶圓 Wafer Saw:

目的Purpose:

Make the wafer to unit can pick up by die bonder

使晶圓片單元能被粘片機(jī)拾?。ㄎ。?p style="max-width:100%;color:rgba(0,0,0,.9);font-family:'system-ui', '-apple-system', BlinkMacSystemFont, 'Helvetica Neue', 'PingFang SC', 'Hiragino Sans GB', 'Microsoft YaHei UI', 'Microsoft YaHei', Arial, sans-serif;letter-spacing:.544px;white-space:normal;background-color:rgb(255,255,255);text-align:center;margin-bottom:0px;">

Machine	Disco(DFD4360/DAD3350)
Material	SawBlade
Control	DIWaterResistivity(+CO2)
	Sawing/CleaningParameter
Check	KerfChippingWidth
	VisualInspection

BD和SD的流程區(qū)別 Process difference between BD and SD:

SDBG:

質(zhì)量控制 Quality Control

上芯Die Attach:

目的Purpose:

Pick up the die and attach it on the lead frame by epoxy

吸取芯片，用環(huán)氧樹脂將其附在引線框上

Machine	ESEC/ASM
Material	Epoxy/Leadframe
Control	BondingParameter
	Collect/NeedleHeight
Check	EpoxyThickness/DieTilt
	BondingPosition/DieShear
	VisualInspection

芯片連接方法 Die attach method：

Eutectic, Epoxy, soft solder, DAF

共晶，環(huán)氧，軟釬料，DAF

粘著劑的工藝流程：

質(zhì)量控制Quality Control：

空洞不良：焊料裝片單個(gè)空洞面積大于3%芯片面積，累計(jì)空洞面積大于8%芯片面積Solder paste 裝片單個(gè)空洞面積大于5%芯片面積，累計(jì)空洞面積大于10%芯片面積

環(huán)氧固化 Epoxy cure：

目的Purpose:

Solidify the epoxy after D/A 固化環(huán)氧樹脂后D/A

固化烤爐箱Oven

烤箱內(nèi)Inside

引線鍵合Wire Bonding：

目的 Purpose:

Use ultrasonic, force , temp, time to connect the bond pad with lead frame by gold/copper/Silver/Aluminium wire.

采用超聲波、力、溫度、時(shí)間等方法，將焊盤與引線框通過金/銅/銀/鋁導(dǎo)線連接。

球鍵合Ball Bonding

焊線焊頭動(dòng)作步驟分解：

1? 焊頭在打火高度( 復(fù)位位置 )

2?焊頭由打火高度下降到第一焊點(diǎn)搜索高度

3?第一焊點(diǎn)接觸階段

4?第一焊點(diǎn)焊接階段

5?完成第一點(diǎn)壓焊后, 焊頭上升到反向高度

6?反向距離

7?焊頭上升到線弧高度位置

8?搜索延遲

9?XYZ 移向第二壓點(diǎn)搜索高度

10?第二焊點(diǎn)接觸階段

11?第二壓點(diǎn)焊接階段

12?焊頭在尾絲高度

13?拉斷尾絲

14?金球形成，開始下一個(gè)壓焊過程

楔鍵合 Wedge Bonding

The difference between Ball Bonding and Wedge Bonding

球焊Ball Bonding和鍵合Wedge Bonding的區(qū)別

1、在一定溫度下，在超聲發(fā)生器作用下，通過焊能頭使電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)，帶動(dòng)金球、銅球與鋁層產(chǎn)生塑型形變，形成良好的牢度。(在形成球時(shí)需要用氫氮混合氣體避免銅線氧化）

2、鍵合又叫鍥形焊，是因?yàn)樗膲狐c(diǎn)象鍥形(三棱鏡)。在常溫下，鋁絲通過換能頭及劈刀的機(jī)械振動(dòng)，與鋁層粘合在一起。它的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生化合物。

質(zhì)量控制 Quality Control：

Wire Offset 0

Wire Offset 45

Wire Offset 55

Wire Offset 65

BSOB BALL

最佳BSOB效果

FAB過大，BASE參數(shù)過小

BASE參數(shù)過大

正常

BALL過大，STICH BASE參數(shù)過小

BALL過小，STICH BASE參數(shù)過大

正常

BSOB 2nd stich不良

好

不好

好

不好

球形不良：球徑大小不良，＜2倍焊絲直徑或＞4倍 焊絲直徑；特殊情況（壓區(qū)尺寸小于常規(guī) 情況）下，球徑＜焊區(qū)單邊邊長的70%或＞焊區(qū)單邊邊長為不良；

球厚度不良:壓扁變形,球厚度<30%焊線直徑或球厚度>70%焊線直徑為不良

二焊點(diǎn)不良：第二焊點(diǎn)根部有撕裂或隱裂現(xiàn)象

弧度不良：焊絲與芯片，引線框及其他焊絲的最短距離＜2倍焊絲直徑

IMC Check

成型 Molding：

目的 Purpose:

Seal the product with EMC to prevent die, gold wire from being damaged, contaminated and oxygenic.

用電磁兼容性（EMC）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行密封，以防止模具、金線被損壞、污染和氧化。

EMC為黑色塊狀，低溫存儲(chǔ)，使用前需先回溫。其特性在高溫下先處于熔融狀態(tài)，然后會(huì)逐漸硬化，最終成型

Machine	TOWA/ASM
Material	Compound
Control	MoldTemp;Clamppressure
	Transferpressure/time;Curetime
Check	BodyThickness/WireCurvature
	Void/Delamination
	VisualInspection

After Mold

質(zhì)量控制Quality Control：

孔洞

內(nèi)部氣泡

缺角

上下錯(cuò)位

溢膠

弧度不良：焊線沖歪率大于20%

碰線不良：線與線的距離小于2倍線徑、斷線、接觸芯片或外引腳

C-SAM 檢查

后成型固化 Post Mold Cure：

固化烤箱Oven

后固化目的：提高材料的交聯(lián)密度；緩釋制造應(yīng)力。

后固化溫度：通常在175度左右（接近Tg溫度，分子鏈相對(duì)松弛；催化劑的活性較高。）

后固化時(shí)間：4-8H，通常恒溫6H（后固化烘箱溫度均勻性；后固化烘箱的升溫速度。）

Machine	C-Sun
Material	NA
Control	Curetemp.
	Curetime
Check	Profile

激光打標(biāo)Laser Marking：

目的 Purpose:

Provide a permanent identification on product body

在芯片產(chǎn)品的本體上刻印上永久性標(biāo)識(shí)

去除垃圾De-junk：

目的 Purpose:

Remove the dam-bar of leadframe

移除拆卸引線框的阻尼條

去除飛邊 De-flash：

目的 Purpose:

Remove the residue of EMC around the package body and lead

清除封裝本體和引線周圍的EMC殘留物

毛刺飛邊是指封裝過程中塑封料樹脂溢出，貼帶毛邊，引線毛刺等飛邊毛刺現(xiàn)象

控制項(xiàng)目：軟化時(shí)間，軟化液溫度；電解電流，電解液濃度；高壓水壓力，傳送速度

電鍍 Plating：

Purpose:

To plating Sn on the lead which will mount on board pad.

利用金屬和化學(xué)的方法，在框架表面鍍上一層鍍層，以防止外界環(huán)境的影響(潮濕和熱），并使元器件在PCB板上容易焊接及提高導(dǎo)電性。

電鍍兩種類型：

Pb—Free：無鉛電鍍，錫（Tin）的純度>99.95%,符合Rohs的要求；

Tin-Lead：鉛錫合金。Tin占85%，Lead占15%，由于不符合Rohs，目前基本被淘汰。

(電鍍退火）Baking after plating:

目的：讓無鉛電鍍后的產(chǎn)品在高溫下烘烤一段時(shí)間，以便消除電鍍層潛在的錫須生長（Whisker Growth）的問題。

條件：150+/-5C;2Hrs

晶須（Whisker），是指錫在長時(shí)間的潮濕環(huán)境和溫度變化的環(huán)境下生長出的一種須狀晶體，可能導(dǎo)致產(chǎn)品引腳的短路。

質(zhì)量控制Quality Control：

外觀檢查

鍍層厚度量測(cè)

可焊性測(cè)試Solderability test

Preconditioning: Steam aging 93℃+3℃/-5℃, 8 hrs

Solder dip: SnAgCu 245℃±5℃, 5±0.5s

solder coverage≥95%

修形Trim Form：

Purpose:

Remove the tie-bar and lead-frame and form products to units from strips, fill them into tubes and then pass to next process.

拆下拉桿和引線框架，將帶材成型成件，裝入管材，然后進(jìn)入下一道工序。

質(zhì)量控制 Quality Control：

外觀檢查

外形尺寸量測(cè)：

包裝 Packing：

目的 Purpose:

Protect the product in the circulation process, convenient storage and transportation

保護(hù)產(chǎn)品在流通過程中，方便儲(chǔ)運(yùn)