BGA 封裝工藝簡介

SIDE VIEW

Typical Assembly Process Flow

FOL– Front of Line前段工藝

FOL– Front of Line Wafer

【W(wǎng)afer】晶圓

FOL– Back Grinding背面減薄

將從晶圓廠出來的Wafer進行背面研磨，來減薄晶圓達到 封裝需要的厚度（5mils~10mils）；

磨片時，需要在正面（Active Area）貼膠帶保護電路區(qū)域 同時研磨背面。研磨之后，去除膠帶，測量厚度；

FOL– Wafer Saw晶圓切割

目的：

將晶圓粘貼在藍膜（Tape）上，使得即使被切割開后，不會散落；

通過Saw Blade將整片Wafer切割成一個個獨立的Dice，方便后面的 Die Attach等工序；

Wafer Wash主要清洗Saw時候產(chǎn)生的各種粉塵，清潔Wafer；

FOL– Back Grinding背面減薄

FOL– Wafer Saw晶圓切割

FOL– Optical Inspection

主要是針對Wafer Saw之后在顯微鏡下進行Wafer的外觀檢查，是否有出現(xiàn)不良產(chǎn)品。

Chipping Die 崩 邊

FOL– Die Attach 芯片粘接

FOL– Die Attach 芯片粘接

芯片拾取過程：

1、Ejector Pin從wafer下方的Mylar頂起芯片，使之便于脫離藍膜；

2、Collect/Pick up head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、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

FOL– Die Attach 芯片粘接

FOL– Epoxy Cure 銀漿固化，檢驗

FOL– Wire Bonding 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 Lead Frame上的 連接點。

W/B是封裝工藝中最為關(guān)鍵的一部工藝。

FOL– Wire Bonding 引線焊接

【Gold Wire】焊接金線

實現(xiàn)芯片和外部引線框架的電性和物理連接；

金線采用的是99.99%的高純度金；

同時，出于成本考慮，目前有采用銅線和鋁線工藝的。銅鋁線優(yōu)點是成本降低，同時工藝難度加大，良率降低；

線徑?jīng)Q定可傳導(dǎo)的電流；0.8mil，1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils；

FOL– Wire Bonding 引線焊接

Key Words：

Capillary：陶瓷劈刀。W/B工藝中最核心的一個Bonding Tool，內(nèi)部為空心，中間穿上金線，并分別在芯片的Pad和Lead Frame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（Bond Ball）；

Bond Ball：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Lead Frame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（USG Power）、時間（Time）、溫度（Temperature）；

FOL– Wire Bonding 引線焊接

FOL– Wire Bonding 引線焊接

FOL– Wire Bonding 引線焊接

FOL–Optical Inspection 檢查

檢查Die Attach和Wire Bond之后有無各種廢品

正常品

Material Problem

1st Bond Fail ( I )

Peeling

1st Bond Fail (II)

Ball Lift

1st Bond Fail ( III )

Neck Crack

1st Bond Fail (IV)

Off Center Ball

1st Bond Fail (V)

Smash Ball

Bonding Weld Inspection

Weld Detection

2nd Bond Fail ( II )

Looping Fail(Wire Short I)

Looping Fail(Wire Short II)

Loop Base Bend

Looping Fail(Wire Short III)

Excessive Loop

EOL– End of Line后段工藝

EOL– Molding（注塑）

【Mold Compound】塑封料/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 模劑，染色劑，阻燃劑等）；

主要功能為：在熔融狀態(tài)下將Die和金絲等包裹起來，提供物理和電氣保護，防止外界干擾；

存放條件：零下5°保存，常溫下需回溫24小時；

EOL– Molding（注塑）

為了防止外部環(huán)境的沖擊，利用EMC把Wire Bonding完成后的產(chǎn)品封裝起來的過程，并需要加熱硬化。

EOL– Molding（注塑）

EMC（塑封料）為黑色/白色塊狀，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)：

Molding Temp：175~185°C；

Clamp Pressure：3000~4000N；

Transfer Pressure：1000~1500Psi；

Transfer Time：5~15s；Cure Time：60~120s；

EOL– Molding（注塑）

下壓式注塑

EOL– Molding（注塑）

常見之Molding 缺陷

充填不良 ( Incomplete Fill )

黏膜 ( Sticking )

氣孔 ( Void/Blister )

金線歪斜 ( Wire Sweep )

晶片座偏移 ( Pad Shift )

表面針孔 ( Rough Surface in Pin Hole)

流痕 ( Flow Mark )

溢膠 ( Resin Bleed )

EOL– Post Mold Cure（模后固化）

用于Molding后塑封料的固化，保護產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，消除內(nèi)部應(yīng)力。

Cure Temp：175+/-5°C；Cure Time：4—8Hrs

EOL– Laser Mark（激光打字）

EOL– Ball Attach 植球

EOL– Ball Attach 植球

EOL– Singulation

將整條CLAER 完畢之SUBSTRATE產(chǎn)品，切割成單顆的正式 BGA 產(chǎn)品

EOL– Test 測試

根據(jù)測試程式檢測產(chǎn)品的功能、元器件的連接情況等

EOL– Final Visual Inspection（終檢）

Final Visual Inspection-FVI

在低倍放大鏡下，對產(chǎn)品外觀進行檢查。主要針對EOL工藝可能產(chǎn)生的廢品：例如Molding缺陷，切單缺陷和植球缺陷等；

EOL– Packing 包裝

按照一定的批次數(shù)量等 裝箱出貨