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1、Introduction of IC Assembly ProcessIC封装工艺简介艾IC Process FlowCustomer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IC Package IC的封装形式Package-封装体：指芯片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。IC Package 种类很多，可以按以下标准分类：按封装材料划分为：金属封装、陶瓷封装、塑料封装 按照和PCB 板连接方式分为：PTH 封装和SMT 封装 按照封装外型可分为：SOT、
2、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP 等；IC Package IC的封装形式 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 工或航天技术，无商业化产品；陶瓷封装优于金属封装，也用于 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局部的市场份额；IC Package IC的封装形式 按与PCB 板的连接方式划分为：PTHSMTPTH-Pin Through Hole,通孔式；SMT-Surface Mount Technology，外表贴装式。目前市面上大局部IC均采为SMT 式的SMTIC Package IC的封装
3、形式 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，但是工艺难度也相应增加；其中，CSP 由于采用了Flip Chip 技术和裸片封装，到达了 芯片面积/封装面积=1:1，为目前最高级的技术；封装形式和工艺逐步高级和复杂IC Package IC的封装形式 QFNQuad Flat No-lead Package 四方无引脚扁平封装 SOICSmall Outline IC 小外形IC封装 TSSOPThin Small Shrink Outline Pa
4、ckage 薄小外形封装 QFPQuad Flat Package 四方引脚扁平式封装 BGABall Grid Array Package 球栅阵列式封装 CSPChip Scale Package 芯片尺寸级封装 IC Package StructureIC结构图TOP VIEWSIDE VIEWLead Frame 引线框架Gold Wire 金 线Die Pad 芯片焊盘Epoxy 银浆Mold pound 环氧树脂Raw Material in Assembly封装原材料【Wafer】晶圆Raw Material in Assembly封装原材料【Lead Frame】引线框架 提供
5、电路连接和Die 的固定作用；主要材料为铜，会在上面进行镀银、NiPdAu 等材料；L/F的制程有Etch 和Stamp 两种；易氧化，存放于氮气柜中，湿度小 于40%RH;除了BGA 和CSP 外，其他Package 都会采用Lead Frame，BGA 采用的是Substrate；Raw Material in Assembly封装原材料【Gold Wire】焊接金线 实现芯片和外部引线框架的电性和物 理连接；金线采用的是99.99%的高纯度金；同时，出于成本考虑，目前有采用铜 线和铝线工艺的。优点是成本降低，同时工艺难度加大，良率降低；线径决定可传导的电流；0.8mil，1.0mil，1
6、.3mils，1.5mils 和2.0mils；Raw Material in Assembly封装原材料【Mold pound】塑封料/环氧树脂 主要成分为：环氧树脂及各种添加剂固化剂，改性剂，脱 模剂，染色剂，阻燃剂等；主要功能为：在熔融状态下将Die 和Lead Frame 包裹起来，提供物理和电气保护，防止外界干扰；存放条件：零下5 保存，常温下需回温24 小时；Raw Material in Assembly封装原材料 成分为环氧树脂填充金属粉末Ag；有三个作用：将Die 固定在Die Pad 上；散热作用，导电作用；-50 以下存放，使用之前回温24 小时；【Epoxy】银浆Typ
7、ical Assembly Process FlowFOL/前段EOL/中段Plating/电镀EOL/后段Final Test/测试FOL Front of Line前段工艺BackGrinding磨片WaferWafer Mount晶圆安装Wafer Saw晶圆切割Wafer Wash晶圆清洗Die Attach芯片粘接Epoxy Cure银浆固化Wire Bond引线焊接2nd Optical第二道光检3rd Optical第三道光检EOLFOL Back Grinding反面减薄Taping粘胶带BackGrinding磨片De-Taping去胶带 将从晶圆厂出来的Wafer 进行反面
8、研磨，来减薄晶圆到达 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 同时研磨反面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；FOL Wafer 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Saw 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；FOL Wafer Saw晶圆切割Wafer Saw MachineS
9、aw Blade 切割刀片：Life Time：9001500M；Spindlier Speed：3050K rpm：Feed Speed：3050/s;FOL 2nd Optical Inspection二光检查主要是针对Wafer Saw 之后在显微镜下进行Wafer 的外观检查，是否有出现废品。Chipping Die 崩 边FOL 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，除去气泡；Epoxy Writing：点银浆于L/F的Pad
10、上，Pattern 可选；FOL 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 Write：Coverage 75%;Di
11、e Attach：Placement0.05mm;FOL 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 1ppt.pany LogoFOL 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。FOL Wire Bonding 引线焊接Key Words：Capillary：陶瓷劈刀。W/B 工艺中最核
12、心的一个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
13、rature；FOL 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；FOL 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 LoopCap 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FOL Wire Bonding 引线焊接Wir
14、e Bond 的质量控制：Wire Pull、Stitch Pull 金线颈部和尾部拉力Ball Shear 金球推力Wire Loop 金线弧高Ball Thickness 金球厚度Crater Test 弹坑测试Intermetallic 金属间化合物测试SizeThicknessFOL 3rd Optical Inspection三光检查检查Die Attach 和Wire Bond 之后有无各种废品EOL End of Line后段工艺Molding注塑EOLLaser Mark激光打字PMC高温固化De-flash/Plating去溢料/电镀Trim/Form切筋/成型4th Opt
15、ical第四道光检Annealing电镀退火Note：Just For TSSOP/SOIC/QFP packageEOL 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 MoldingAfter MoldingEOL 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；Trans
16、fer Pressure：10001500Psi；Transfer Time：515s；Cure Time：60120s；CavityL/FL/FEOL 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EOL Laser Mark激光打字在产品Package 的正面或者反面激光刻字。内容有：产品名称，生产日期，生产批次等；Before AfterEOL Post Mold Cure模后固化用于Mol
17、ding 后塑封料的固化，保护IC内部结构，消除内部应力。Cure Temp：175+/-5C；Cure Time：8HrsESPEC Oven4hrsEOL 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；EOL Plating电镀Before PlatingAfter Platingp 利用金属和化学的方法，在Leadframe 的外表 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。p 电镀一般有两种类型：Pb-Free：
18、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；EOL Post Annealing Bake电镀退火目的：让无铅电镀后的产品在高温下烘烤一段时间，目的在于 消除电镀层潜在的晶须生长Whisker Growth 的问题;条件：150+/-5C;2Hrs；晶须晶须，又叫Whisker，是指锡在长时间的潮湿环境和温度变化环境下生长出的一种须状晶体，可能导致产品引脚的短路。EOL Trim&Form切筋成型Trim：将一条片的Lead Frame
19、切割成单独的Unit IC的过程；Form：对Trim 后的IC产品进行引脚成型，到达工艺需要求的形状，并放置进Tube 或者Tray 盘中；EOL Trim&Form切筋成型Cutting Tool&Forming PunchCutting DieStripper PadForming Die1234EOL Final Visual Inspection第四道光检Final Visual Inspection-FVI在低倍放大镜下，对产品外观进行检查。主要针对EOL 工艺可能产生的废品：例如Molding 缺陷，电镀缺陷和Trim/Form 缺陷等；9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2023/6/
20、12023/6/1Thursday,June 1,2023 10、雨中黄叶树，灯下白头人。2023/6/12023/6/12023/6/16/1/2023 4:44:06 AM 11、以我独沈久，愧君相见频。2023/6/12023/6/12023/6/1Jun-2301-Jun-23 12、故人江海别，几度隔山川。2023/6/12023/6/12023/6/1Thursday,June 1,2023 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。2023/6/12023/6/12023/6/12023/6/16/1/2023 14、他乡生白发，旧国见青山。01 六月 20232023/6/12023/6/
21、12023/6/1 15、比不了得就不比，得不到的就不要。六月 232023/6/12023/6/12023/6/16/1/2023 16、行动出成果，工作出财富。2023/6/12023/6/101 June 2023 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2023/6/12023/6/12023/6/12023/6/1 9、没有失败，只有暂时停止成功！。2023/6/12023/6/1Thursday,June 1,2023 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2023/6/12023/6/12023/6/16/1/2023 4:4
22、4:07 AM 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2023/6/12023/6/12023/6/1Jun-2301-Jun-23 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。2023/6/12023/6/12023/6/1Thursday,June 1,2023 13、不知香积寺，数里入云峰。2023/6/12023/6/12023/6/12023/6/16/1/2023 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 六月 20232023/6/12023/6/12023/6/1 15、楚塞三湘接，荆门九派通。六月 232023/6/12023/6/12
23、023/6/16/1/2023 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/6/12023/6/101 June 2023 17、空山新雨后，天气晚来秋。2023/6/12023/6/12023/6/12023/6/1 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。2023/6/12023/6/1Thursday,June 1,2023 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2023/6/12023/6/12023/6/16/1/2023 4:44:07 AM 11、越是没有本领的就越加自命非凡。2023/6/12023/6/12023/6/1Jun-2301-Jun-23 12、越是无能的人，越喜欢
24、挑剔别人的错儿。2023/6/12023/6/12023/6/1Thursday,June 1,2023 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2023/6/12023/6/12023/6/12023/6/16/1/2023 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 六月 20232023/6/12023/6/12023/6/1 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。六月 232023/6/12023/6/12023/6/16/1/2023 16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/6/12023/6/101 June 2023 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2023/6/12023/6/12023/6/12023/6/1MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉