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1、QFN PACKAGING封裝技術簡介QUAD FLAT NO-LEAD PACKAGE QUAD FLAT NO-LEAD PACKAGE I IC C封裝趨勢 封裝趨勢 QFN&BGA QFN&BGA封裝 封裝外觀 外觀尺寸 尺寸 QFN&BGA QFN&BGA封裝流程 封裝流程 I IC C封裝材料 封裝材料 三種 三種 封裝 封裝 代表性工藝介紹 代表性工藝介紹 QFN QFN封裝 封裝的 的可靠度 可靠度 結論 結論 目 目 錄 錄 根據摩爾第一定律，芯片的集成度每 根據摩爾第一定律，芯片的集成度每18 18個月提高一倍，而價格下降 個月提高一倍，而價格下降50 50，產品的生命周期
2、僅，產品的生命周期僅2.53 2.53年這就決定了集成電路行業需要大量的資金和 年這就決定了集成電路行業需要大量的資金和研 研發投入，半導體封裝產業已經邁入所謂成熟期。發投入，半導體封裝產業已經邁入所謂成熟期。根據天下雜誌 根據天下雜誌2002 2002 的 的100 100大企業調查，企業平均獲利水準約在 大企業調查，企業平均獲利水準約在1.3%1.3%，創，創下十七年來的最低，正式宣告微利化時代的來臨。一般在開始規模約在 下十七年來的最低，正式宣告微利化時代的來臨。一般在開始規模約在50 50 部銲線機，其投資額約在十億左右 部銲線機，其投資額約在十億左右(含廠房與設施 含廠房與設施)。產
3、品從雙排腳到。產品從雙排腳到平面四面腳 平面四面腳/膠帶線 膠帶線/球陣列 球陣列/影像感應 影像感應/薄膜晶體，因大部份同質性均高，薄膜晶體，因大部份同質性均高，造成價格互相之間的排擠效應。造成價格互相之間的排擠效應。而數個集團如安可、日月光、矽品，亦夾其大公司、資本雄厚的優勢，試圖合併其他較小的公司，以利其價格之主宰。同時大公司亦佔有量大的優勢，故與廠商的議價能力相當高，如日月光可依據價格自由選擇廠商或更換廠商。而與購買者議價能力，則受幾家大廠的殺價狀況所影響，致使購買者的轉換成本加大。而未來低腳數球陣列產品亦漸漸被QFN產品所取代。QFN封裝趨勢 封裝趨勢摩爾定律 摩爾定律 摩爾定律是指
4、：IC上可容納的電晶體數目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。摩爾定律是由英特爾(Intel)名譽董事長摩爾經過長期觀察發現得之。摩爾定律是指一個尺寸相同的晶片上，所容納的電晶體數量，因製程技術的提升，每十八個月會加倍，但售價相同；晶片的容量是以電晶體（Transistor）的數量多寡來計算，電晶體愈多則晶片執行運算的速度愈快，當然，所需要的生產技術愈高明。若在相同面積的晶圓下生產同樣規格的IC，隨著製程技術的進步，每隔一年半，IC產出量就可增加一倍，換算為成本，即每隔一年半成本可降低五成，平均每年成本可降低三成多。就摩爾定律延伸，IC技術每隔一年半推進一個世代。摩爾定律是簡單評估
5、半導體技術進展的經驗法則，其重要的意義在於長期而，IC製程技術是以一直線的方式向前推展，使得IC產品能持續降低成本，提升性能，增加功能。台積電董事長張忠謀先生曾表示，摩爾定律在過去30年相當有效，未來1015年應依然適用。Trend of Trend of Assembly Assembly封裝趨勢 封裝趨勢 圖 圖CSP&QFN CSP&QFN產品演進圖片TSOPQFN QFNBGA BGATSOPQFN QFNBGA BGAQ QF FN N封裝 封裝外觀 外觀尺寸 尺寸Die DieSubstrate(BT laminate)Substrate(BT laminate)Solder ba
6、ll Solder ballA AB BC CD DE Emini BGA Cross section mini BGA Cross section小型 小型BGA BGA截面圖 截面圖F Fmini BGA mini BGA(Ball Grid Array Ball Grid Array 球閘陣列封裝 球閘陣列封裝)Curing Curing(for epoxy)(for epoxy)Die Bond Die Bond Die Saw Die SawWire Bond Wire BondDie Coating Die Coating(Optional)(Optional)O/S Test O
7、/S Test(Optional)(Optional)Forming FormingDe-taping De-taping(Optional)(Optional)Grinding Grinding(Optional)(Optional)Taping Taping(Optional)(Optional)Wafer WaferMount MountUV curing UV curing(Optional)(Optional)Curing Curing(for ink)(for ink)Back Marking Back Marking(Optional)(Optional)Molding Mold
8、ing Trimming TrimmingPLATE PLATEPost Mold Post MoldCuring CuringLeadframe Type Leadframe Type Standard Cycle Time:3.5 days Standard Cycle Time:3.5 daysQFN QFN 封裝流程 封裝流程Packing&Packing&Delivery DeliveryWafer Grinding Wafer GrindingWafer Mount Wafer MountDie Saw Die SawDie Bond Die Bond1 1st Plasma Cl
9、ean st Plasma CleanWire Bond Wire BondMolding Molding2 2nd Plasma Clean nd Plasma CleanPost Mold Cure Post Mold CureMarking MarkingBall Mount Ball MountPackage Saw Package SawFinal Visual Inspection Final Visual InspectionPacking PackingPackage Mount Package MountPick&Place Pick&Place miniBGA miniBG
10、A Standard Cycle Time:5 days Standard Cycle Time:5 daysminiBGA miniBGA 封裝流程 封裝流程Molding compound Molding compound Gold wire Gold wireEpoxy(Silver paste)Epoxy(Silver paste)Gold GoldSn SnEpoxy compound Epoxy compoundLeadframe LeadframeCopper/Alloy Copper/AlloyI IC C 封裝材料 封裝材料Substrate SubstrateSolder
11、balls Solder ballsBT Resin BT ResinSolder Alloy Solder AlloyChip ChipSubstrate SubstrateChip ChipSubstrate SubstrateChip ChipSubstrate SubstrateUnderfill UnderfillEncapsulant Encapsulant(a)System without underfill(a)System without underfill(b)System underfill(b)System underfill(c)System encapsulated
12、(c)System encapsulatedSolder flip chip interconnect systems Solder flip chip interconnect systems晶片 晶片錫球 錫球PCB PCB載板 載板Silicon Chip Silicon ChipFilled Epoxy Encapsulant Filled Epoxy EncapsulantFR-4 Carrier FR-4 CarrierSolder flip chip interconnect systems Solder flip chip interconnect systems Conven
13、tional Leadframe Type(PDIP,SOP,TSOP,QFP)Conventional Leadframe Type(PDIP,SOP,TSOP,QFP)傳 傳統封裝（導綫架型）統封裝（導綫架型）Advanced Substrate Type(BGA)Advanced Substrate Type(BGA)高級 高級-基片型封裝 基片型封裝Molding compound Molding compound 膠體 膠體Leadframe Leadframe導綫架 導綫架Gold wire Gold wire金綫 金綫Die Die 晶片 晶片Epoxy(Silver paste
14、)Epoxy(Silver paste)環氧樹脂（銀膠）環氧樹脂（銀膠）Die attach pad Die attach pad 貼 貼Die Die 墊 墊Molding compound Molding compound模壓膠體 模壓膠體Epoxy(Silver Epoxy(Silver paste)paste)銀膠 銀膠Die Die晶片 晶片Gold wire Gold wire金綫 金綫Solder ball Solder ball 錫球 錫球BT resin BT resin樹脂基片 樹脂基片Through hole Through hole貫穿孔 貫穿孔Die Die晶片 晶片
15、Gold wire Gold wire金綫 金綫LOC tape LOC LOC tape LOC 膠帶 膠帶 Leadframe with Down-set Leadframe with Down-set 導綫架下置 導綫架下置 LOC(Lead-on-chip)LOC(Lead-on-chip)導綫架上置 導綫架上置Package Types and Applications Package Types and Applications封裝類型及應用 封裝類型及應用Stacked wiring Stacked wiringMulti-layer Multi-layer1 1st st bo
16、nd bond Wire Bonding Examples Wire Bonding Examples 焊綫 焊綫 視圖 視圖Lead bonding on chip Lead bonding on chip 引腳 引腳 焊在 焊在 晶片上 晶片上Solder bonds on chip Solder bonds on chip 錫球植在晶片上 錫球植在晶片上Connection Examples Connection Examples 接綫舉例 接綫舉例Epoxy compound Epoxy compound 流動模擬圖 流動模擬圖 1 1Epoxy compound Epoxy comp
17、ound 流動模擬圖 流動模擬圖 2 2Epoxy compound Epoxy compound 流動模擬圖 流動模擬圖 3 3Epoxy compound Epoxy compound 流動模擬圖 流動模擬圖 4 4Wafer back-side grinding Wafer back-side grindingDie sawing Die sawingEpoxy paste Epoxy pasteDie attach Die attachWire bonding Wire bondingMolding Molding傳統 傳統 IC PACKAGE IC PACKAGE 工藝一 工藝一B
18、ack-side Marking(Laser/ink)Back-side Marking(Laser/ink)ABCWorld Leading Wafer FABTrimming TrimmingSolder plating Solder platingForming Forming傳統 傳統 IC PACKAGE IC PACKAGE 工藝二 工藝二Marking MarkingABCWorld Leading Wafer FABABCWorld Leading Wafer FABABCWorld Leading Wafer FABABCWorld Leading Wafer FABFlux
19、 Printing Flux PrintingVacuum VacuumBall Attach Ball AttachReflow ReflowBGA PACKAGE BGA PACKAGE 工藝一 工藝一Singulation SingulationSaw Singulation Saw Singulation Router RouterABC27 DecABC27 DecABC27 DecABC27 DecPunch PunchBGA PACKAGE BGA PACKAGE 工藝二 工藝二Back-side Marking(Laser/ink)Back-side Marking(Laser/ink)QFN PACKAGE QFN PACKAGE 工藝 工藝ABCWorld Leading Wafer FABSolder plating Solder platingForming Forming