半导体封装制程与设备材料知识简介

1、半导体封装制程与设备材料知识简介 Prepare By：William Guo 2007 . 11 Update,半导体封装制程概述,半导体前段晶圆wafer制程 半导体后段封装测试 封装前段（B/G-MOLD）封装后段（MARK-PLANT）测试 封装就是將前製程加工完成後所提供晶圓中之每一顆IC晶粒獨立分離，並外接信號線至導線架上分离而予以包覆包装测试直至IC成品。,半 导 体 制 程,封 裝 型 式 (PACKAGE),封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,封 裝 型 式,Assembly Main Process,Die Cure (Optional),Die Bond,Die Saw,Plasma,Card Asy,Memory Test,Cleaner,Card Test,Packing for Outgoing,Detaping (Optional),Grinding (Optional),Taping (Optional),Wafer Mount,UV Cure (Optional),Laser mark,Post Mold Cure,Mold

2、ing,Laser Cut,Package Saw,Wire Bond,SMT (Optional),半导体设备供应商介绍-前道部分,半导体设备供应商介绍-前道部分,常用术语介绍,SOP-Standard Operation Procedure 标准操作手册 WI Working Instruction 作业指导书 PM Preventive Maintenance 预防性维护 FMEA- Failure Mode Effect Analysis 失效模式影响分析 SPC- Statistical Process Control 统计制程控制 DOE- Design Of Experiment 工程试验设计 IQC/OQC-Incoming/Outing Quality Control 来料/出货质量检验 MTBA/MTBF-Mean Time between assist/Failure 平均无故障工作时间 CPK-品质参数 UPH-Units Per Hour 每小时产出 QC 7 Tools ( Quality Control 品管七工具 ) OCAP ( Out of Cont

3、rol Action Plan 异常改善计划 ) 8D ( 问题解决八大步骤 ) ECN Engineering Change Notice ( 制程变更通知 ) ISO9001， 14001 质量管理体系,前道 ,后道 EOL,Wire Bond 引线键合,Mold 模塑,Laser Mark 激光印字,Laser Cutting 激光切割,EVI 产品目检,SanDisk Assembly Process Flow SanDisk 封装工艺流程,Die Prepare 芯片预处理,ie Attach 芯片粘贴,Wafer IQC 来料检验,Plasma Clean 清洗,Plasma Clean 清洗,Saw Singulation 切割成型,SMT 表面贴装,PMC 模塑后烘烤,SMT（表面贴装） -包括锡膏印刷(Solder paste printing),置件(Chip shooting),回流焊(Reflow),DI水清洗(DI water cleaning),自动光学检查(Automatic optical inspection),使贴片零件牢固焊接在substrate上

4、,Die Prepare(芯片预处理) To Grind the wafer to target thickness then separate to single chip -包括来片目检(Wafer Incoming), 贴膜(Wafer Tape),磨片(Back Grind),剥膜(Detape),贴片(Wafer Mount),切割(Wafer Saw)等系列工序,使芯片达到工艺所要求的形状,厚度和尺寸,并经过芯片目检(DVI)检测出所有由于芯片生产,分类或处理不当造成的废品.,Wafer tape,Back Grind,Wafer Detape,Wafer Saw,Inline Grinding & Polish - Accretech PG300RM,Transfer,Key Technology: 1. Low Thickness Variation: +/_ 1.5 Micron 2. Good Roughness: +/- 0.2 Micron 3. Thin Wafer Capacity: Up to 50 Micron 4. All-In-One solutio

5、n , Zero Handle Risk,2.Grinding 相关材料 A TAPE麦拉 B Grinding 砂轮 C WAFER CASSETTLE,工艺对TAPE麦拉的要求：,1。MOUNT No delamination STRONG 2。SAW ADHESION No die flying off No die crack,工艺对麦拉的要求：,3。EXPANDING TAPE Die distance ELONGATION Uniformity 4。PICKING UP WEAK ADHESION No contamination,3.Grinding 辅助设备 A Wafer Thickness Measurement 厚度测量仪 一般有接触式和非接触式光学测量仪两种； B Wafer roughness Measurement 粗糙度测量仪 主要为光学反射式粗糙度测量方式；,4.Grinding 配套设备 A Taping 贴膜机 B Detaping 揭膜机 C Wafer Mounter 贴膜机,Wafer Taping - Nitto DR300II,Cut Ta

6、pe,Taping,Alignment,Transfer,Transfer Back,Key Technology: 1. High Transfer Accuracy: +/_ 2 Micron 2. High Cut Accuracy : +/- 0.2 mm 3. High Throughput : 50 pcs wafer / Hour 4. Zero Void and Zero Wafer Broken,Detaping,l Wafer mount,Wafer frame,晶 圓 切 割 (Dicing),Dicing 设备: A DISCO 6361 系列 B ACCERTECH 东京精密AW-300T,Main Sections Introduction,Cutting Area: Spindles (Blade, Flange, Carbon Brush), Cutting Table, Axes (X, Y1, Y2, Z1, Z2, Theta), OPC Loader Units: Spinner, Elevator, Cassette, Rotation Arm

7、,Blade Close-View,Blade,Cutting Water Nozzle,Cooling Water Nozzle,Die Sawing Disco 6361,Key Technology:,1. Twin-Spindle Structure. 2. X-axis speed: up to 600 mm/s. 3. Spindle Rotary Speed : Up to 45000 RPM. 4. Cutting Speed: Up to 80mm/s. 5. Z-axis repeatability: 1um. 6. Positioning Accuracy: 3um .,Rear,Front,A Few Concepts,BBD (Blade Broken Detector) Cutter-set: Contact and Optical Precision Inspection Up-Cut and Down-Cut Cut-in and Cut-remain,晶 圓 切 割 (Dicing),Dicing 相关工艺 A Die Chipping 芯片崩角 B

8、Die Corrosive 芯片腐蚀 C Die Flying 芯片飞片,Wmax , Wmin , Lmax , DDY ,DY,規格 DY 0.008mm Wmax 0.070mm Wmin 0.8*刀厚 Lmax 0.035,切割時之轉速予切速: a. 轉速 : 指的是切割刀自身的轉速 b. 切速: 指的是Wafer移動速度.,主軸轉速: S1230: 3000045000 RPM S1440: 3000045000 RPM 27HEED: 3500045000 RPM 27HCCD: 3500045000 RPM 27HDDC: 3500045000 RPM,晶 圓 切 割 (Dicing),3.Dicing 相关材料 A Tape B Saw BLADE 切割刀 C DI 去离子水、RO 纯水,切割刀的規格 規格就包括 刀刃長度、刀刃寬度、鑽石顆粒大小 、濃度及Nickel bond hardness 軟硬度的選擇,P4,Saw blade 对製程的影響 Proper Cut Depth Into Tape (切入膠膜的理想深度 ),分析 : 理想的切割深度可防止 1. 背崩

9、之發生。 2. 切割街区的DDY 理想的切割深度 須切入膠膜 (Tape) 1/3 厚度。,P11,切割刀的影響 Diamond Grit Size (鑽石顆粒大小),分析 : 小顆粒之鑽石 1. 切割品質較好。 2. 切割速度不宜太快。 3. 刀子磨耗較大。 大顆粒之鑽石 1. 刀子磨耗量小。 2. 切割速度可較快。 3. 負載電流較小。,P15,TAPE 粘度对SAW製程的影響 Mounting Tape (膠膜黏力 ),分析 : 使用較黏膠膜可獲得 1. 沒有飛 Die。 2. 較好的切割品質。 潛在風險 Die Attach process pick up die 影響。,P10,晶 圓 切 割 (Dicing),4.Dicing 辅助设备 A CO2 Bubbler 二氧化碳发泡机 B DI Water 电阻率监测仪 C Diamonflow 发生器 D UV 照射机,Die Attach(芯片粘贴) To attach single die to SMTed substrate -把芯片粘贴到已经过表面贴装(SMT)和预烘烤(Pre-bake)后的基片上,或芯片粘贴到芯片上,并经过芯片粘贴后烘烤(Die Attach Cure)固化粘结剂.,Passive chip (capacitor),Substrate,上片 (Die Bond),Die Bond 设备 A HITACHI DB700 B ESEC2007/2008 系列 C ASM 829/889/898 系列,Die Attach Hitachi DB700,Key Technology:,1. Bonding speed: 30ms/die; 2. Bonding Accuracy

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