砷化镓封装注意事项.doc

砷化镓晶圆和芯片的包装盒和操作砷化镓晶圆和芯片的包装盒和操作简介简介 多数情况下，砷化镓电路是用与硅电路相同的设备和技术制造和操作的在操作和包装砷 化镓芯片的时候，只有少数重要的不同需要注意本应用手册包含对于晶圆和芯片操作， 后道工艺和封装的重要信息主要方面如下：晶圆有在边缘周围有应该排除的区域（第一节）砷化镓比硅片易碎，我们为运输容器（第二节，第三节）和切割框架（第四节）提供 了指引多数 Triquint IC 技术都是生产平坦的表面芯片但是，特定的应用需要空气桥金属技 术空气桥容易被损伤第五节包含了空气桥芯片操作指引，用于空气桥芯片的拾取 工具不允许触碰芯片表面，特别是在芯片拾取和芯片安放等操作的时候用于硅芯片 的标准拾取工具是用于非空气桥芯片的与众多硅电路相同，砷化镓芯片也是静电敏感器件，应该接地操作砷化镓不应有高温工艺因为芯片温度不能超过 320℃，所以焊接放置芯片（第十一节） 和封盖（第十三节）操作时应特别注意砷化镓包含砷元素，是作为有毒材料对待的报废产品应该放置于合适的容器中（第十五 节） 第十四节包含对在封装件内部的芯片底部接触放置的指引6-9 节包含对晶圆减薄，晶圆背部金属化，晶圆粘片带和划片的工艺指引。

第 10-13 节包 含芯片拾取，放置，引线压焊和密封本手册包含的建议不能保证在本手册中提及的工艺的适应性我们建议你联系你的代工厂 以获取最新的信息1 1、、芯片边缘的额外区域芯片边缘的额外区域 在晶圆外围的 4mm 宽度的区域是不保证的芯片挑选的电测试应该不包括此区域这 个区域是被特定工艺步骤的工具屏蔽的，并且也受到了工艺设备的机械损伤晶圆缺口方向有 8.4mm 的平面区域芯片在此区域也是不保证的下图表示了这些应 该排除的区域150mm 砷化镓晶圆上的 4mm 弧形和 8.4mm 平面额外区域2、、晶圆运输容器晶圆运输容器 2.1 粘于切割框架上的晶圆（机械减薄）粘于切割框架上的晶圆（机械减薄）未减薄厚度的晶圆是用单晶圆氟代容器来运输的晶圆放置时电路面向下当边框扭转的 时候，型如蜘蛛的塑料框将晶圆固定在容器中这个塑料容器放置于客户定制的盒子里大的切割框架是在大的平板托盘里运输的额外的托盘作为边框附加容器是防静电的 为了打开容器，首先放置食指在顶部，其余手指在周边轻按容器底部，同时用食指向外 扣在下一个位置重复此技巧，并且小心移动晶圆不要按压任何容器的中心总是用两 只手搬运，不要一只手托在底部搬运。

当晶圆存储于壳内的时候，用额外的容器作为顶部 的保护2.2 粘在固定圈上的晶圆（激光切割过的）粘在固定圈上的晶圆（激光切割过的）用激光切割过的晶圆是粘在固定的圈上的，并且用黑色壳容器运输3.芯片运输的容器芯片运输的容器 Triquint 运输芯片的容器是 GEL PAKs（来自 GEL-PAK） 版式是 2”的正方型托盘托盘 有镀有硅膜覆盖的塑料格栅细的格栅窗口用于微小的芯片大的格栅用于大的芯片这 些托盘也是放于黑色的导电盒，并且用高净度的泡沫密封包装由于与普通的泡沫密封包 装不同，所以对封装人员的教育就很重要如果标准的泡沫密封包装用于如果标准的泡沫密封包装用于 GEL PAK，芯，芯 片会受到损伤片会受到损伤GEL-PAK 型号：PNVR-103CC-00B-X4GEL-PAK 在加利福尼亚州的：（408）733-1313GEL-pak 销售一种标准真空释放在托盘上抽真空（型号 VWS/R-22） 薄膜被拉下到 栅格中，并且从芯片背面被剥离这样芯片被释放，并且可以用镊子移动Triquint 发现 多数情况下芯片可以在不使用标准真空的情况下移动 一旦在托盘上抽真空，所有的芯片都会释放当撤销真空后，芯片不会像抽真空之前 一样紧密粘连。

如果只有部分芯片被使用，当 GEL-PAK 从真空台上拿下来的时候会丧失 粘附力如果剩余的芯片要运输或者垂直存储，则被建议要重新将芯片安放在 GEL 上用 镊子夹住芯片，向下轻按就可以重新放置GEL PAK 可以放在 45°的斜角上，并且可以 放在桌面上来检查芯片是否安放好如果没抽过真空，此步骤就可以省略4.切割框架版式切割框架版式Triquint 切割框架版式是存储单片的Triquint 所用切割框架是 DISCO 牌的或者设备模 型 MODTF 2-6-1X.也有用包含 DISCO 和 PerfectionProducts 复合来源来做此框架这种框架办事对于多数底部接触的封装公司是可行的框架大到足够固定 6 寸的晶圆 Triquint 对 100mm 和 150mm 的晶圆使用同样的框架5.铁箍环铁箍环 激光切割过的晶圆是在 8 英寸的铁箍环上运输的，如下图铁箍环厚度是 0.24 英寸，外直 径是 8.311 英寸UV 光罩与切割框架相同6.砷化镓芯片的操作砷化镓芯片的操作多数 Triquint 芯片有平坦的表面和约定俗成的操作方法但是，一些 Triquint 芯片有空气 桥不要操作或者触碰这些芯片的顶部。

镊子只能与芯片的边缘接触用于的硅片的常规 拾取方法不可以用于空气桥芯片砷化镓芯片对 ESD 很敏感必须小心保证芯片和封装部件在用静电安全的方式下操作砷化镓比硅脆的多但是，多数用于硅的操作技术也对 Triquint 芯片也是可行的镊子可 以用于手工从 GEL PAK 上移除和手工安放镊子的损伤通常会在芯片边缘产生碎片，看 起来像气球底部在芯片边缘的热气球(比如——一个小碎片在边缘扩大成深入芯片的翘角) 切割碎片一般看起来是半圆形的，碎片最宽的部分在芯片的边缘Triquint 用粘在铁杆上的橡胶拾取工具来将芯片从切割带上挪移下来，并且放置在 GEL PAKS 中（在自动设备上） Small Precision Tools（707）765-4545 是可以提供这些工具的 这些工具有粗糙的尖端是可以接受的这种粗糙可以在无尘布上磨平，以创造光滑的表面 必须小心保证这些工具的洁净，以避免空气桥的损伤常规操作员的对工具和芯片的的目视检查是被要求的当使用这些工具时，会有小于 20 克的力施加于芯片上工具杆是被要 求与尖端独立，并且有多种型号以用与不同的类型的设备6.晶圆减薄晶圆减薄 未定制厚度的晶圆一般为：对 100mm 的晶圆是 25mil 厚，对 150mm 的晶圆是 27mil 厚。

如果砷化镓晶圆是送给客户做评估的，它更适于以完整的厚度来运输，而不论下一步它是 否被要求减薄这样减低了在运输过程中的破损风险如上面提到的，完整厚度的晶圆会 在单晶片容器中被运输Triquint 可以将晶圆减薄到从 4 到 20mils 之间的任意厚度为了简化设备设置，我们乐于 接受如下厚度：20mils 15 mils 12 mils 10 mils 7 mils 和 4 mils如果你使用 SO 和 SSOP 包装，建议厚度是 7mils减薄过的晶圆特别脆，我们建议你运输前在 Triquint 进行划片任何在运输过程发生的破 裂将归责于客户7.背面金属背面金属背面金属要求晶圆减薄（4 到 20mils）以提供可以让金属附着的表面条件如果芯片要被 焊接放置，背面金属则也是必须的8.晶圆粘接带晶圆粘接带Triquint 使用来自 Ultron Systems，Inc，P/N:1020R 的紫外敏感粘接带这种带有很高的附 着力直到它被紫外光照射较高的附着力可以让晶圆在划片过程中避免被工艺过程冲掉 在曝光后，附着力显著降低，使得芯片可以较容易的从带上被移除这是减薄过的芯片的 如通路芯片或者高速产品封装所要求的。

我们默认在运输前是不会进行紫外曝光的如果我们做了紫外曝光，我们会印一颗粉红色 的星在晶圆和切割框架间的带上很多封装厂都为他们的自己工艺安装了紫外曝光系统建议紫外曝光条件： Ultron 做了如下建议给紫外照射：波长：200-400nm密度：15W/cm2 最小能量：300mj/cm2曝光是应该在背面进行（不是粘片的一面） 曝光不足可能会使芯片拾取失败 不要只曝光一部分要使整个表面曝光 为了得到最好的结果，让紫外曝光在非空气的环境中进行是比较好的在氮气气氛中进行 的紫外曝光十分有效 注意：能量会使有弧度的粘连平坦化，在一个很大能量范围内都会保持平坦UV 带的注意事项和建议带的注意事项和建议 A） 不要在未经测试的的情况下进行紫外曝光这样可能会导致所有的芯片在曝光时从带 上脱落如果你或你的供货商必须使用曝光，请先用一块没有电路的晶圆进行测试 芯片越小，这个问题越关键 B）不要曝光在划片框架上的粘接带，胶带可能会从框架上脱落（特别是当拓展器使用时） 遮蔽这个区域，用额外的切割框架或者中间有晶圆大小孔的卡板都可以 C）存储粘接带于暗处（封闭盒或黑袋中） ，以避免使用前芯片掉落一两天的短期存储在 室内光线条件下不会有问题。

应当避免日光或其他明亮光源 D） 一旦紫外曝光， 芯片和粘接带之间的附着力会很小，很容易戳起，曝光后小心操作 E）小尺寸芯片有最高的因机械戳碰或应力掉落的风险 F）在紫外曝光前等的时间越长，附着力越强（尽管还是比最初状态弱的多） 我们建议你 在拿到晶圆的 2 周内将芯片从晶圆上移除，以避免芯片移除时产生问题） 在粘接带上 长期存储（>1 年）同样有芯片背面仍然有附着力的风险 G） 生产厂家建议在进行紫外曝光时进行氮气保护，特别是对金背晶圆我们发现这是必 要的，尽管这样可能会缩短曝光时间 H） 不要忘记保护空气桥晶圆如果曝光从顶部进行，切割框架应该被支撑起，这样粘有 晶圆的面不会接触任何表面 I） 曝光系统，特别是用于这种曝光的，是从 Ultron Systems 或其他供应商购买的Ultron 的系统大概卖 15000 美元其他低技术的备选者如日光或者日光灯也会起作用Ultron Systems 的是（805）529-1485.9.晶圆的切割晶圆的切割 Triquint 使用 K&S(Kulicke&softa)型号 7500 的切刀刀头速度从 20 到 40Krpm在与平面 平行的方向，切刀的速度从 40 到 500mils/sec，取决于条件和材料。

垂直于平面方向，切割 速度从 200 到 500mils/sec镍焊的钻石刀的力度从 11 到 30mil切割时一个重要的问题是废物处理因为砷化镓废物材料是按有毒材料对待的，任何处理 措施必须符合你所在在州或者县的相关规定Triquint 排放其自身的切割和减薄废弃物进入 其本身厂房的的大型废弃物排放系统中一些公司保有一个循环系统，以处理切割产生的 循环水和砷化镓颗粒一种添加剂在水中使用来使得其导电性良好和提供润滑性能主要的目的是降低 ESD 的损 害风险10.芯片拾取（放置）芯片拾取（放置）芯片拾取是指从切割粘接带上移除和放置其到 GEL PAKs 或者泡沫包装中的过程放置是 已发生的事件---是芯片放置与镜面碟中以粘附芯片芯片拾取用针来戳切割粘接带，以使 芯片从粘接带上翘起脱离，这样拾取工具可以将芯片取出（或者操作员可以用镊子夹住芯 片的边缘） Triquint 使用来自 KELLER 的自动工作台来进行这道工序整个系统是用电子 档的芯片分类晶圆图直接来驱动的使用针来戳起的手工操作台可以安装不会戳破粘接带的，比较钝的针（或者将常规的针翻 转，用平的一边） 针戳起的速度也要相应的降低。

其他公司也研发出相应的方法以通过不同的方式来拾取芯片Royce 销售的系统使用一排 针的阵列以覆盖整个芯片表面另外，需要控制好针头的方向以避免戳破通路Triquint 对 这些系统并没有直接的经验但是，自动高速封装是必须采用这种方法的11.芯片粘附芯片粘附芯片粘附一般是用金字塔型的夹具这种夹具只会接触芯片的边缘这样就降低了损伤空 气桥的风险。