集成电路封装知识简介
封装外观尺寸
TSOP II 54LD内部构造 内部构造
A6 A2 DS A5 A7
A5
Items
Thickness (mm) Nominal 1.000 0.127 Alloy 42 0.279 0.100 0.050 0.210 0.254 0.238
Thickness (mils) 39.37 5 A42 11 4 2 8 10 9.37
Die(Chip)
俯视图
Gold Wire L/F Pad Epoxy Inner Lead Die
正视图
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
打线结合(Wire Bonding)
主要工艺参数: • ball shear test • wire pull test • ball bond size • Ball placement • Pad Cractering Test • Loop Height Test • Reject(see PBI reject criteria) 见下页图示 打线后图片 设备与材料: 1. 打线机 2. 金线 3. 劈刀 主要机器参数: 1. 超声波功率 2. 焊接压力 3. 焊接持续的时间 4. 焊接温度
银胶
框架
胶带
固化 传统银胶粘结工艺
加热 固化 胶带粘结工艺
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
晶片粘结(Die Bonding) 银胶 芯片
框架焊盘
Fillet height BLT
Die Tilt
Y2
芯片
主要工艺参数: 1. BLT 2. Die tilt 3. Fillet height 4. Wetting 5. Die placement 6. Die shear
Marking (打字)
Testing (測試)
製造完成
三種不同的連接方式
Wire Bonding
TAB Bonding
Flip Chip Bonding
封 裝 之 目 的
傳統之構裝 1. 保護元件 2. 連接 3. 散熱 4. 協助測試 從現在起 1. 電子連接與隔離 2. I/O 位置標準化 3. 散熱 4. 協助測試 5. 保護元件
什么是电子封裝
电子封装乃是将前制程加工完成后所提供晶圆中之每一顆IC晶粒独立分离, 并外接信号线至导线架上而予以包覆,使其最終形成與外界電源相連之通路。
名詞簡釋
Wafer(晶圓):外觀為一圓薄盤,底材為Si,一面長有微細電路 Die, Chip(晶粒): 呈方形,附於wafer上互相連接,每個之間均隔 有寬線(切割道),排列如下
Prepared by:Peng xu dong
主要内容
内容: 内容:
封装外观尺寸 TSOP II 54LD的内部构造 工艺流程 前道工艺 贴膜 WTP 研磨 GRD 抛光 Polish 上片 W-M 揭膜 WDP 目检 V-I 切割 SAW 清洗 DWC 紫外线照射 U-V 切割后检查 PSI 晶片粘结 DBD 银胶固化 CRG 打线结合 WBD 打线后检查 PBI 后道工艺 塑封 MLD 塑封后固化 PMC 背印 BMK 正印 PTP 切筋 TRM 电镀 SDP 电镀后烘烤 APB 切筋成型 T-F 引脚检查 LSI 烘烤(去湿) UBK 最终目检 FVI 包装 P-K 出货检查 OQC 入库 W-H
封装制程简介
IC产业体系
设备仪器 資金人力資源
CAD
逻辑设计
光罩设计 光罩设计
晶粒测试及切割 晶粒测试及切割 测试
封 裝
成品测试 成品测试
服务支援
CAE
设计
光罩
制造
封裝
测试
货运 海关 材料
长 晶 晶圆切割
导线架 导线架 化学品
晶圆
科学圆区 • • •
Wire, Solder, Tape, Underfill Material
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
*选项: 晶圆背面抛光(POLISHING)
抛光轮 背面
设备与材料: 1. 抛光机 2. 抛光轮 3. 抛光剂 4. 去离子水 主要控制参数: 1. 主轴转速 2. 吸盘转速 3. 抛光步骤 4. 抛光压力 5. 抛光时间 6. 抛光剂流量
晶圆
真空吸盘
定义:抛光研磨过的晶圆背面 目的:减少晶圆研磨时产生的加工应力。 主要失效: 1. 晶圆碎裂 (wafer broken) 2. 边缘破损(edge chipping) 收集数据: 1. 表面粗糙度 2. 表面平整度 3. 最终厚度
• 低成本/高可靠度 • 小而薄之塑膠構裝
• 元件至最後系統 • 模擬與評估 • 給與最佳之封裝組合
封 裝
型
式
資料來源:Michael Pecht, “Integrated Circuit, Hybrid, and Multichip Module Package Design Guidelines,” pp. 50-51
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
打线结合(Wire Bonding)
Loop Height 拉力 Wire pull test
推力
Ball shear test Y2 X2 Y1 X1
Ball placement X=(X2-X1)/2 Ball placement Y=(Y2-Y1)/2
X1
银胶 所有兰色区 域为 Wetting
X2
Die placement X=(X2-X1)/2 Die placement Y=(Y2-Y1)/2
Y1
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
打线结合(Wire Bonding)
Tie Bar Wb Simulation Bonding Pad
Microsoft PowerPoint 演示文演
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
目检(V-I)
定义:研磨后检查 目的:检查研磨质量 检查主要内容: 1. 晶圆厚度 2. 研磨(抛光)后晶圆粗糙度 3. 废品 设备与材料: 1. 厚度测量仪 2. 粗糙度测量仪 3. 显微镜 主要控制参数: NA
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
Ball placement test
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
切割后检查(PSI)
检查主要内容: 1. 晶圆mount方向是否与键合图一致 2. 芯片名称,芯片ID是否与键合图所示相符 3. 废品 1. 刮痕 Scratch 2. 腐蚀 Pad Corrosion 3. 金属镀层的短路 Metallization bridging 4. 刮划 Scribe 5. 裂纹 Crack 6. 碎片 Chipping 7. 金属镀层的附着 Metallization adherence 8. 金属镀层的气孔 Metallization void 9. 玻璃钝化保护层失效 Glassivation defect 10. 外来物质Foreign material 设备与材料: 1. 高倍显微镜 主要控制参数: NA
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
晶圆表面贴膜(WTP)
背面 晶圆
设备与材料: 1. 贴膜机:待定 2. 胶带:待定 主要控制参数: 1. 贴膜压力 2. 贴膜速度 3. 贴膜温度
保护膜
正面
定义:在晶圆的表面贴上一层保护膜 目的:在晶圆背部研磨过程中,对晶圆表面电路提供保护 主要失效: 1. 切割毛边 (cut burr) 2. 双层胶带(double tape) 3. 胶带脱落(tape peeling) 4. 外来物(F/M under protective tape ) 5. 气泡(Bubble )
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
晶片粘结(Die Bonding)
设备与材料: 1. 粘片机 DBD Simulation 2. 银胶/胶带 Microsoft PowerPoint 演示文演 3. 框架 4. 吸嘴 5. 顶针 主要机器参数: 1. 拣片力 2. 粘结力 3. 粘结时间 4. 拣片时间 5. 粘结温度 6. 点胶压力 7. 顶针速度 8. 顶针高度
工艺流程背面研磨(GRD)
研磨轮 背面
设备与材料: 1. 研磨机 2. 研磨轮 3. 去离子水 主要控制参数: 1. 主轴转速 2. 吸盘转速 3. 进给速度 4. 晶圆初始厚度 5. 晶圆目标厚度 6. 粗磨量 7. 精磨量
晶圆
真空吸盘
定义:研磨晶圆的背面,减薄晶圆厚度 目的:根据封装尺寸要求,减薄晶圆厚度到芯片 规定厚度 主要失效: 1. 晶圆碎裂 (wafer broken) 2. 边缘破损(edge chipping) 收集数据: 1. 表面粗糙度 2. 表面平整度 3. 最终厚度
工艺流程(前道工艺) 工艺流程(前道工艺)
上片(W-M)
晶圆框架 晶圆
背面 晶圆 晶圆框架 真空吸盘 侧面图(示意图) 正面图 晶圆框架
设备与材料: 1. 上片机 2. 滚轮 3. 胶带 主要控制参数: 1. 上片压力 2. 上片速度 3. 上片温度 上片后图片
定义:在晶圆背面贴一层膜把晶圆固定在晶圆框 架上。 目的:便于芯片切割和芯片焊接。 主要失效: 1. 气泡 (bubble) 2. 外来物(F/M under protective tape )
Figure. Packaging Evolution
Packaging Evolution
Figure. Single-Chip Packaging Evolution leading to Multichip Packaging
IC 元 件 和 封 裝 趨 勢
TSOP封装流程介绍 封装流程介绍
A5 A3